高二物理选修3-4 11.5外力作用下的振动

11.5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。,复习,3.生活中的振动机械能是否是守恒的呢?,固有振动：,振动系统不受外力作用的振动,固有周期：固有振动的周期,固有频率：固有振动的频率,系统不受外力作用,自由振动（固有振动）,系统受到外力作用,一.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,阻尼振动最终要停下来，怎样才能产生持续的振动呢？,在实际振动中，为了不因阻尼的存在而使振动停止，我们通常给系统加一个周期性的外力，来补偿系统的机械能量的损失，使系统持续的振动下去。,怎样才能使受阻尼作用的振动物体的振幅不变，且一直振动下去呢？,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,思考：,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,1、定义：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。2、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。,生活中的共振现象,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,CompanyLogo,生活中的共振现象,共振筛,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,五.共振的防止与应用,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,课堂练习,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