最新外力作用下的振动教学讲义PPT课件.ppt

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1、外力作用下的振动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<5°的条件下，单摆的振动可看作简谐振动。4.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。复习回顾振动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大4.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，即机械能守恒。问题1：振幅减小的快慢与什么有关？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．问题2：物体在做阻尼振动时的周期或频率如何变化？物体做阻尼振动时

2、周期频率不变。振动的固有周期、频率由自身的结构特点决定。在实际问题中，阻尼振动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．思考：用什么方法才能得到持续的振动呢？比如我们在荡秋千的时候，如何能让秋千一直摆动呢？补偿！驱动力！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条件：受到阻力和驱动力能量：机械能转化为内能，其他能转化为机械能受迫振动的频率跟什么有关呢?受迫振动实例：①跳板在人走过时发生的振动②机器底座在机器运转时发生的振动③听到声音时耳膜的振动④电磁打点计时器的振针

3、所做的振动思考：3、受迫振动的特点：(1)物体做受迫振动时，振动稳定后的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。(2)但物体做受迫振动的振幅是否与物体的固有频率有联系呢?实验研究结论：受迫振动中，驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，振幅最大；驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小。横轴：表示驱动力的频率纵轴：表示受迫振动的振幅图象的意义：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

4、越小声音的共鸣——声音的共振现象共鸣箱————音叉下面所装的空箱五、共振的应用和防止①测量发动机转速的转速计②共振筛1.共振的应用发动机的转速计原理图③微波炉加热原理：食物中水分子的振动频率约为2500MHz，具有大致相同频率的电磁波称为“微波”。微波炉加热食品时，炉内产生很强的振荡电磁场，使食物中的水分子作受迫振动，发生共振，将电磁辐射能转化为内能，从而使食物的温度迅速升高。微波加热是对物体内部的整体加热，极大地提高了加热效率。生活中的共振现象美国有一农场农妇，习惯于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃饭，可当她有一次吹笛时，居然发现树上的毛毛虫纷纷坠地而死，惊讶之余

5、，她到自己的果园吹了几个小时，一下子将果树上的毛毛虫收拾的一干二净，究其原因，还是笛子发出的声音引起毛毛虫内脏发生剧烈共振而死亡。军队过桥便步走，火车过桥慢行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。生活中的共振现象1940年，美国的全长860米的塔柯姆大桥在建成后的4个月就因风共振而倒塌生活中的共振现象1890年，一艘名叫“马尔波罗号”帆船在从新西兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了．20年后，人们在火地岛海岸边发现了它．奇怪的是：船上的东西都原封未动．完好如初．船长航海日记的字迹仍然清稀可辨；就连那些死已多年的船员

6、，也都“各在其位”，保持着当年在岗时的“姿势”.1948年初，一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时，一场风暴过后，全船海员莫名其妙地死光.在匈牙利鲍拉得利山洞入口，3名旅游者齐刷刷地突然倒地，停止了呼吸......次声波频率小于20Hz（赫兹）的声波叫做次声波。次声波不容易衰减，不易被水和空气吸收。而次声波的波长往往很长，因此能绕开某些大型障碍物发生衍射。某些次声波能绕地球2至3周。某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近，容易和人体器官产生共振，对人体有很强的伤害性，危险时可致人死亡。五、共振的应用和防止2.共振的防止使驱动力的频率与物体的固有频率不同，而且相差

7、越大越好。（1）军队、火车过桥时要放慢速度.（2）机器运转时为了防止共振要调节转速或者在振动物体底座加防振垫.（3）轮船航行时要看波浪的撞击方向而改变速度和方向（4）装修剧场、房屋时使用吸声材料等。结论：利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率；防止共振时，应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．小结:1.受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动2.物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关3.驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振。4.利用共振时，应使驱动力的频率接近或

8、等于振动物体的固有频率；