阻尼振動__受迫振動

1、能量能量能量損失能量損失動能動能勢能勢能第四節(jié)第四節(jié) 阻尼振動阻尼振動 受迫振動受迫振動固有頻率（周期）固有頻率（周期）mkfkmT212COBCBO 如果振動系統(tǒng)不受外力的作用，此時的振動頻率如果振動系統(tǒng)不受外力的作用，此時的振動頻率由系統(tǒng)本身的固有特性決定，這個頻率叫固有頻率。由系統(tǒng)本身的固有特性決定，這個頻率叫固有頻率。lgfglT212知識回顧知識回顧一、阻尼振動：一、阻尼振動：1 1，阻尼振動：，阻尼振動：當系統(tǒng)受到阻力作用時，系統(tǒng)克服阻力要做功，當系統(tǒng)受到阻力作用時，系統(tǒng)克服阻力要做功，消耗機械能，因而振幅減小，最后會停下來。這種消耗機械能，因而振幅減小，最后會停下來。這種振幅逐漸

2、振幅逐漸減小的振動，叫做阻尼振動。減小的振動，叫做阻尼振動。xto阻尼振動圖象阻尼振動圖象注意：注意：阻尼振動的振幅是逐漸減小的，但是它的頻率是不發(fā)生阻尼振動的振幅是逐漸減小的，但是它的頻率是不發(fā)生變化的，頻率與振幅是無關(guān)的。變化的，頻率與振幅是無關(guān)的。自由振動的頻率，叫做系統(tǒng)的自由振動的頻率，叫做系統(tǒng)的固有頻率固有頻率或無阻尼振動圖象或無阻尼振動圖象要點提煉要點提煉 1對阻尼振動的理解對阻尼振動的理解 (1)同一簡諧運動同一簡諧運動能量的大小能量的大小表現(xiàn)為表現(xiàn)為 的大小的大小 (2)阻尼振動阻尼振動振幅減小的快慢振幅減小的快慢跟所受跟所受 的大小有關(guān)，的大小有關(guān)， 越大，振幅減小得越快越大

3、，振幅減小得越快 (3)物體做阻尼振動時，振幅雖不斷減小，但振動的物體做阻尼振動時，振幅雖不斷減小，但振動的頻率頻率仍仍由自身結(jié)構(gòu)特點所決定，并不會隨振幅的減小而變化例由自身結(jié)構(gòu)特點所決定，并不會隨振幅的減小而變化例如：用力敲鑼，由于鑼受到空氣的阻尼作用，振幅越來越如：用力敲鑼，由于鑼受到空氣的阻尼作用，振幅越來越小，鑼聲減弱，但音調(diào)不變小，鑼聲減弱，但音調(diào)不變 (4)阻尼振動若在一段不太長的時間內(nèi)振幅沒有明顯的減阻尼振動若在一段不太長的時間內(nèi)振幅沒有明顯的減小，可以把它當作小，可以把它當作簡諧運動簡諧運動來處理來處理 振幅振幅阻尼阻尼阻阻尼尼越來越小越來越小不變不變ACD2.2.一單擺在空氣

4、中振動一單擺在空氣中振動, ,振幅逐漸減小振幅逐漸減小. .下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )A.A.機械能逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能機械能逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能B.B.后一時刻的動能一定小于前一時刻的動能后一時刻的動能一定小于前一時刻的動能C.C.后一時刻的勢能一定小于前一時刻的勢能后一時刻的勢能一定小于前一時刻的勢能D.D.后一時刻的機械能一定小于前一時刻的機械能后一時刻的機械能一定小于前一時刻的機械能 【解題指導解題指導】在阻尼振動中在阻尼振動中, ,振動系統(tǒng)的動能和勢能之振動系統(tǒng)的動能和勢能之和減小和減小. .但在一段較短的時間內(nèi)但在一段較短的時間內(nèi), ,動能和勢能不一定都減小動

5、能和勢能不一定都減小, ,關(guān)關(guān)鍵要分析動能與勢能之間是如何轉(zhuǎn)化的鍵要分析動能與勢能之間是如何轉(zhuǎn)化的. .AD3.3.(2011(2011太原高二檢測太原高二檢測) )下列說法中正確的是下列說法中正確的是( ( ) )A.A.阻尼振動是減幅振動阻尼振動是減幅振動B.B.實際的振動系統(tǒng)不可避免地要受到阻尼作用實際的振動系統(tǒng)不可避免地要受到阻尼作用C.C.阻尼振動的振幅逐漸減小阻尼振動的振幅逐漸減小, ,所以周期也逐漸減小所以周期也逐漸減小D.D.阻尼過大時阻尼過大時, ,系統(tǒng)將不能發(fā)生振動系統(tǒng)將不能發(fā)生振動ABD實驗表明：實驗表明：物體在外力驅(qū)動下振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于外力物體在外力驅(qū)動下振

