物理科普 共振现象及其应用.pptVIP

共振现象及其应用在需要利用共振的时候，应该使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率.在需要防止共振危害的时候，要想办法使驱动力的频率和固有频率不相等，而且相差的越多越好。例如，播音室对隔音要求很高，常用加厚地板、墙壁的办法，使它的固有频率和声音的频率相差很多，从而使声音的振动不会引起墙壁和地板的共振。又如，电动机要安装在水泥浇注的地基上，与大地牢牢相连，或要安装在很重的底盘上，为的是改变基础部分的固有频率，以增大与电机的振动频率（策动力频率）之差来防止基础的振动。还可以从控制策动力的频率大小来防止共振。如造电动机、风扇时，都尽量使之质量分布均匀，尽量使其重心落在轴心上，以减小共振带来的危害。***目录五共振的防止四共振的利用三共振的危害二共振的条件一共振的现象唐朝时，洛阳有个和尚喜欢弹拨乐器，他的房间里放着一种乐器——磬。奇怪的是，静静的磬经常自鸣自响，无缘无故地发出嗡嗡的声音。?和尚的心病一、共振的现象磬无故而鸣，使和尚大为惊奇，渐渐由惊而疑，由疑而怯，一听到磬发出声音，就坐卧不安，心惊肉跳，以为是妖孽作怪，结果忧虑成疾，病倒在床。一天，和尚向前来探望他的朋友诉说了内心的忧虑。正在说话时，寺院里的钟声响了，说来奇怪，磬也发出了嗡嗡的响声。和尚的朋友明白了原由，悄悄用钢锉在磬上锉了几处。从此之后，磬再也不会无故发声了。和尚以为妖怪已被赶走，心事顿消，病也不治而愈。磬为什么会不敲自鸣？这是共振引起的一种现象。当一物体的振动频率与另一物体的固有频率一致时，前者的振动能引发后者的振动。磬的频率偶然地和钟的频率一样，因此每当钟响时，磬也因共振而发出嗡嗡之声。显然，和尚的朋友深通物理知识，他不仅知道这是一种共振现象，而且知道如何消除这种现象。他巧妙地在磬上锉了几下，这就改变了磬的固有频率，使磬与钟的频率不再一样，也就引不起共鸣了。秋千是个摆，有它的固有频率。轻推一下使秋千微微摆动起来以后，只要按它的固有频率周期性地施加推力，每当它往前摆时轻轻推它一下，尽管每次的推力都很小，经过一段时间，秋千也会荡得很高，即发生了共振。?荡秋千系统在周期性外力（强迫力）作用下发生受迫振动。在受迫振动时，如果外力的频率跟系统的固有振动频率接近或相等时，受迫振动达极大值，这种现象叫做共振。二、共振的条件?条件A振幅共振无阻尼小阻尼大阻尼A?0?受迫振动位移振幅达极大值条件：?分类O受迫振动速度振幅达极大值无阻尼小阻尼大阻尼v?0?B速度共振条件：O周期性的驱动力跟振动“合拍”时，每次驱动力都跟物体的速度方向一致，驱动力做的都是正功，故振幅越来越大，能量也越来越大。当驱动力不与振动“合拍”时，它做的一部分是负功，振动系统所得能量要少，引不起共振。?原因三、共振的危害桥梁倒塌雪崩机器损坏翻船共振危害案例200多年前，拿破仑率领法军入侵西班牙。有一天，法国一队威武的士兵迈着整齐的步伐通过一座铁链悬桥。没想到，行到桥中间时，突然惊天动地一声巨响，铁桥从中断裂，掉落河中，士兵们也纷纷坠入急流。桥梁倒塌1906年的一天，一队俄国骑兵齐步通过彼得堡封塔克河上的爱纪毕特桥，突然大桥断裂。原来是士兵们整步走的频率与桥的频率一致，引起桥的共振。自从揭示了毁桥的原因后，各国军队规定，过桥时不用整齐的步伐走，而用不整齐的碎步走，以避免共振的发生。美国Tacoma大桥倒塌前Tacoma大桥倒塌时Tacoma大桥倒塌后在冰山雪峰间，动物的吼叫声引起空气的振动，当频率等于雪层中某一部分的固有振动频率时，会发生共振，形成雪崩。因此，登山队员严禁高声说话。雪崩翻船轮船在航行时，会受到周期性的波浪冲击而左右摇摆。如果波浪冲击力的频率与轮船的固有频率相同，就会发生共振，摆幅增大，甚至可以使船倾覆。这时可以改变船的航向和速度，使波浪冲击的频率远离船的固有频率。机器在工作时由于零部件的运动（如活塞轴的转动），也会产生周期性的策动力，使机器因共振而受到损坏。机器损坏为了避免共振，设计时要注意机器的转速，使机器的固有频率不与策动力的频率接近。在厂房、桥梁等建筑物的设计时，也要考虑到共振的因素而尽量设法避免共振。共振现象具有两重性。我们既要防止共振给工农业生产和人民生活带来危害又要利用共振现象为人类造福。四、共振的利用乐器的共鸣箱电磁共振共振法打桩共振利用案例共振武器钢琴、提琴、二胡等乐器的木制琴