第五节外力作用下的振动

第五节外力作用下的振动第一页，共十九页，2022年，8月28日1、单摆的理想化模型：在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸缩和质量可以忽略不计，球的直径比线长短得多。2、单摆运动的性质：在摆角<10°的条件下，单摆的振动可看作简谐振动。3、单摆振动的周期公式单摆周期与摆长和重力加速度有关,与振幅和质量无关。4、振动的能量与什么有关？振幅越大，振动的能量越大内容回顾第二页，共十九页，2022年，8月28日阅读P18回答下列问题：1.什么是系统的内力和外力？做简谐运动的物体受到的回复力属于什么力？2.什么是固有频率、固有周期？第三页，共十九页，2022年，8月28日一、固有周期和固有频率振动系统不受外力作用的振动固有振动：固有周期：固有振动的周期固有频率：固有振动的频率回复力是振动系统内部的相互作用力第四页，共十九页，2022年，8月28日当振动系统受阻力的作用，即振动受到了阻尼，系统克服阻尼的作用要做功，消耗机械能，因而振幅减小，最终停下来，这种振幅逐渐减小的振动叫做阻尼振动，也叫减幅振动。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。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——当作简谐运动。第五页，共十九页，2022年，8月28日二、阻尼振动1、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动2、阻尼振动的图像：3、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。4、实际的自由振动一定是阻尼振动第六页，共十九页，2022年，8月28日

阻尼振动中，由于存在阻力，振幅不断减小，故振动系统的机械能将不断减少，那么，振动系统的周期和频率也会发生变化吗？思考与讨论1TTT

振动周期与振幅无关，故阻尼振动中周期和频率不变！第七页，共十九页，2022年，8月28日

在实际振动中，为了不因阻尼的存在而使振动停止，我们通常给系统加一个周期性的外力，来补偿系统的机械能量的损失，使系统持续的振动下去。思考与讨论2

怎样才能使受阻尼作用的振动物体的振幅不变，且一直振动下去呢？第八页，共十九页，2022年，8月28日三、受迫振动1、驱动力：作用在振动系统上的周期性外力2、受迫振动：系统在驱动力作用下的振动

请举出你所知道的受迫振动的例子

振针针头第九页，共十九页，2022年，8月28日受迫振动的(周期)频率与什么因素有关？研究表明：物体在外力驱动下振动时，振动稳定后的频率等于外力驱动的频率，跟物体的固有频率无关。思考与讨论3第十页，共十九页，2022年，8月28日通过刚才的研究我们知道，不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关。但是，在周期性驱动力作用下的受迫振动，其振幅是否也跟它的固有频率无关了？第十一页，共十九页，2022年，8月28日实验结论：做受迫振动的系统，当固有频率等于驱动力频率时，振幅最大；当固有频率不等于驱动力频率时，二者越接近，振幅越大。第十二页，共十九页，2022年，8月28日四、共振1、定义：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。2、共振曲线图象特点f驱=f固时，振幅有最大值f驱与f固差别越大时，振幅越小第十三页，共十九页，2022年，8月28日生活中的共振现象（1）第十四页，共十九页，2022年，8月28日生活中的共振现象（2）第十五页，共十九页，2022年，8月28日

在实际生活中要利用共振时必须采取什么措施？防止呢？1、利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于物体的固有频率。2、在防止共振时，应使驱动力的频率与振动物体的固有频率不同，而且相差越大越好。思考与讨论4第十六页，共十九页，2022年，8月28日第十七页，共十九页，2022年，8月28日课堂小结2、受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动3、系统做受迫振动时，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4、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。5、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；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．1、阻尼振动：振幅越来越小的振动第十八页，共十九页，2022年，8月28日1.如图所示为单摆做受迫振动时的共振曲线，从图可知该单摆振动的固有频率为

Hz，在驱动力的频率由0.4Hz增大加0.6