6、動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于外力驅(qū)動的頻率，跟物體的固有頻率沒有關(guān)系驅(qū)動的頻率，跟物體的固有頻率沒有關(guān)系. .1 1，驅(qū)動力：作用到振動系統(tǒng)周期性的外力，驅(qū)動力：作用到振動系統(tǒng)周期性的外力驅(qū)驅(qū)ffTT受迫振動物體受迫振動物體3 3、受迫振動的特點：、受迫振動的特點：受迫振動的頻率總等于驅(qū)動力受迫振動的頻率總等于驅(qū)動力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)2 2，受迫振動：物體在外界驅(qū)動力作用下的振動，受迫振動：物體在外界驅(qū)動力作用下的振動受迫振動實例：受迫振動實例：跳板在人走過時發(fā)生的振動跳板在人走過時發(fā)生的振動機器底座在機器運轉(zhuǎn)時發(fā)生的振動機器底座在機器運轉(zhuǎn)時發(fā)生的振動聽到聲

7、音時耳膜的振動聽到聲音時耳膜的振動電磁打點計時器的振針所做的振動電磁打點計時器的振針所做的振動1.1.下列振動中屬于受迫振動的是下列振動中屬于受迫振動的是( )( )A.A.用重錘敲擊一下懸吊著的鐘后用重錘敲擊一下懸吊著的鐘后, ,鐘的擺動鐘的擺動B.B.打點計時器接通電源后打點計時器接通電源后, ,振針的振動振針的振動C.C.小孩睡在自由擺動的吊床上小孩睡在自由擺動的吊床上, ,小孩隨著吊床一起擺動小孩隨著吊床一起擺動D.D.彈簧振子在豎直方向上沿豎直方向振動彈簧振子在豎直方向上沿豎直方向振動【解析解析】選選B.B.受迫振動是振動物體在驅(qū)動力作用下的運動受迫振動是振動物體在驅(qū)動力作用下的運動

8、, ,故故只有只有B B對對.A.A、C C是阻尼振動，是阻尼振動，D D是簡諧運動是簡諧運動. .三、共振三、共振演示實驗演示實驗2演示實驗演示實驗1實驗表明：實驗表明：1 1，當驅(qū)動力頻率等于物體固有頻率時，當驅(qū)動力頻率等于物體固有頻率時，物體振幅最大，驅(qū)動力頻率與固有頻物體振幅最大，驅(qū)動力頻率與固有頻率相差越大，物體的振幅越小率相差越大，物體的振幅越小. .2 2，驅(qū)動力的頻率接近（或等于）物體，驅(qū)動力的頻率接近（或等于）物體的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振這種現(xiàn)象叫做共振. .振幅越大越小共振振幅最大時當固有驅(qū)固有驅(qū),)(,fffff

9、共振曲線共振曲線橫軸：驅(qū)動力的頻率橫軸：驅(qū)動力的頻率縱軸：振動系統(tǒng)的振幅縱軸：振動系統(tǒng)的振幅 美國有一農(nóng)場農(nóng)婦，習慣于用吹笛的方式美國有一農(nóng)場農(nóng)婦，習慣于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃飯，可當她有一次吹笛時，居招呼丈夫回家吃飯，可當她有一次吹笛時，居然發(fā)現(xiàn)樹上的毛毛蟲紛紛墜地而死，驚訝之余，然發(fā)現(xiàn)樹上的毛毛蟲紛紛墜地而死，驚訝之余，她到自己的果園吹了幾個小時，一下子將果樹她到自己的果園吹了幾個小時，一下子將果樹上的毛毛蟲收拾的一干二凈，究其原因，還是上的毛毛蟲收拾的一干二凈，究其原因，還是笛子發(fā)出的聲音引起毛毛蟲內(nèi)臟發(fā)生劇烈共振笛子發(fā)出的聲音引起毛毛蟲內(nèi)臟發(fā)生劇烈共振而死亡。而死亡。生活中的共振現(xiàn)

10、象生活中的共振現(xiàn)象軍隊過橋便步走，火車過橋慢行軍隊過橋便步走，火車過橋慢行 18311831年，一隊騎兵通過曼徹斯特附近的一座便橋時，由于年，一隊騎兵通過曼徹斯特附近的一座便橋時，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。生活中的共振現(xiàn)象生活中的共振現(xiàn)象 19401940年，美國的全長年，美國的全長860860米的塔柯姆大橋在建米的塔柯姆大橋在建成后的成后的4 4個月就因風共振而倒塌個月就因風共振而倒塌 生活中的共振現(xiàn)象生活中的共振現(xiàn)象美國美國Tacoma大大橋倒塌前橋倒塌前Tacoma大大橋倒塌時橋倒塌時Tacoma大大橋倒塌后橋倒塌后共共振振篩篩生活中的共振現(xiàn)

