天津地区高中物理第11章机械振动全章课件选修3411.5 在外力作用下的振动.ppt_第1页
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11 5物体在外力作用下的振动 第十一章机械振动 2 振动的能量与振幅有关 振幅越大 振动的能量越大 1 简谐运动中动能和势能在发生相互转化 但机械能的总量保持不变 即机械能守恒 问题回顾 一 固有频率 做简谐运动的物体受到的回复力 是振动系统内部的相互作用力 如果振动系统不受外力作用 此时的振动叫做固有振动 其振动频率称为固有频率 问题 如果振动系统受到外力作用 它将如何运动 振动系统中常见的外力是摩擦力等阻力 二 阻尼振动 1 阻尼振动 振幅逐渐减小的振动 2 阻尼振动的图像 3 振动系统受到的阻尼越大 振幅减小得越快 阻尼过大时 系统将不能发生振动 4 实际的自由振动一定是阻尼振动 问题 阻尼振动最终要停下来 怎样才能产生持续的振动呢 三 受迫振动 1 驱动力 作用在振动系统上的周期性外力 2 受迫振动 系统在驱动力作用下的振动 3 受迫振动的特点 受迫振动的频率总等于驱动力的频率 与系统的固有频率无关 四 共振 2 共振曲线 1 共振 驱动力的频率等于系统的固有频率时 受迫振动的振幅最大 这种现象叫做共振 3 驱动力的频率与系统的固有频率相差越少 振幅越大 相差越多 振幅越小 五 共振的防止和应用 1 防止 使驱动力的频率与物体的固有频率不同 而且相差越大越好 2 应用 使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率 生活中的共振现象 美国有一农场农妇 习惯于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃饭 可当她有一次吹笛时 居然发现树上的毛毛虫纷纷坠地而死 惊讶之余 她到自己的果园吹了几个小时 一下子将果树上的毛毛虫收拾的一干二净 究其原因 还是笛子发出的声音引起毛毛虫内脏发生剧烈共振而死亡 1831年 一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座便桥时 由于马蹄节奏整齐 桥梁发生共振而断裂 生活中的共振现象 军队过桥便步走 火车过桥慢行 1940年 美国的全长860米的塔柯姆大桥在建成后的4个月就因风共振而倒塌 生活中的共振现象 如图所示 是用来测量各种发动机转速的转速计原理图 在同一铁支架nm上焊有固有频率依次为80hz 60hz 40hz 20hz的四个钢片a b c d 将m端与正在转动的电动机接触 发现b钢片振幅最大 则电动机转速为 r min a b c d此时振动频率为 3600 60hz 课堂练习 如图所示演示装置 一根张紧的水平绳上挂着四个单摆 让b摆摆动 其余各摆也摆动起来 可以发现 a 各摆摆动的周期均与b摆相同b a摆摆动周期最短c c摆摆动周期最长d c摆振幅最大 a 课堂练习 课堂练习 汽车的车身是装在弹簧上的 如果这个系统的固有周期
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