受迫振動(dòng)與共振

1、1.5受迫振動(dòng)與共受迫振動(dòng)與共振振 振動(dòng)的能量與振幅有關(guān)，振動(dòng)的能量與振幅有關(guān)，振幅振幅越大，振動(dòng)的能量越大越大，振動(dòng)的能量越大 簡諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢能在發(fā)簡諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即保持不變，即機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒。復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)一、阻尼振動(dòng)一、阻尼振動(dòng)1 1、演示演示2 2、阻尼振動(dòng)：振幅逐漸減小的振動(dòng)、阻尼振動(dòng)：振幅逐漸減小的振動(dòng)3 3、阻尼振動(dòng)的、阻尼振動(dòng)的圖像圖像：二、受迫振動(dòng)二、受迫振動(dòng)1 1、驅(qū)動(dòng)力：、驅(qū)動(dòng)力： 作用在振動(dòng)系統(tǒng)上的周期性外力作用在振動(dòng)系統(tǒng)上的周期性外力2 2、受迫振動(dòng)：、受迫振動(dòng)： 系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)系統(tǒng)在

2、驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng) 請舉出你所知道的受迫振動(dòng)的例子請舉出你所知道的受迫振動(dòng)的例子受迫振動(dòng)的頻率跟什么有關(guān)呢受迫振動(dòng)的頻率跟什么有關(guān)呢?受迫振動(dòng)實(shí)例：受迫振動(dòng)實(shí)例：跳板在人走過時(shí)發(fā)生的振動(dòng)跳板在人走過時(shí)發(fā)生的振動(dòng)機(jī)器底座在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的振動(dòng)機(jī)器底座在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的振動(dòng)聽到聲音時(shí)耳膜的振動(dòng)聽到聲音時(shí)耳膜的振動(dòng)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針?biāo)龅恼駝?dòng)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針?biāo)龅恼駝?dòng)演示演示3 3、受迫振動(dòng)的特點(diǎn)：、受迫振動(dòng)的特點(diǎn)： 受迫振動(dòng)的受迫振動(dòng)的頻率總等于驅(qū)動(dòng)力的頻率頻率總等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與與系統(tǒng)的系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)固有頻率無關(guān)。三、共三、共 振振1 1、演示演示2 2、共振、共振 驅(qū)動(dòng)力的頻率等于

3、系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，受驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。 3 3、共振曲線、共振曲線l圖象特點(diǎn)圖象特點(diǎn)l f驅(qū)驅(qū)= f固固時(shí)，振幅有最大值時(shí)，振幅有最大值l f驅(qū)驅(qū)與與 f固固差別越大時(shí)，振幅越小差別越大時(shí)，振幅越小2、共鳴共鳴箱共鳴箱四、共振的應(yīng)用和防止四、共振的應(yīng)用和防止1.微波爐加熱原理共鳴箱共鳴箱生活中的共振現(xiàn)象 美國有一農(nóng)場農(nóng)婦，習(xí)慣于用吹笛的方式美國有一農(nóng)場農(nóng)婦，習(xí)慣于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃飯，可當(dāng)她有一次吹笛時(shí)，招呼丈夫回家吃飯，可當(dāng)她有一次吹笛時(shí)，居然發(fā)現(xiàn)樹上的毛毛蟲紛紛墜地而死，驚訝居然發(fā)現(xiàn)樹上的毛毛

4、蟲紛紛墜地而死，驚訝之余，她到自己的果園吹了幾個(gè)小時(shí)，一下之余，她到自己的果園吹了幾個(gè)小時(shí)，一下子將果樹上的毛毛蟲收拾的一干二凈，究其子將果樹上的毛毛蟲收拾的一干二凈，究其原因，還是笛子發(fā)出的聲音引起毛毛蟲內(nèi)臟原因，還是笛子發(fā)出的聲音引起毛毛蟲內(nèi)臟發(fā)生劇烈共振而死亡。發(fā)生劇烈共振而死亡。 唐朝時(shí)候，洛陽某寺一僧人房中掛著的一件唐朝時(shí)候，洛陽某寺一僧人房中掛著的一件樂器，經(jīng)常莫名其妙地自動(dòng)鳴響，僧人因此驚恐樂器，經(jīng)常莫名其妙地自動(dòng)鳴響，僧人因此驚恐成疾，四處求治無效。他有一個(gè)朋友是朝中管音成疾，四處求治無效。他有一個(gè)朋友是朝中管音樂的官員，聞?dòng)嵦厝タ赐?。這時(shí)正好聽見寺里樂的官員，聞?dòng)嵦厝タ赐?/p>

