高中物理五、外力作用下的振动人教版选修三5、外力作用下的振动课件.ppt

5外力作用下的振动 振幅越来越小的振动 问题 为什么做阻尼振动的物体 振幅要越来越小呢 由于振动物体要克服阻尼的作用做功 系统的机械能逐渐减小 故振动的振幅也逐渐减小 思考 用什么方法才能得到持续的振动呢 用周期性的外力作用于振动系统 通过外力对系统做正功 补偿系统机械能的损耗 使系统持续地振动下去 1 驱动力 作用在振动物体上的周期性外力 2 受迫振动 物体在外界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 实验研究 结论1 物体做受迫振动时 振动稳定后的频率等于驱动力的频率 跟物体的固有频率无关 物体做受迫振动的频率由驱动力的频率决定 跟物体的固有频率无关 但物体做受迫振动的振幅是否与物体的固有频率有联系呢 实验研究 结论2 驱动力的频率等于振动物体的固有频率时 振幅最大 驱动力的频率跟固有频率相差越大 振幅越小 驱动力的频率等于物体的固有频率时 受迫振动的振幅最大 这种现象叫做共振 横轴 表示驱动力的频率 纵轴 表示受迫振动的振幅 图象的意义 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 实验演示 声音的共振现象 音叉下面所装的空箱 测量发动机转速的转速计 共振筛 共振的应用 发动机的转速计原理图 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 共振的防止 军队过桥随步走 火车过桥慢行 1940年 美国的全长860米的塔柯姆大桥因大风而塌毁 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 试分析这一现象 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 巩固练习 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 小结 1 受迫振动 物体在外界驱动力作用下的振动 2 物体做受迫振动时 振动稳定后的频率等于驱动力的频率 跟物体的固有频率无关 3 驱动力的频率接近物体的固有频率时 受迫振动的振幅增大 这种现象叫做