受迫振動(用)

1、 1、阻尼振動、阻尼振動:即振幅逐漸即振幅逐漸減小的振動減小的振動. .一般地，可以一般地，可以認為認為阻尼振動過程中周期阻尼振動過程中周期和頻率不變。和頻率不變。一、阻尼振動一、阻尼振動 2 2、自由振動：系統(tǒng)不受外力，也不受阻力，、自由振動：系統(tǒng)不受外力，也不受阻力，只在自身回復(fù)力作用下的振動，又叫無阻尼振動。只在自身回復(fù)力作用下的振動，又叫無阻尼振動。自由振動的頻率，叫做系統(tǒng)的固有頻率（周期）。自由振動的頻率，叫做系統(tǒng)的固有頻率（周期）。固有頻率（周期）由振動系統(tǒng)本身的特征決定。固有頻率（周期）由振動系統(tǒng)本身的特征決定。二、受迫振動二、受迫振動 1 1、受迫振動、受迫振動（1 1）定義：

2、物體在外界驅(qū)動力）定義：物體在外界驅(qū)動力（即周期性外力）作用下的振動（即周期性外力）作用下的振動叫受迫振動叫受迫振動。 （2 2）規(guī)律）規(guī)律物體做受迫振動時，振動穩(wěn)物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率（周期）等于驅(qū)動定后的頻率（周期）等于驅(qū)動力的頻率（周期），與物體的力的頻率（周期），與物體的固有頻率（周期）無關(guān)。固有頻率（周期）無關(guān)。物體做受迫振動的振幅由驅(qū)動力頻率和物體的固有物體做受迫振動的振幅由驅(qū)動力頻率和物體的固有頻率共同決定：兩者越接近，受迫振動的振幅越大，頻率共同決定：兩者越接近，受迫振動的振幅越大，兩者相差越大受迫振動的振幅越小。兩者相差越大受迫振動的振幅越小。 （1 1）當(dāng)驅(qū)動力

3、的頻率跟）當(dāng)驅(qū)動力的頻率跟物體的固有頻率相等時，物體的固有頻率相等時，受迫振動的振幅最大，這受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。種現(xiàn)象叫共振。 （2 2）條件：）條件：f驅(qū)驅(qū)=f固固2 2、共振、共振 （3 3）共振曲線）共振曲線當(dāng)當(dāng)f驅(qū)驅(qū)=f固固時，時，A=Am。f驅(qū)驅(qū)與與f固固越接近，受迫振動越接近，受迫振動的振幅越大；的振幅越大； f驅(qū)驅(qū)與與f固固相相差越遠，受迫振差越遠，受迫振動的振幅越小。動的振幅越小。發(fā)生共振時，一個周期內(nèi)，外界提供的能量等于系發(fā)生共振時，一個周期內(nèi)，外界提供的能量等于系統(tǒng)克服阻力做功而消耗的能量。統(tǒng)克服阻力做功而消耗的能量。三、共振的利用和防止（詳見課本三、共振的

4、利用和防止（詳見課本P P15-1615-16）1.1.共振的利用：轉(zhuǎn)速計共振的利用：轉(zhuǎn)速計2.2.共振的防止：共振的防止：結(jié)論：利用共振時，應(yīng)結(jié)論：利用共振時，應(yīng)f驅(qū)驅(qū)接近或等于接近或等于f固固， 防止共振時，應(yīng)防止共振時，應(yīng)f驅(qū)驅(qū)遠離遠離f固固。練、把一個篩子用四根彈簧支起來，篩子上裝一個電動練、把一個篩子用四根彈簧支起來，篩子上裝一個電動偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個驅(qū)動力，這就做成了偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個驅(qū)動力，這就做成了一個共振篩。不開電動機讓這個篩子自由振動時，完成一個共振篩。不開電動機讓這個篩子自由振動時，完成20次全振動用次全振動用15s；在某電壓下，電動偏心輪的轉(zhuǎn)速是

