高中物理11.5 在外力作用下的振动人教版34选修三11.5 在外力作用下的振动.ppt

11 5外力作用下的振动 振动的能量与振幅有关 振幅越大 振动的能量越大 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 复习 一 阻尼振动 1 演示2 阻尼振动 振幅逐渐减小的振动3 阻尼振动的图像 4 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 5 实际的自由振动一定是阻尼振动 二 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 请举出你所知道的受迫振动的例子 受迫振动的频率跟什么有关呢 受迫振动实例 跳板在人走过时发生的振动 机器底座在机器运转时发生的振动 听到声音时耳膜的振动 电磁打点计时器的振针所做的振动 演示 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 三 共振 1 演示2 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 共振曲线图象特点f驱 f固时 振幅有最大值f驱与f固差别越大时 振幅越小 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 军队过桥便步走 火车过桥慢行 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 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 轮船航行时要看波浪的撞击方向而改变速度和方向 机器运转时为了防止共振要调节转速或者在振动物体底座加防振垫 洗衣机把衣服脱水完毕切断电源后 电动机由于惯性还要转一会儿才能停下来 在这个过程中 洗衣机的振动剧烈程度有变化 其中有一阵子最剧烈 结论3 利用共振时 应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率 防止共振时 应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 小结 2 受迫振动 系统在外界驱动力作用下的振动 3 系统做受迫振动时 振动稳定后的频率等于驱动力的频率 跟系统的固有频率无关 4 驱动力的频率等于振动系统的固有频率时 受迫振动的振幅增大 这种现象叫做共振 5 利用共振时 应使驱动力的频率接近或等于振动系统的固有频率 防止共振时 应使驱动力的频率与系统的固有频率不同 而且相差越大越好 1 阻尼振动 振幅越来越小的振动 课堂训练 1 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 2 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 3 汽车的车身是装在弹簧上的