受迫振动与共振

1、1.5受迫振动与共受迫振动与共振振 振动的能量与振幅有关，振动的能量与振幅有关，振幅振幅越大，振动的能量越大越大，振动的能量越大 简谐运动中动能和势能在发简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量生相互转化，但机械能的总量保持不变，即保持不变，即机械能守恒机械能守恒。复习复习一、阻尼振动一、阻尼振动1 1、演示演示2 2、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动3 3、阻尼振动的、阻尼振动的图像图像：二、受迫振动二、受迫振动1 1、驱动力：、驱动力： 作用在振动系统上的周期性外力作用在振动系统上的周期性外力2 2、受迫振动：、受迫振动： 系统在驱动力作用下的振动系统在

2、驱动力作用下的振动 请举出你所知道的受迫振动的例子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的频率跟什么有关呢?受迫振动实例：受迫振动实例：跳板在人走过时发生的振动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电磁打点计时器的振针所做的振动演示演示3 3、受迫振动的特点：、受迫振动的特点： 受迫振动的受迫振动的频率总等于驱动力的频率频率总等于驱动力的频率，与与系统的系统的固有频率无关固有频率无关。三、共三、共 振振1 1、演示演示2 2、共振、共振 驱动力的频率等于

3、系统的固有频率时，受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。迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。 3 3、共振曲线、共振曲线l图象特点图象特点l f驱驱= f固固时，振幅有最大值时，振幅有最大值l f驱驱与与 f固固差别越大时，振幅越小差别越大时，振幅越小2、共鸣共鸣箱共鸣箱四、共振的应用和防止四、共振的应用和防止1.微波炉加热原理共鸣箱共鸣箱生活中的共振现象 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，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，惊讶居然发现树上的毛毛

4、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。发生剧烈共振而死亡。 唐朝时候，洛阳某寺一僧人房中挂着的一件唐朝时候，洛阳某寺一僧人房中挂着的一件乐器，经常莫名其妙地自动鸣响，僧人因此惊恐乐器，经常莫名其妙地自动鸣响，僧人因此惊恐成疾，四处求治无效。他有一个朋友是朝中管音成疾，四处求治无效。他有一个朋友是朝中管音乐的官员，闻讯特去看望他。这时正好听见寺里乐的官员，闻讯特去看望他

5、。这时正好听见寺里敲钟声，那件乐器又随之作响。于是朋友说：你敲钟声，那件乐器又随之作响。于是朋友说：你的病我可以治好，因为我找到你的病根了。只见的病我可以治好，因为我找到你的病根了。只见朋友找到一把铁锉，在乐器上锉磨几下，乐器便朋友找到一把铁锉，在乐器上锉磨几下，乐器便再也不会自动作响了。再也不会自动作响了。军队过桥便步走，火车过桥慢行军队过桥便步走，火车过桥慢行 1831 1831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座年，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，桥梁发生共振而便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断裂。断裂。 19401940年，美国的全长年，美国的全长8608

6、60米的塔柯姆大桥米的塔柯姆大桥 轮船航行时要看波浪的撞击方向而改变速度和方向轮船航行时要看波浪的撞击方向而改变速度和方向机器运转时为了防止共振要调节转速或者机器运转时为了防止共振要调节转速或者在振动在振动 物体底座加防振垫物体底座加防振垫. 洗衣机把衣服脱水完毕切断电源后，电动机洗衣机把衣服脱水完毕切断电源后，电动机由于惯性还要转一会儿才能停下来，在这个由于惯性还要转一会儿才能停下来，在这个过程中，洗衣机的振动剧烈程度有变化，其过程中，洗衣机的振动剧烈程度有变化，其中有一阵子最剧烈中有一阵子最剧烈。 结论：结论： 利用共振利用共振时，应时，应使驱动力的频率接近或等于使驱动力的频率接近或等于振

7、动物体振动物体的的固有频率固有频率； 防止共振防止共振时，应时，应使驱动力的频率与使驱动力的频率与物体的物体的固有频率不固有频率不同同，而且相差越大越好，而且相差越大越好小小 结结2 2、受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动、受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动3 3、系统做受迫振动时，、系统做受迫振动时，振动稳定后的频率等于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驱动力的频率，跟系统的固有频率无关4 4、驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，、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，这种现象叫做共振受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振。5 5、利用共振

8、时，应使驱动力的频率接近或等于、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；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，而且相差越大越好有频率不同，而且相差越大越好1 1、阻尼振动：振幅越来越小的振动、阻尼振动：振幅越来越小的振动1、两个弹簧振子，甲的固有频率为f，乙的固有频率为4f，当它们均在频率为2f的驱动力作用下做受迫振动时，则 （ ）A、甲的振幅较大，振动频率为f B、乙的振幅较大，振动频率为4fC、甲的振幅较大，振动频率为2fD、乙的振幅较大，振动频率为2fC课堂训练课堂训练2.2.如图所示演示装置，

9、一根张紧的水平绳上如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让挂着四个单摆，让b b摆摆动，其余各摆也摆摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（动起来，可以发现（ ）A.A.各摆摆动的周期均与各摆摆动的周期均与b b摆相同摆相同B.B.a a 摆摆动周期最短摆摆动周期最短C.C.c c摆摆动周期最长摆摆动周期最长D.D.c c摆振幅最大摆振幅最大A3 3、汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个、汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是系统的固有周期是1.5s1.5s，汽车在一条起伏，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔隔8m8m，汽车以多大速度行驶时，车身上下，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？颠簸得最剧烈？sm/3164、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？ 5. 5. 如图所示，是用来测量各种发动机转速的转速计如图所示，是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架原理图。在同一铁支架NMNM上焊有固有频率依次上焊有固有频率依次为为80Hz80Hz、60Hz60Hz、40Hz40H