第五節(jié) 外力作用下的振動,第十一章 機械振動,振動的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，振動的能量越大,簡諧運動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變，即機械能守恒。,復(fù)習(xí),一、阻尼振動,1、演示阻尼振動.SWF 2、阻尼振動：振幅逐漸減小的振動 3、阻尼振動的圖像： 4、振動系統(tǒng)受到的阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼過大時，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動。 5、實際的自由振動一定是阻尼振動,二、受迫振動,1、驅(qū)動力： 作用在振動系統(tǒng)上的周期性外力 2、受迫振動： 系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動 3、受迫振動的特點：演示 受迫振動的頻率總等于驅(qū)動力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。,三、共 振,1、共振曲線 2、共振 驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。 驅(qū)動力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相差越少，振幅越大，相差越多，振幅越小。,共振的防止和應(yīng)用,1、防止： 使驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好。 2、應(yīng)用： 使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率。,生活中的共振現(xiàn)象,美國有一農(nóng)場農(nóng)婦，習(xí)慣于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃飯，可當她有一次吹笛時，居然發(fā)現(xiàn)樹上的毛毛蟲紛紛墜地而死，驚訝之余，她到自己的果園吹了幾個小時，一下子將果樹上的毛毛蟲收拾的一干二凈，究其原因，還是笛子發(fā)出的聲音引起毛毛蟲內(nèi)臟發(fā)生劇烈共振而死亡。,軍隊過橋便步走，火車過橋慢行,1831年，一隊騎兵通過曼徹斯特附近的一座便橋時，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。,1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋在建成后的4個月就因風(fēng)共振而倒塌,小 結(jié),2、受迫振動：系統(tǒng)在外界驅(qū)動力作用下的振動,3、系統(tǒng)做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于 驅(qū)動力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān),4、驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時， 受迫振動的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。,5、利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于 振動系統(tǒng)的固有頻率； 防止共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率與系統(tǒng)的固 有頻率不同，而且相差越大越好,1、阻尼振動：振幅越來越小的振動,課堂訓(xùn)練,1. 如圖所示，是用來測量各種發(fā)動機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計原理圖。在同一鐵支架NM上焊有固有頻率依次為80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四個鋼片a、b、c、d。將M端與正在轉(zhuǎn)動的電動機接觸，發(fā)現(xiàn)b鋼片振幅最大，則電動機轉(zhuǎn)速為_r/min，a、b、c、d此時振動頻率為_。,3600,60Hz,2.如圖所示演示裝置，一根張緊的水平繩上掛著四個單擺，讓b擺擺動，其余各擺也擺動起來，可以發(fā)現(xiàn)（ ） A.各擺擺動的周期均與b擺相同 B.a 擺擺動周期最短 C.c擺擺動周期最長 D.c擺振幅最大,A,3、汽車的車身是裝在彈簧上的，如果這個系統(tǒng)的固有周期是1.5s，汽車在一條起伏不平的路上行駛，路上各凸起處大約都相隔8m，汽車以多大速度行駛時，車身上下顛簸得最劇烈？,