《天津地区高中物理第11章机械振动全章课件选修3411.5 在外力作用下的振动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天津地区高中物理第11章机械振动全章课件选修3411.5 在外力作用下的振动（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、11.5 11.5 物体在外力作用下的振动物体在外力作用下的振动第十一章第十一章 机械振动机械振动2 2、振动的能量与振幅有关，振幅越大，、振动的能量与振幅有关，振幅越大， 振动的能量越大振动的能量越大1 1、简谐运动中动能和势能在发生相互转、简谐运动中动能和势能在发生相互转 化，但机械能的总量保持不变，即机化，但机械能的总量保持不变，即机 械能守恒。械能守恒。问题回顾问题回顾: :一、固有频率一、固有频率 做简谐运动的物体受到的回复力，做简谐运动的物体受到的回复力，是振动系统内部的相互作用力。是振动系统内部的相互作用力。如果振如果振动系统不受外力作用，此时的振动叫做动系统不受外力作用，此时的
2、振动叫做固有振动，其振动频率称为固有频率固有振动，其振动频率称为固有频率。问题问题: : 如果振动系统受到外力作用如果振动系统受到外力作用, ,它将如何运动它将如何运动? ? ( (振动系统中常见的外力是摩擦力等阻力振动系统中常见的外力是摩擦力等阻力) ) 二、阻尼振动二、阻尼振动1 1、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动2 2、阻尼振动的图像、阻尼振动的图像3 3、振动系统受到的阻尼、振动系统受到的阻尼 越大，振幅减小得越越大，振幅减小得越 快，阻尼过大时，系快，阻尼过大时，系 统将不能发生振动。统将不能发生振动。4 4、实际的自由振动一定是阻尼振动、实际的自由振动一
3、定是阻尼振动问题问题: : 阻尼振动最终要停下来阻尼振动最终要停下来, ,怎样才能产生怎样才能产生 持续的振动呢持续的振动呢? ?三、受迫振动三、受迫振动1 1、驱动力、驱动力: : 作用在振动系统上的周期性外力作用在振动系统上的周期性外力2 2、受迫振动、受迫振动: :系统在驱动力作用下的振动系统在驱动力作用下的振动3 3、受迫振动的特点、受迫振动的特点 受迫振动的频率总等于驱动力的频率，受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。与系统的固有频率无关。四、共四、共 振振2 2、共振曲线、共振曲线: :1 1、共振、共振: : 驱动力的频率等于系统的固有频率驱动力的频率等于系统的
4、固有频率 时，受迫振动的振幅最大，这种现时，受迫振动的振幅最大，这种现 象叫做共振。象叫做共振。3 3、驱动力的频率与系统的固有频率相差越、驱动力的频率与系统的固有频率相差越 少，振幅越大，相差越多，振幅越小。少，振幅越大，相差越多，振幅越小。五、共振的防止和应用五、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，而且相差越大越好。不同，而且相差越大越好。2 2、应用：、应用： 使驱动力的频率接近或等于振动物体使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率。的固有频率。生活中的共振现象生活中的共振现象 美美国国有有一一农农场场农农妇妇，习习
5、惯惯于于用用吹吹笛笛的的方方式式招招呼呼丈丈夫夫回回家家吃吃饭饭，可可当当她她有有一一次次吹吹笛笛时时，居居然然发发现现树树上上的的毛毛毛毛虫虫纷纷纷纷坠坠地地而而死死，惊惊讶讶之之余余，她她到到自自己己的的果果园园吹吹了了几几个个小小时时，一一下下子子将将果果树树上上的的毛毛毛毛虫虫收收拾拾的的一一干干二二净净，究究其其原原因因，还还是是笛笛子子发发出出的的声声音音引引起起毛毛毛毛虫虫内内脏脏发发生生剧剧烈烈共共振振而死亡。而死亡。 1831 1831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一年，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，桥梁发生共振而座便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生
6、共振而断裂。断裂。生活中的共振现象生活中的共振现象军队过桥便步走军队过桥便步走, ,火车过桥慢行火车过桥慢行 19401940年，美国的全长年，美国的全长860860米的塔柯姆大桥米的塔柯姆大桥在建成后的在建成后的4 4个月就因风共振而倒塌个月就因风共振而倒塌 生活中的共振现象生活中的共振现象 如图所示，是用来测量各种发动机转速的转如图所示，是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架速计原理图。在同一铁支架NMNM上焊有固有频率依上焊有固有频率依次为次为80Hz80Hz、60Hz60Hz、40Hz40Hz、20Hz20Hz的四个钢片的四个钢片a a、b b、c c、d d。将。将M
7、M端与正在转动的电动机接触，发现端与正在转动的电动机接触，发现b b钢钢片振幅最大，则电动机转速为片振幅最大，则电动机转速为_r/min_r/min，a a、b b、c c、d d此时振动频率为此时振动频率为_。3600360060Hz60Hz课课 堂堂 练练 习习 如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让挂着四个单摆，让b b摆摆动，其余各摆也摆动起摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（来，可以发现（ ）A.A.各摆摆动的周期均与各摆摆动的周期均与b b摆相同摆相同B.B.a a 摆摆动周期最短摆摆动周期最短C.C.c c摆摆动周期最长摆摆动周期最长D.D.c c摆振幅最大摆振幅最大A A课课 堂堂 练练 习习课课 堂堂 练练 习习 汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是的固有周期是1.5s1.5s，汽车在一条起伏不平的路上，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔行驶，路上各凸起处大约都相隔8m8m，汽车以多大，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？
