4.阻尼振动受迫振动

1、第四节 阻尼振动 受迫振动,自由振动：系统不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身回复力作用下的振动叫做自由振动,固有频率：自由振动的频率，叫做系统的固有频率,一、阻尼振动,注意：固有频率由系统本身特征,阻尼振动：系统在振动过程中受到阻力的作用振动逐渐消逝，振动能量逐渐转化为其他能量，这种振动叫做阻尼振动,特点： 1.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。 2.频率由自身结构决定，并不会随着幅度的减小而减小 3.实际的振动一定是阻尼振动,自由振动和阻尼振动的振动图像的区别,例：振动系统做阻尼振动时，它的（ ） A.位移越来越小 B.振幅越来越小 C.动能越来越小

2、 D.机械能越来越小,思考1：,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。,一般情况下的振动因为受到阻力，最终都要停下来，那么怎样才能使振动持续下去呢？,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,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2：受迫振动稳定后的频率与什么有关?,受迫振动物体,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。,受迫振动的频率等于驱动力的频

3、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又会发生什么现象呢?,实验研究,实验表明： 当驱动力频率等于物体固有频率时，物体振幅最大,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，这种现象叫做共振.,三、共振,横轴：驱动力的频率 纵轴：振动系统的振幅,四、共振的应用和防止,测量发动机转速的转速计,共振筛,1、共振的应用,发动机的转速计原理图,龙洗盆,2.共振的防止,军队过桥随步走，火车过桥慢行,轮船航行时要看波浪的打击方向而改变轮船的航向和速度.,机器运转时为了防止共振要调节转速.,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

4、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。,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,课 堂 练 习,3、如图所示是一个单摆的共振曲线，求： （1）单摆的摆长L（g取9.8m/s2） （2）若摆长减小，共振曲线的峰将怎样移动？为什么？,小结：,2、阻尼振动：,4、共振: 驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫 5、共振的应用和防止,1、自由振动：,利用共振时：应使驱动力的频率f接近或