1.4-阻尼振动和受迫振动(教科版).pptx

1.4 阻尼振动 受迫振动等幅振动1、自由振动（无阻尼振动）: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称为自由振动。2、自由振动的频率，叫做系统的固有频率。自由振动的周期叫做系统的固有周期。弹簧振子：单 摆：固有周期和固有频率：由系统本身的特征决定，与振幅无关。一.自由振动及其图象：1、阻尼振动：系统振动过程中受到阻力作用，振动逐渐消失，振动能量逐步转变为其他能量。这种振动叫做阻尼振动。2、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。3、阻尼振动过程中：周期和频率不变。4、实际的振动一定是阻尼振动二、阻尼振动及其图象：思考： 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？ 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。三、受迫振动 1、驱动力（又叫策动力）： 维持受迫振动的周期性外力2、受迫振动： 物体在外界驱动力作用下的振动三、受迫振动 受迫振动实例：①跳板在人走过时发生的振动②机器底座在机器运转时发生的振动③听到声音时耳膜的振动④电磁打点计时器的振针所做的振动⑤ 轮船航行时要看波浪的撞击方向而改变速度和大小⑥洗衣机正常工作时的振动。 实际生活中持续振动的例子都是受迫振动思考：物体做受迫振动时,振动稳定后的频率与什么有关?三、受迫振动 3、规律： 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。三、受迫振动 受迫振动的振幅由什么决定呢？ 物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定：两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大受迫振动的振幅越小。 四、共振1.定义:当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。 2.条件：f驱 = f固3.共振曲线:横轴：表示驱动力的频率纵轴：表示受迫振动的振幅①当f驱=f固时，振幅由最大值。②f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大， f驱与f固相差越远，受迫振动的振幅越小③发生共振时，一个周期内，外界提供的能量等于系统克服阻力做功而消耗的能量。生活中的共振现象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。军队过桥便步走,火车过桥慢行生活中的共振现象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个月就因风共振而坍塌 。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。 生活中的共振现象共鸣箱声音的共振现象——共鸣生活中的共振现象共振筛的原理示意图 龙洗盆 古代用以盛水盥洗的器皿。传说是明朝开国皇帝朱元璋为不爱洗脸的独生子，召集全国的能工巧匠打制而成，为皇子的专用洗盆。后成为皇亲国戚、才子佳人赏玩之物（中央电视台《中国一绝》栏目曾介绍过），宫中奇宝，后来流落民间。若以手摩擦两耳得法，产生共振，即可泛起水花，景象十分别致，后成为一种民间娱乐用品。经现代振动与波的理论分析和实验研究，这是薄壳圆柱体自激振荡时的不同振型所致。 “龙洗”是我国著名文物之一, 现代工艺制作的仿品，在许多旅游景点均可见到, “龙洗”也称“金盆洗手”、“聚宝盆”，用青铜铸成。盆沿图案由回纹和龙纹构成，盆底有四条龙，盆沿有两只盆耳，倒了些清水到“龙洗”中，用手掌慢慢地去摩擦盆边的提耳，霎时间，铜盆便可以发出嗡嗡之声，其中盛的水便会起雾、震荡、溅起层层浪花，随着摩擦越来越快，水花也越冲越高， 生活中的共振现象龙洗盆共振的防止和应用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。为什么：登山运动员登山时严禁大声喊叫??因为喊叫声中某一频率若正好与山上积雪的固有频率相吻合，就会因共振而引起雪崩，其后果十分严重。小结1、阻尼振动：振幅(能量)逐渐减小的振动。2、受迫振动：物体在周期性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: 当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。 A、利用共振时：应使驱动力的频率f接近或等于振动物体的固有频率f0B、防止共振时：应使驱动力的频率f与物体的固有频率f0不同，而且相差越大越好