11、象生活中的共振現(xiàn)象龍龍洗洗盆盆生活中的共振現(xiàn)象生活中的共振現(xiàn)象龍洗盆：龍洗盆：古代用以盛水盥洗的器皿。傳說是明朝開國皇帝朱元璋為不愛洗臉的獨生子，召集全國的能工巧匠打制龍洗盆而成，為皇子的專用洗盆。后成為皇親國戚、才子佳人賞玩之物（中央電視臺中國一絕欄目曾介紹過），宮中奇寶，后來流落民間。若以手摩擦兩耳得法，產(chǎn)生共振，即可泛起水花，景象十分別致，后成為一種民間娛樂用品。經(jīng)現(xiàn)代振動與波的理論分析和實驗研究，這是薄殼圓柱體自激振蕩時的不同振型所致。 共共鳴鳴生活中的共振現(xiàn)象生活中的共振現(xiàn)象 洗衣機把衣服脫水完畢切斷電源后，洗衣機把衣服脫水完畢切斷電源后，電動機由于慣性還要轉(zhuǎn)一會兒才能停下電動機由于

12、慣性還要轉(zhuǎn)一會兒才能停下來，在這個過程中，洗衣機的振動劇烈來，在這個過程中，洗衣機的振動劇烈程度有變化，其中有一陣子最劇烈程度有變化，其中有一陣子最劇烈。 利用共振利用共振時，應時，應使驅(qū)動力的頻率接近或使驅(qū)動力的頻率接近或等于等于振動物體的振動物體的固有頻率固有頻率； 防止共振防止共振時，應時，應使驅(qū)動力的頻率與使驅(qū)動力的頻率與物體物體的的固有頻率不同固有頻率不同，而且相差越大越好，而且相差越大越好生活中的共振現(xiàn)象生活中的共振現(xiàn)象2 2、共振的防止、共振的防止（1 1）、軍隊、火車過橋時要放慢速度）、軍隊、火車過橋時要放慢速度. .（2 2）、機器運轉(zhuǎn)時為了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速）、機器運轉(zhuǎn)時為

13、了防止共振要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 . .（3 3）、在振動物體底座加防振墊）、在振動物體底座加防振墊（4 4）、裝修劇場、房屋時使用吸聲材料等等）、裝修劇場、房屋時使用吸聲材料等等1：如圖所示，五個擺懸掛于同一根繃緊的水平繩上，如圖所示，五個擺懸掛于同一根繃緊的水平繩上，A是擺是擺球質(zhì)量較大的擺，讓它擺動后帶動其他擺運動，下列結(jié)論正球質(zhì)量較大的擺，讓它擺動后帶動其他擺運動，下列結(jié)論正確的是（確的是（ ） A其他各擺的振動周期與其他各擺的振動周期與A擺的相同擺的相同 B其他各擺的振動周期不同，其他各擺的振動周期不同，D擺周期最大擺周期最大 C其他各擺的振幅不同，其他各擺的振幅不同，E擺的振幅最大擺的振幅最大

14、 D其他各擺的振幅都相等其他各擺的振幅都相等A、C2.2.(2011(2011南通高二檢測南通高二檢測) )如圖表示一彈簧振子做受迫振動時如圖表示一彈簧振子做受迫振動時的振幅與驅(qū)動力頻率的關(guān)系，由圖可知的振幅與驅(qū)動力頻率的關(guān)系，由圖可知( ( ) )A.A.驅(qū)動力頻率為驅(qū)動力頻率為f f2 2時，振子處于共振狀態(tài)時，振子處于共振狀態(tài)B.B.驅(qū)動力頻率為驅(qū)動力頻率為f f3 3時，振子振動頻率為時，振子振動頻率為f f3 3C.C.假如讓振子自由振動，它的頻率為假如讓振子自由振動，它的頻率為f f2 2D.D.振子做自由振動時，頻率可以為振子做自由振動時，頻率可以為f f1 1、f f2 2、f f3 3ABC小小 結(jié)結(jié)2 2、受迫振動：系統(tǒng)在外界驅(qū)動力作用下的振動、受迫振動：系統(tǒng)在外界驅(qū)動力作用下的振動3 3、系統(tǒng)做受迫振動時，、系統(tǒng)做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于振動穩(wěn)定后的頻率等于 驅(qū)動力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)驅(qū)動力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)4 4、驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的