外力作用下的振動課件

第十一章機械振動

第五節(jié)外力作用下的振動人教版選修3-4第十一章機械振動人教版選修3-41一、阻尼振動1、定義：系統(tǒng)受到阻尼，消耗機械能，所以振幅逐漸減小的振動2、圖像：一、阻尼振動2二、受迫振動1、定義：物體在外界驅(qū)動力作用下的振動二、受迫振動1、定義：物體在外界驅(qū)動力作用下的振動33、受迫振動的振幅1）f驅(qū)

=f固時,振幅最大;f驅(qū)與f固相差越大，受迫振動的振幅越小.

物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率，跟物體的固有頻率無關(guān).2、受迫振動的頻率3、受迫振動的振幅1）f驅(qū)=f固時,振幅最大;4三、共振1、定義：驅(qū)動力的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振動的振幅增大的現(xiàn)象f驅(qū)受迫振動的振幅f固A共振曲線2、共振曲線三、共振1、定義：驅(qū)動力的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振5噴水魚洗(大約出現(xiàn)于唐代)

摩擦盆的兩耳,由于振動,盆壁魚嘴處噴起水花,宛如盆底的魚在騰躍嬉戲.噴水魚洗(大約出現(xiàn)于唐代)6

7聲音的共振現(xiàn)象共鳴箱（在樂器上用的比較多）叫共鳴.共鳴箱（在樂器上用的比較多）叫共鳴.8軍隊過橋便步走，火車過橋慢行1831年，一隊騎兵通過曼徹斯特附近的一座便橋時，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。軍隊過橋便步走，火車過橋慢行1831年，一隊騎兵通9

1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋在建成后的4個月就因風(fēng)共振而倒塌

1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋在建成后的10

在需要利用共振時,應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率.

在需要防止共振時,應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與振動物體的固有頻率不同,而且相差越大越好.1、軍隊或火車過橋時要便步走或放慢速度2、機器運轉(zhuǎn)時為了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速3、在振動物體底座加防振墊在需要利用共振時,應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或11例1.(阻尼振動中的能量)如圖8所示是一個水平彈簧振子做阻尼振動的振動圖象，曲線上A、B兩點連線與橫軸平行，下列說法正確的是(

)A.振子在A時刻的動能等于B時刻的動能B.振子在A時刻的勢能大于B時刻的勢能C.振子在A時刻的機械能等于B時刻的機械能D.振子在A時刻的機械能大于B時刻的機械能例1.(阻尼振動中的能量)如圖8所示是一個水平彈簧振子做阻尼12解析由于彈簧振子做阻尼振動，所以A時刻的機械能大于B時刻的機械能，C錯，D對；由于彈簧的彈性勢能僅與彈簧的形變量(即振子的位移)有關(guān)，A、B時刻彈簧的形變量相等，故勢能相等，所以B錯；通過上述分析可知振子在A時刻的動能大于B時刻的動能，A錯.答案D解析由于彈簧振子做阻尼振動，所以A時刻的機械能大于B時刻的13例2.(對共振的理解)一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，圖9甲所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動.勻速轉(zhuǎn)動把手時，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動力，使振子做受迫振動.把手勻速轉(zhuǎn)動的周期就是驅(qū)動力的周期，改變把手勻速轉(zhuǎn)動的速度就可以改變驅(qū)動力的周期.若保持把手不動，給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡諧運動，振動圖線如圖乙所示.當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動，受迫振動達到穩(wěn)定時，砝碼的振動圖線如圖丙所示.若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動力的周期，Y表示受迫振動達到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅，則(

)例2.(對共振的理解)一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，圖9甲所14A.由圖線可知T0＝4s

B.由圖線可知T0＝8sC.當(dāng)T在4s附近時，Y顯著增大；當(dāng)T比4s小得多或大得多

時，Y很小D.當(dāng)T在8s附近時，Y顯著增大；當(dāng)T比8s小得多或大得多

時，Y很小A.由圖線可知T0＝4sB.由圖線可知T0＝815解析題圖乙是彈簧振子未加驅(qū)動力時振動的圖線，故由題圖乙讀出的周期為其振動的固有周期，即T0＝4s.題圖丙是彈簧振子在驅(qū)動力作用下的振動圖線.做受迫振動的物體，其振動的周期等于驅(qū)動力的周期，即T＝8s.當(dāng)固有周期與驅(qū)動力的周期相同時，其振幅最大.兩周期差別越大，其振動振幅越小.由以上分析可知，A、C對.答案AC解析題圖乙是彈簧振子未加驅(qū)動力時振動的圖線，故由題圖乙讀出16第十一章機械振動