5、；在某電壓下，電動偏心輪的轉(zhuǎn)速是88r/min。已知增大電動偏心輪的電壓可以使其轉(zhuǎn)速提高，。已知增大電動偏心輪的電壓可以使其轉(zhuǎn)速提高，而增加篩子的總質(zhì)量可以增大篩子的固有周期。為使共而增加篩子的總質(zhì)量可以增大篩子的固有周期。為使共振篩的振幅增大，以下做法正確的是（振篩的振幅增大，以下做法正確的是（ ） A. .降低輸入電壓降低輸入電壓 B. .提高輸入電壓提高輸入電壓 C. .增加篩子質(zhì)量增加篩子質(zhì)量 D. .減小篩子質(zhì)量減小篩子質(zhì)量 AD 例、如圖，四個擺的擺長分別為例、如圖，四個擺的擺長分別為 l12m,l21.5m, l31m, l40.5m，它們懸掛于同一根水平橫線上。今用周它們懸掛于

6、同一根水平橫線上。今用周期為期為2s的驅(qū)動力以垂直于擺線方向水平作用在橫線上，的驅(qū)動力以垂直于擺線方向水平作用在橫線上，使它們作受迫振動，那么它們的振動穩(wěn)定時使它們作受迫振動，那么它們的振動穩(wěn)定時( )( ) A、四個擺的周期相同、四個擺的周期相同 B、四個擺的周期不同、四個擺的周期不同 C、擺、擺3振幅最大振幅最大 D、擺、擺1振幅最大振幅最大AC練習(xí)：圖練習(xí)：圖(1)(1)是演示簡諧振動圖像的裝置是演示簡諧振動圖像的裝置. .當(dāng)盛沙漏斗下當(dāng)盛沙漏斗下面的薄木板面的薄木板N被勻速地拉出時被勻速地拉出時, ,擺動著的漏斗中漏出的沙擺動著的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲線顯示出擺的位移隨時間變化的

7、關(guān)系在板上形成的曲線顯示出擺的位移隨時間變化的關(guān)系, ,板板上的直線上的直線OO1代表時間軸代表時間軸. .圖圖(2)(2)是兩個擺中的沙在各自是兩個擺中的沙在各自木板上形成的曲線木板上形成的曲線, ,若板若板N N1 1和板和板N N2 2拉動的速度拉動的速度v1和和v2的關(guān)的關(guān)系為系為v2=2v1, ,則板則板N1、N2上曲線所代表的振動的周期上曲線所代表的振動的周期T1和和T2的關(guān)系為的關(guān)系為 ( ).( ).A、T2=T1 B、 T2=2T1 C、T2=4T1 D、 T2=0.25T1D N2N1例例1010、如圖所示，在曲軸、如圖所示，在曲軸A上懸掛一個彈簧振子，如果上懸掛一個彈簧振

8、子，如果不轉(zhuǎn)動把手不轉(zhuǎn)動把手B而用手拉振子，放手后讓其上下振動，其而用手拉振子，放手后讓其上下振動，其作作30次全振動所用的時間是次全振動所用的時間是15s. .如果勻速轉(zhuǎn)動把手，彈如果勻速轉(zhuǎn)動把手，彈簧振子也可上下振動簧振子也可上下振動. .若把手以若把手以30r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)彈簧振子的振動穩(wěn)定后，它的振動周期為當(dāng)彈簧振子的振動穩(wěn)定后，它的振動周期為 s.s.練、在接近收費口的道路上安裝了若干條突起于路面且練、在接近收費口的道路上安裝了若干條突起于路面且與行駛方向垂直的減速帶，減速帶間距為與行駛方向垂直的減速帶，減速帶間距為10m，當(dāng)車輛，當(dāng)車輛經(jīng)過著速帶時會產(chǎn)生

9、振動。若某汽車的固有頻率為經(jīng)過著速帶時會產(chǎn)生振動。若某汽車的固有頻率為1.25Hz，則當(dāng)該車以，則當(dāng)該車以_m/s的速度行駛在此減速的速度行駛在此減速區(qū)時顛簸得最厲害，我們把這種現(xiàn)象稱為區(qū)時顛簸得最厲害，我們把這種現(xiàn)象稱為_。12.5共振共振練、將一測力傳感器連接到計算機上就可以測量快速變練、將一測力傳感器連接到計算機上就可以測量快速變化的力，下圖甲中化的力，下圖甲中O點為單擺的懸點，現(xiàn)將小球（可視點為單擺的懸點，現(xiàn)將小球（可視為質(zhì)點）拉到為質(zhì)點）拉到A點，此時細線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，點，此時細線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球在豎直平面內(nèi)的則擺球在豎直平面內(nèi)的ABC之間來回擺動，其中之間來