5、。這時(shí)正好聽見寺里敲鐘聲，那件樂器又隨之作響。于是朋友說：你敲鐘聲，那件樂器又隨之作響。于是朋友說：你的病我可以治好，因?yàn)槲艺业侥愕牟「恕Ｖ灰姷牟∥铱梢灾魏?，因?yàn)槲艺业侥愕牟「?。只見朋友找到一把鐵銼，在樂器上銼磨幾下，樂器便朋友找到一把鐵銼，在樂器上銼磨幾下，樂器便再也不會自動(dòng)作響了。再也不會自動(dòng)作響了。軍隊(duì)過橋便步走，火車過橋慢行軍隊(duì)過橋便步走，火車過橋慢行 1831 1831年，一隊(duì)騎兵通過曼徹斯特附近的一座年，一隊(duì)騎兵通過曼徹斯特附近的一座便橋時(shí)，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而便橋時(shí)，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。斷裂。 19401940年，美國的全長年，美國的全長8608

6、60米的塔柯姆大橋米的塔柯姆大橋 輪船航行時(shí)要看波浪的撞擊方向而改變速度和方向輪船航行時(shí)要看波浪的撞擊方向而改變速度和方向機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或者機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或者在振動(dòng)在振動(dòng) 物體底座加防振墊物體底座加防振墊. 洗衣機(jī)把衣服脫水完畢切斷電源后，電動(dòng)機(jī)洗衣機(jī)把衣服脫水完畢切斷電源后，電動(dòng)機(jī)由于慣性還要轉(zhuǎn)一會兒才能停下來，在這個(gè)由于慣性還要轉(zhuǎn)一會兒才能停下來，在這個(gè)過程中，洗衣機(jī)的振動(dòng)劇烈程度有變化，其過程中，洗衣機(jī)的振動(dòng)劇烈程度有變化，其中有一陣子最劇烈中有一陣子最劇烈。 結(jié)論：結(jié)論： 利用共振利用共振時(shí)，應(yīng)時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振

7、動(dòng)物體振動(dòng)物體的的固有頻率固有頻率； 防止共振防止共振時(shí)，應(yīng)時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的物體的固有頻率不固有頻率不同同，而且相差越大越好，而且相差越大越好小小 結(jié)結(jié)2 2、受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)、受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)3 3、系統(tǒng)做受迫振動(dòng)時(shí)，、系統(tǒng)做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于 驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)4 4、驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，、驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)， 受迫振動(dòng)的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振受迫振動(dòng)的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。5 5、利用共振

8、時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于、利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于 振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率；振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率； 防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固 有頻率不同，而且相差越大越好有頻率不同，而且相差越大越好1 1、阻尼振動(dòng)：振幅越來越小的振動(dòng)、阻尼振動(dòng)：振幅越來越小的振動(dòng)1、兩個(gè)彈簧振子，甲的固有頻率為f，乙的固有頻率為4f，當(dāng)它們均在頻率為2f的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí)，則 （ ）A、甲的振幅較大，振動(dòng)頻率為f B、乙的振幅較大，振動(dòng)頻率為4fC、甲的振幅較大，振動(dòng)頻率為2fD、乙的振幅較大，振動(dòng)頻率為2fC課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2.2.如圖所示演示裝置，

9、一根張緊的水平繩上如圖所示演示裝置，一根張緊的水平繩上掛著四個(gè)單擺，讓掛著四個(gè)單擺，讓b b擺擺動(dòng)，其余各擺也擺擺擺動(dòng)，其余各擺也擺動(dòng)起來，可以發(fā)現(xiàn)（動(dòng)起來，可以發(fā)現(xiàn)（ ）A.A.各擺擺動(dòng)的周期均與各擺擺動(dòng)的周期均與b b擺相同擺相同B.B.a a 擺擺動(dòng)周期最短擺擺動(dòng)周期最短C.C.c c擺擺動(dòng)周期最長擺擺動(dòng)周期最長D.D.c c擺振幅最大擺振幅最大A3 3、汽車的車身是裝在彈簧上的，如果這個(gè)、汽車的車身是裝在彈簧上的，如果這個(gè)系統(tǒng)的固有周期是系統(tǒng)的固有周期是1.5s1.5s，汽車在一條起伏，汽車在一條起伏不平的路上行駛，路上各凸起處大約都相不平的路上行駛，路上各凸起處大約都相隔隔8m8m，汽車以多大速度行駛時(shí)，車身上下，汽車以多大速度行駛時(shí)，車身上下顛簸得最劇烈？顛簸得最劇烈？sm/3164、如圖所示是一個(gè)單擺的共振曲線，求：（1）單擺的擺長L（g取9.8m/s2） （2）若擺長減小，共振曲線的峰將怎樣移動(dòng)？為什么？ 5. 5. 如圖所示，是用來測量各種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)如圖所示，是用來測量各種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖。在同一鐵支架原理圖。在同一鐵支架NMNM上焊有固有頻率依次上焊有固有頻率依次為為80Hz80Hz、60Hz60Hz、40Hz40H