第五節(jié)外力作用下的振動人教版選修3-4第十一章機械振動人教版選修3-417一、阻尼振動1、定義：系統(tǒng)受到阻尼，消耗機械能，所以振幅逐漸減小的振動2、圖像：一、阻尼振動18二、受迫振動1、定義：物體在外界驅(qū)動力作用下的振動二、受迫振動1、定義：物體在外界驅(qū)動力作用下的振動193、受迫振動的振幅1）f驅(qū)

=f固時,振幅最大;f驅(qū)與f固相差越大，受迫振動的振幅越小.

物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率，跟物體的固有頻率無關(guān).2、受迫振動的頻率3、受迫振動的振幅1）f驅(qū)=f固時,振幅最大;20三、共振1、定義：驅(qū)動力的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振動的振幅增大的現(xiàn)象f驅(qū)受迫振動的振幅f固A共振曲線2、共振曲線三、共振1、定義：驅(qū)動力的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振21噴水魚洗(大約出現(xiàn)于唐代)

摩擦盆的兩耳,由于振動,盆壁魚嘴處噴起水花,宛如盆底的魚在騰躍嬉戲.噴水魚洗(大約出現(xiàn)于唐代)22

23聲音的共振現(xiàn)象共鳴箱（在樂器上用的比較多）叫共鳴.共鳴箱（在樂器上用的比較多）叫共鳴.24軍隊過橋便步走，火車過橋慢行1831年，一隊騎兵通過曼徹斯特附近的一座便橋時，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。軍隊過橋便步走，火車過橋慢行1831年，一隊騎兵通25

1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋在建成后的4個月就因風(fēng)共振而倒塌

1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋在建成后的26

在需要利用共振時,應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率.

在需要防止共振時,應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與振動物體的固有頻率不同,而且相差越大越好.1、軍隊或火車過橋時要便步走或放慢速度2、機器運轉(zhuǎn)時為了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速3、在振動物體底座加防振墊在需要利用共振時,應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或27例1.(阻尼振動中的能量)如圖8所示是一個水平彈簧振子做阻尼振動的振動圖象，曲線上A、B兩點連線與橫軸平行，下列說法正確的是(

)A.振子在A時刻的動能等于B時刻的動能B.振子在A時刻的勢能大于B時刻的勢能C.振子在A時刻的機械能等于B時刻的機械能D.振子在A時刻的機械能大于B時刻的機械能例1.(阻尼振動中的能量)如圖8所示是一個水平彈簧振子做阻尼28解析由于彈簧振子做阻尼振動，所以A時刻的機械能大于B時刻的機械能，C錯，D對；由于彈簧的彈性勢能僅與彈簧的形變量(即振子的位移)有關(guān)，A、B時刻彈簧的形變量相等，故勢能相等，所以B錯；通過上述分析可知振子在A時刻的動能大于B時刻的動能，A錯.答案D解析由于彈簧振子做阻尼振動，所以A時刻的機械能大于B時刻的29例2.(對共振的理解)一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，圖9甲所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動.勻速轉(zhuǎn)動把手時，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動力，使振子做受迫振動.把手勻速轉(zhuǎn)動的周期就是驅(qū)動力的周期，改變把手勻速轉(zhuǎn)動的速度就可以改變驅(qū)動力的周期.若保持把手不動，給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡諧運動，振動圖線如圖乙所示.當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動，受迫振動達到穩(wěn)定時，砝碼的振動圖線如圖丙所示.若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動力的周期，Y表示受迫振動達到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅，則(

)例2.(對共振的理解)一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，圖9甲所30A.由圖線可知T0＝4s

B.由圖線可知T0＝8sC.當(dāng)T在4s附近時，Y顯著增大；當(dāng)T比4s小得多或大得多

時，Y很小D.當(dāng)T在8s附近時，Y顯著增大；當(dāng)T比8s小得多或大得多

時，Y很小A.由圖線可知T0＝4sB.由圖線可知T0＝831解析題圖