10、回擺動，其中B點為點為運動中最低位置。運動中最低位置。AOB=COB=，小于小于100且是未且是未知量，下圖乙表示計算機得到細線對擺線的拉力大小知量，下圖乙表示計算機得到細線對擺線的拉力大小F隨時間變化的曲線且圖中隨時間變化的曲線且圖中t=0時刻為擺球從時刻為擺球從A點開始運動點開始運動的時刻，據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中信息（的時刻，據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中信息（g取取10m/s2）,求求:(1)單單擺的周期擺的周期,擺長擺長 (2)擺球的質(zhì)量擺球的質(zhì)量 (3)擺動過程中最大速度擺動過程中最大速度練、將一個力電傳感器接到練、將一個力電傳感器接到計算機上，可以測量快速變化計算機上，可以測量快速變化的力。用這種方法

11、測得的某單的力。用這種方法測得的某單擺擺動過程中懸線上拉力大小擺擺動過程中懸線上拉力大小隨時間變化的曲線如右圖所示。隨時間變化的曲線如右圖所示。由此圖線提供的信息做出下列由此圖線提供的信息做出下列判斷：判斷：t t0.2s0.2s時刻擺球正經(jīng)過最低點；時刻擺球正經(jīng)過最低點；t t1.1s1.1s時時擺球正處于最高點；擺球擺動過程中機械能時而增大擺球正處于最高點；擺球擺動過程中機械能時而增大時而減?。粩[球擺動的周期是時而減??；擺球擺動的周期是T T0.6s0.6s。上述判斷中正。上述判斷中正確的是（確的是（ ） A. B. C. D.C練、一水平放置、勁度系數(shù)練、一水平放置、勁度系數(shù)k10N/m

12、的輕彈簧，一端固的輕彈簧，一端固定，另一端系一質(zhì)量定，另一端系一質(zhì)量m=40g的小球，小球在光滑的水平的小球，小球在光滑的水平面上沿左右方向作簡諧運動。圖為取向右為正方向畫的面上沿左右方向作簡諧運動。圖為取向右為正方向畫的小球的振動圖象。小球的振動圖象。（1 1）試描述小球在第一個周期內(nèi)速度的方向和大小變化）試描述小球在第一個周期內(nèi)速度的方向和大小變化的情況的情況（2 2）求小球的頻率和振幅）求小球的頻率和振幅（3 3）求小球的最大加速度）求小球的最大加速度練、如圖所示，一輕質(zhì)彈簧與質(zhì)量為練、如圖所示，一輕質(zhì)彈簧與質(zhì)量為m的物體組成彈簧的物體組成彈簧振子，物體在同一條豎直線上的振子，物體在同一

13、條豎直線上的A、B間做簡諧運動，間做簡諧運動，O為平衡位置，為平衡位置，C為為AO的中點，已知的中點，已知OC=h，振子的周期為振子的周期為T. .某時刻物體恰好經(jīng)過某時刻物體恰好經(jīng)過C點點并向上運動，則從此時刻開始的半個周期時并向上運動，則從此時刻開始的半個周期時間內(nèi)，下列判斷不正確的是（間內(nèi)，下列判斷不正確的是（ ） A重力做功為重力做功為2mgh B重力的沖量大小為重力的沖量大小為 C回復(fù)力做功為零回復(fù)力做功為零 D回復(fù)力的沖量為零回復(fù)力的沖量為零2Tmg OmABC0t/sx/cmt1A-AA/2-A/2T/2+t1D練、下圖是將演示簡諧振動圖像的裝置作變更，當(dāng)盛砂練、下圖是將演示簡諧振動圖像的裝置作變更，當(dāng)盛砂漏斗下面的薄木板被勻加速地拉出時漏斗下面的