阻尼振动受迫振动

1、 1.4 阻尼振动 受迫振动阻尼振动：振幅逐渐减小阻尼振动：振幅逐渐减小的振动叫做的振动叫做阻尼振动阻尼振动注：注：a a、振幅减小的快慢跟所受的阻尼有关，振幅减小的快慢跟所受的阻尼有关，阻尼越大，振幅减小得越快阻尼越大，振幅减小得越快 b b、物体做阻尼振动时频率不变。物体做阻尼振动时频率不变。 c c、阻尼振动若在一段不太长的时间内振阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小，可认为是等幅振动幅没有明显的减小，可认为是等幅振动 d d、 阻尼振动的频率仍由自身结构决定，阻尼振动的频率仍由自身结构决定，并不会随振幅的减小而变化。并不会随振幅的减小而变化。系统不受外力作用，也不受任何阻力

2、，只在系统不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身回复力作用下的振动，称为自身回复力作用下的振动，称为自由振动自由振动又叫做又叫做无阻尼振动。无阻尼振动。自由振动的频率，叫做系统的自由振动的频率，叫做系统的固有频率固有频率思考：思考： 用什么方法才能得到持续的振动呢？用什么方法才能得到持续的振动呢？受迫振动受迫振动 1 1、驱动力、驱动力: :如果用周期如果用周期性的外力作用于振动系统，性的外力作用于振动系统，补偿系统的能量损耗，使补偿系统的能量损耗，使系统持续等幅地振动下去，系统持续等幅地振动下去，这种周期性的外力叫做这种周期性的外力叫做驱驱动力。动力。 2 2、 受迫振动受迫振动: : 系统

3、在系统在驱动力作用下的振动叫做驱动力作用下的振动叫做受迫振动受迫振动。 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

4、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，试分析这一现象。中有一阵子最剧烈，试分析这一现象。 结论1： 物体做受迫振动时，物体做受迫振动时，振动稳定后的频振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关率无关但物体做受迫振动的振幅是否与物体的但物体做受迫振动的振幅是否与物体的固有频率有联系呢固有频率有联系呢?观察思考共

5、振共振 结论结论2：受迫振动中，受迫振动中， 驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，振幅最驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，振幅最大；驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小。大；驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小。共振共振驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振。动的振幅增大，这种现象叫做共振。横轴：表示驱动力的频率横轴：表示驱动力的频率纵轴：表示受迫振动的振幅纵轴：表示受迫振动的振幅图象的意义：图象的意义：f驱驱= f固固时，振幅有最大值时，振幅有最大值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

6、声音的共鸣声音的共鸣实验演示声音的共振现象共鸣箱共鸣箱音叉下面所装的空箱共振的应用和防止共振的应用和防止测量发动机转速的转速计测量发动机转速的转速计共振筛共振筛共振的应用共振的应用发动机的转速计原理图发动机的转速计原理图生活中的共振现象生活中的共振现象 美国有一农场农妇，习惯于用吹笛的方式招美国有一农场农妇，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，居呼丈夫回家吃饭，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，惊讶之然发现树上的毛毛虫纷纷坠地而死，惊讶之余，她到自己的果园吹了几个小时，一下子余，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，究其原将果

7、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发因，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。生剧烈共振而死亡。共振的防止共振的防止军队过桥随步走，火车过桥慢行军队过桥随步走，火车过桥慢行 1940 1940年，美国的全长年，美国的全长860860米的塔柯姆大桥因大米的塔柯姆大桥因大风而塌毁风而塌毁 微波炉加热原理微波炉加热原理: :食物中水分子的振动频率约为食物中水分子的振动频率约为2500MHz 2500MHz ，具有，具有大致相同频率的电磁波称为大致相同频率的电磁波称为 “微波微波” 。微波。微波炉加热食品时，炉内产生很强的振荡电磁场，炉加热食品时，炉内

8、产生很强的振荡电磁场，使食物中的使食物中的水分子作受迫振动，发生共振，将水分子作受迫振动，发生共振，将电磁辐射能转化为内能电磁辐射能转化为内能，从而使食物的温度迅，从而使食物的温度迅速升高。速升高。微波加热是对物体内部的整体加热，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。极大地提高了加热效率。 共振的防止和应用共振的防止和应用1 1、防止、防止 使驱动力的频率与物体的固有频率使驱动力的频率与物体的固有频率不同不同，而且相差越大越好而且相差越大越好。2 2、应用、应用 使驱动力的频率使驱动力的频率接近接近或或等于等于振动物体的振动物体的固有频率。固有频率。为什么：登山运动员登山时严禁

9、大声喊叫为什么：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。相吻合，就会因共振而引起雪崩，其后果十分严重。振动类型项振动类型项目目自由振动自由振动受迫振动受迫振动共振共振受力情况受力情况回复力回复力周期性驱周期性驱动力动力作用作用周期性驱周期性驱动力作用动力作用振动周期振动周期或频率或频率由系统本身由系统本身性质决定，性质决定，即固有周期即固有周期或固有频率或固有频率由驱动力的周由驱动力的周期或频率决定，期或频率决定，即即TT驱驱或或ff驱驱T驱驱T固固或或f驱驱f固固振

