生活中的振动课件高二上学期物理选择性

第二章

机械振动第5节

生活中的振动摆动的秋千也会停止运动。鱼洗神奇的振动现象实际生活中的各类振动，往往存在振动阻力或其他外力的影响。这种情况下，物体的振动有什么特点呢？1.了解受迫振动、阻尼振动、固有频率的概念2.知道受迫振动的频率由驱动力的频率决定3.了解共振的概念，知道发生共振的条件4.了解共振的防止和应用1.阻尼振动：特点：振动物体克服阻力做功，系统机械能不断减小，导致振幅不断减小，直至停止运动。如图所示，摇曳的树叶会停下来，摆动的秋千也会停止运动，它们为什么不能持续振动？这些振动有什么特点？一、阻尼振动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。思考1：阻尼振动中，在振幅逐渐减小的过程中，振子的频率如何变化？不变，振子的频率与振幅无关。思考2：在什么情况下可以把实际的振动看作简谐运动？当阻力很小时，在不太长的时间内看不出振幅有明显的减小，则可以把它当作简谐运动来处理。思考3：阻尼振动最终要停下来，用什么方法才能得到持续的振动呢？——补充能量通过给摆钟上弦，给摆持续的周期性外力,

补偿系统机械能的损耗;答：使周期性的外力作用于振动系统，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗，使系统的振动维持下去。1.受迫振动的周期或频率①安装好实验装置（如图），用力拉弹簧振子到合适位置，释放振子，测量振子的周期T1，一段时间后振子停止运动；说明振子运动时存在阻力。（阻尼振动）②匀速转动摇把，摇把对弹簧振子施加周期性的驱动力，使振子做受迫振动，记录摇把的周期T2，振子振动的周期T3。二、受迫振动与共振物体做受迫振动时，振动稳定后的周期(或频率)总等于

的周期(或频率)，与物体的固有周期(或固有频率)无关。③改变摇把的转速，重复步骤②。将弹簧振子做受迫振动的周期与弹簧振子的固有周期、摇把转动的周期进行比较，找出弹簧振子做受迫振动的周期变化规律。驱动力在上述实验中，当摇把转动的周期越接近弹簧振子的固有周期时，弹簧振子的振幅有什么变化?弹簧振子做受迫振动的振幅越大。物体做受迫振动时，驱动力的周期会对振幅产生怎样的影响？5.共振：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，这种现象叫作共振。（1）共振的图像横轴：表示驱动力的频率；纵轴：表示受迫振动的振幅；（2）特点：驱动力的频率与物体的固有频率越接近，受迫振动的振幅越大；驱动力的频率与物体的固有频率相差越大，受迫振动的振幅越小。f＝f固时发生共振；f>f固或f<f固时振幅较小。f与f固相差越小，振幅越大。横轴：表示驱动力的频率纵轴：表示受迫振动的振幅(4)共振曲线的特点：f固总结：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。洗衣机在衣服脱水完毕关闭电源后，脱水桶还要转动一会才能停下来。在关闭电源后，发现洗衣机先振动得比较弱，有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减弱直至停下来。思考1：开始时，洗衣机为什么振动比较弱？开始时，脱水桶转动的频率远高于洗衣机的固有频率，振幅较小，振动比较弱。思考2：期间剧烈振动的原因是什么？当洗衣机脱水桶转动的频率等于洗衣机的固有频率时发生共振，振动剧烈。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。三、共振的应用与防范（1）路面共振破碎机是一种路面破碎机械，用于旧水泥路面的破碎。是通过调节振动锤头的振动频率，使其等于或接近水泥路面的固有频率，从而使锤头下的水泥路面因局部范围产生共振而被击碎。这种路面共振破碎机具有破碎效率高、破碎深度大等特点。原理：3.应用实例（2）共鸣把某一频率的音叉插在一端开口的共鸣箱上，当敲击音叉使它振动时，箱内的空气柱能产生共振，发岀较响的声音，这种现象称为共鸣。共鸣是一种声共振现象。共鸣箱增大音量4.共振的防止事例1940年11月7日美国Tocama悬索桥因风共振而坍塌在振动物体底座加防振垫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。4.共振的防止事例军队或火车过桥时要便步走或放慢速度1.如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让b摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（）A.各摆摆动的周期均与b摆相同B.a摆摆动周期最短C.c摆摆动周期最长D.c摆振幅最大Aabcd2.如图所示，是某单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法正确的是（）A．振动过程中周期变小B．摆球P时刻的机械能大于N时刻的机械能C．摆球P时刻的动能等于N时刻的动能D．小球在P时刻和N时刻，受到绳子拉力的大小相等B3.如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把，转速为240r/min。则（）A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5sB．当振子稳定振动时，它的振动频率是4HzC．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大D．当转速减小时，弹簧振子的振幅不变B1.阻尼振动：振幅越来越小的振动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