受迫振動(dòng)和阻力振動(dòng)(教科版)

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒。112021/5/9122021/5/921.4阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)32021/5/93阻尼振動(dòng)：振幅逐漸減小的振動(dòng)叫做阻尼振動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一個(gè)等幅振動(dòng)！2021/5/94問(wèn)題1：振幅減小的快慢與什么有關(guān)？振幅減小的快慢跟所受的阻尼有關(guān)，阻尼越大，振幅減小得越快．問(wèn)題2：物體在做阻尼振動(dòng)時(shí)的周期或頻率如何變化？物體做阻尼振動(dòng)時(shí)頻率不變。固有周期、固有頻率在實(shí)際問(wèn)題中，阻尼振動(dòng)若在一段不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)振幅沒(méi)有明顯的減小，可認(rèn)為是等幅振動(dòng)．

2021/5/95思考：

用什么方法才能得到持續(xù)的振動(dòng)呢？

比如我們?cè)谑幥锴У臅r(shí)候，如何能讓秋千一直擺動(dòng)呢？2021/5/96受迫振動(dòng)1、驅(qū)動(dòng)力：作用在振動(dòng)物體上的周期性外力2、受迫振動(dòng)：物體在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)

請(qǐng)舉出你所知道的受迫振動(dòng)的例子

2021/5/97受迫振動(dòng)的頻率跟什么有關(guān)呢?受迫振動(dòng)實(shí)例：①跳板在人走過(guò)時(shí)發(fā)生的振動(dòng)②機(jī)器底座在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的振動(dòng)③聽(tīng)到聲音時(shí)耳膜的振動(dòng)④電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針?biāo)龅恼駝?dòng)2021/5/98固有周期和固有頻率振動(dòng)系統(tǒng)不受外力作用的振動(dòng)固有振動(dòng)：固有周期：固有振動(dòng)的周期T0固有頻率：固有振動(dòng)的頻率f0物體的振動(dòng)周期與頻率由振動(dòng)物體本身性質(zhì)決定的，與振幅無(wú)關(guān)。如：彈簧振子：?jiǎn)螖[：2021/5/99實(shí)驗(yàn)研究2021/5/910

結(jié)論1：

物體做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)但物體做受迫振動(dòng)的振幅是否與物體的固有頻率有聯(lián)系呢?2021/5/911實(shí)驗(yàn)研究2021/5/912

結(jié)論2：受迫振動(dòng)中，驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)物體的固有頻率時(shí)，振幅最大；驅(qū)動(dòng)力的頻率跟固有頻率相差越大，振幅越小。共振驅(qū)動(dòng)力的頻率接近物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。橫軸：表示驅(qū)動(dòng)力的頻率縱軸：表示受迫振動(dòng)的振幅圖象的意義：f驅(qū)=f固時(shí)，振幅有最大值f驅(qū)與

f固差別越大時(shí)，振幅越小2021/5/913共振的防止和應(yīng)用1、應(yīng)用：使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率。2、防止：使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好。142021/5/914共振的應(yīng)用和防止①測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)②共振篩1、共振的應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖2021/5/9152、共鳴共鳴箱2021/5/916共鳴箱2021/5/9173、微波爐加熱原理

食物中水分子的振動(dòng)頻率約為2500MHz，具有大致相同頻率的電磁波稱為“微波”。微波爐加熱食品時(shí)，爐內(nèi)產(chǎn)生很強(qiáng)的振蕩電磁場(chǎng)，使食物中的水分子作受迫振動(dòng)，發(fā)生共振，將電磁輻射能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而使食物的溫度迅速升高。微波加熱是對(duì)物體內(nèi)部的整體加熱，極大地提高了加熱效率。

2021/5/918

4、

美國(guó)有一農(nóng)場(chǎng)農(nóng)婦，習(xí)慣于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃飯，可當(dāng)她有一次吹笛時(shí)，居然發(fā)現(xiàn)樹(shù)上的毛毛蟲(chóng)紛紛墜地而死，驚訝之余，她到自己的果園吹了幾個(gè)小時(shí)，一下子將果樹(shù)上的毛毛蟲(chóng)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(chóng)內(nèi)臟發(fā)生劇烈共振而死亡。192021/5/9195、唐朝時(shí)候，洛陽(yáng)某寺一僧人房中掛著的一件樂(lè)器，經(jīng)常莫名其妙地自動(dòng)鳴響，僧人因此驚恐成疾，四處求治無(wú)效。他有一個(gè)朋友是朝中管音樂(lè)的官員，聞?dòng)嵦厝タ赐?。這時(shí)正好聽(tīng)見(jiàn)寺里敲鐘聲，那件樂(lè)器又隨之作響。于是朋友說(shuō)：你的病我可以治好，因?yàn)槲艺业侥愕牟「?。只?jiàn)朋友找到一把鐵銼，在樂(lè)器上銼磨幾下，樂(lè)器便再也不會(huì)自動(dòng)作響了。2021/5/920軍隊(duì)過(guò)橋便步走，火車過(guò)橋慢行

6、1831年，一隊(duì)騎兵通過(guò)曼徹斯特附近的一座便橋時(shí)，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。212021/5/9217、

1940年，美國(guó)的全長(zhǎng)860米的塔柯姆大橋在建成后的4個(gè)月就因風(fēng)共振而倒塌

22共振的應(yīng)用和防止（視頻回放）2021/5/922小結(jié)2、受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)3、系統(tǒng)做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無(wú)關(guān)4、驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。5、利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率；防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率不同，而且相差越大越好．1、阻尼振動(dòng)：振幅越來(lái)越小的振動(dòng)232021/5/923課堂訓(xùn)練1.如圖所示，是用來(lái)測(cè)量各種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖。在同一鐵支架NM上焊有固有頻率依次為80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四個(gè)鋼片a、b、c、d。將M端與正在轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)接觸，發(fā)現(xiàn)b鋼片振幅最大，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為_(kāi)________r/min，a、b、c、d此時(shí)振動(dòng)頻率為_(kāi)__________。360060Hz242021/5/9242.如圖所示演示裝置，一根張緊的水平繩上掛著四個(gè)單擺，讓b擺擺動(dòng)，其余各擺也擺動(dòng)起來(lái)，可以發(fā)現(xiàn)（）

A.各擺擺動(dòng)的周期均與b擺相同

B.a擺擺動(dòng)周期最短

C.c擺擺動(dòng)周期最長(zhǎng)

D.c