1.4受迫振动与共振.ppt

受迫振动与共振,扶风县第二高中,张高峰,1940年11月7日美国的全长860米的Tocama悬索桥因在建成后的4个月就倒塌,阻尼振动演示实验,1、阻尼振动：振动系统在阻尼（摩擦或其他阻力）作用下的振幅逐渐减小的振动,2、阻尼振动的图像,3、实际的振动一定是阻尼振动,阻尼振动及其图象：,思考：,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。,怎样才能使受阻力的振动的物体的振幅不变，而一直振动下去呢？,三、受迫振动,2、驱动力（又叫策动力）：周期性变化的外力,1、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动,思考：物体做受迫振动时,振动稳定后的频率与什么有关?,1根据生活经验猜想受迫振动频率、驱动力频率、固有频率三者大小关系,实验探究：受迫振动的频率,2依据猜想此实验装置会出现什么实验现象（步调）,做实验验证猜想，观察实验现象，总结出三者之间的大小关系,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、受迫振动的频率,受迫振动的频率与物体的固有频率无关，但是如果驱动力的频率接近或等于物体的固有频率时，振动物体的振幅有何的点呢？.,(共振演示仪)在一条铁条的挂了几个摆，其中A、D的摆长相等。先使A摆摆动起来后，再观察B-E振动,实验探究：受迫振动的振幅,（2）驱动力的频率与A摆的固有频率大小关系？A摆的固有频率与D摆的固频率大小关系？,（1）四个摆做什么振动？驱动力由哪个摆提供？,（3）比较各摆的振幅大小（最大、较大、最小、较小）比较驱动力与固有频率大小，（大于、等于、小于）比较驱动力与固有频率之差大小（最大、较大、最小、较小）,较小,较大,最大,最小,驱动力频率,大于,大于,等于,小于,较大,较小,0,最大,四、共振,1、定义：驱动力的频率f等于物体的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。,固,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,横轴：表示驱动力的频率纵轴：表示受迫振动的振幅,2、共振曲线,共鸣箱,生活中的共振现象,生活中的共振现象,微波炉加热原理:食物中水分子的振动频率约为2500MHz，具有大致相同频率的电磁波称为“微波”。微波炉加热食品时，炉内产生很强的振荡电磁场，使食物中的水分子作受迫振动，发生共振，将电磁辐射能转化为内能，从而使食物的温度迅速升高。微波加热是对物体内部的整体加热，极大地提高了加热效率。,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。,不用敲打方式使音A叉发声,课堂练习,3.A、B两个弹簧振子,A固有频率为f,B固有频率为4f,若它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动,则(),A.振子A的振幅较大,振动频率为f,B.振子B的振幅较大,振动频率为3f,C.振子A的振幅较大,振动频率为3f,D.振子B的振幅较大,振动频率为4f,B,课堂练习,课堂练习,课堂练习,5.汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是1.5s，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔8m，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？,当车达到共振状态，颠簸最剧烈，车受到驱动力的频率等于车固有频率,分析解答：,小结：,2、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动,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、共振: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。,1、阻尼振动：振幅(能量)逐渐减