10、动能量振动能量振动物体的振动物体的机械能不变机械能不变由产生驱动力由产生驱动力的物体提供的物体提供振动物体获得振动物体获得的能量最大的能量最大常见例子常见例子弹簧振子或弹簧振子或单摆单摆(5)机械工作时底机械工作时底座发生的振动座发生的振动共振筛、声音共振筛、声音的共鸣等的共鸣等小结小结2、受迫振动：、受迫振动：物体在物体在周期性驱动力周期性驱动力作用下的振动。作用下的振动。 物体做受迫振动时，物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的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。频率，跟物体的固有频率无关。3、共振、共振: 当当驱动力的频率驱动力的频率跟物体的跟物体的固有频率固

11、有频率相等时，相等时，受迫振动的受迫振动的振幅最大振幅最大，这种现象叫，这种现象叫共振共振。 1、阻尼振动：、阻尼振动：振幅振幅(能量能量)逐渐减小的振动。逐渐减小的振动。A、利用利用共振时：应使共振时：应使驱动力的频率驱动力的频率f接近或等于振动接近或等于振动物体的固有频率物体的固有频率f0B、防止防止共振时：应使共振时：应使驱动力的频率驱动力的频率f与物体的固有与物体的固有频率频率f0不同，而且不同，而且相差越大相差越大越好越好例例1 1：如图，如图，A A球振动后，通过水平细绳迫使球振动后，通过水平细绳迫使B B、C C振振动，下面说法中正确的是（动，下面说法中正确的是（ ）A A、只有

12、、只有A A、C C振动周期相等振动周期相等 B B、A A、B B、C C的振幅一样大的振幅一样大C C、C C的振幅比的振幅比B B的振幅大的振幅大D D、A A、B B、C C的振动周期相等的振动周期相等ABC2m4m2mCDCD例例2 2：支持列车车厢的弹簧固有频率为支持列车车厢的弹簧固有频率为2Hz2Hz，若列车，若列车行驶在每根长为行驶在每根长为12.5m12.5m的铁轨连成的铁道上，则当的铁轨连成的铁道上，则当列车运行速度多大时，车厢振动的剧烈程度最大？列车运行速度多大时，车厢振动的剧烈程度最大？（ 25m/s )例例3：关关于受迫振动，以下说法中正确的是于受迫振动，以下说法中正

13、确的是(BD)A是在一恒力作用下的振动是在一恒力作用下的振动B振动频率可能大于或小于系统的固有频率振动频率可能大于或小于系统的固有频率C振动频率一定等于固有频率振动频率一定等于固有频率D振动频率一定等于驱动力的频率振动频率一定等于驱动力的频率例例4：关于共振的防止和利用，应做到（：关于共振的防止和利用，应做到（ ） A、利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振、利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率动物体的固有频率 B、利用共振时，应使驱动力的频率大于或小于振、利用共振时，应使驱动力的频率大于或小于振动物体的固有频率动物体的固有频率 C、防止共振危害时，应尽量使驱动力的频率接

14、近、防止共振危害时，应尽量使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率或等于振动物体的固有频率 D、防止共振危害时，应使驱动力的频率远离振动、防止共振危害时，应使驱动力的频率远离振动物体的固有频率物体的固有频率AD1、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（ ）A、某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关、某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关B、某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无、某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关关C、某物体发生共振时的频率就是其自由振动的频率、某物体发生共振时的频率就是其自由振动的频率D、某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动、某物体发生共振时的振动就是

15、无阻尼振动ABC2、实际的振动系统做阻尼振动时，它的（、实际的振动系统做阻尼振动时，它的（ ） A、周期越来越小、周期越来越小 B、位移越来越小、位移越来越小 C、振幅越来越小、振幅越来越小 D、机械能越来越小、机械能越来越小CD3 3、把、把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时，完成一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时，完成20次全振动用次全振动用15s；在某电压下，电动偏心轮的转速是；在某电压下，电动

16、偏心轮的转速是88r/min。已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速提。已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速提高，而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。为高，而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。为使共振筛的振幅增大，以下做法正确的是（使共振筛的振幅增大，以下做法正确的是（ ） A. .降低输入电压降低输入电压 B. .提高输入电压提高输入电压 C. .增加筛子质量增加筛子质量 D. .减小筛子质量减小筛子质量 AD 4 4、如图所示，在曲轴、如图所示，在曲轴A A上悬挂一个弹簧振子，如果不转上悬挂一个弹簧振子，如果不转动把手动把手B B而用手拉振子，放手后让其上下振动，其作而用手拉振子

17、，放手后让其上下振动，其作3030次全振动所用的时间是次全振动所用的时间是15s.15s.如果匀速转动把手，弹簧振如果匀速转动把手，弹簧振子也可上下振动子也可上下振动. .若把手以若把手以30r/min30r/min的转速匀速转动，当的转速匀速转动，当弹簧振子的振动稳定后，它的振动周期为弹簧振子的振动稳定后，它的振动周期为 s.s.25 5、如图，表示两个单摆、如图，表示两个单摆m m、M M悬挂到一根钢丝上，原来它们悬挂到一根钢丝上，原来它们都静止，今使都静止，今使m m偏离平衡位置一个小角度，释放后偏离平衡位置一个小角度，释放后m m做简谐运做简谐运动的方向在垂直于纸面的竖直平面里，对动的方向在垂直于纸面的竖直平面里，对M M此后的运动情况，此后的运动情况，下列说法正确的是（）下列说法正确的是（）A A、M M仍静止仍静止B B、M M将做受迫振动，周期为将做受迫振动，周期为22C C、M M将做受迫振动，周期为将做受迫振动，周期为22D D、M M能发生共振能发生共振IgLgmMlLB6.6.如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有 a