第二节 受迫振动 共振（课件）-【中职专用】高中物理同步精品课堂（高教版机械建筑类）

主题四 机械振动和机械波 第二节 受迫振动 共振 【问题引入】 19世纪初，一队拿破仑士兵在指挥官的口令下，迈着威武雄壮、整齐划一的步伐，通过法国昂热市一座大桥。快走到桥中间时，桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断裂坍塌，造成许多官兵和市民落入水中丧生。 造成这次惨剧的罪魁祸首是什么呢？ 一、自由振动 自由振动是指在外力使弹簧振子的小球和单摆的摆球偏离平衡位置后，它们就在系统内部的弹力或重力作用下振动起来，不再需要外力的推动。如果没有阻力，振动物体的机械能是守恒的。 O 　　物体做自由振动时，振幅不随时间变化，是等幅振动。 二、阻尼振动 1．固有频率 如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫作固有振动，其振动频率称为固有频率． 2．阻尼振动 (1)阻尼：振动系统受到的阻力． (2)阻尼下的振幅变化：振动系统克服阻力的作用要做功，消耗机械能，振幅减小． 振幅 阻尼 振幅 减小 阻尼 无阻尼运动 二、阻尼振动 三、受迫振动 周期性变化 驱动力 驱动力 固有频率 四、共振 等于 振幅 五、共振的利用 由共振的条件知，要利用共振，就应尽量使驱动力的频率与物体的固有频率一致．如共振筛、荡秋千、共振测速计、各种乐器等． 测速计 共振筛 六、共振的防止 由共振曲线可知，在需要防止共振危害时，要尽量使驱动力的频率和固有频率不相等，而且相差越多越好．如部队过桥应便步走． 七、课堂练习 1．下列说法不正确的是（　　） A．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频 B．漂浮在海上的小船随海浪上下振动，是共振现象 C．部队要便步通过桥梁，是为了防止桥梁发生共振而坍塌 D．较弱声音也可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振 B 七、课堂练习 2．如图，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，下面说法正确的是（　　） A．C的振幅比B的振幅大 B．A、B、C的振幅相同 C．只有A、C振动周期相等 D．A、B、C的振动周期相等 AD 3．如图所示，轻直杆OC的中点悬挂一个弹簧振子，其固有频率为2 Hz，杆的O端有固定光滑轴，C端下边由凸轮支持，凸轮绕其轴转动，转速为n． （1）在n从0逐渐增大到5 r/s的过程中，振子M的振幅变化情况将是怎样的？ ． （2）当n＝ r/s时振幅最大． （3）若转速稳定在5 r/s，M的振动周期是 ． 七、课堂练习 【答案】 其振幅先变大再变小 2 0.2s www.aliyun.com - Media Transcoding (3)阻尼振动：指______逐渐减小的振动．振动系统受到的______越大，______减小得越快． (4)阻尼振动的图象：如图，振幅______，最后停止振动． (5)实际振动的理想化：当______很小时，在不太长的时间内看不出振幅明显减小，可以把它当作____________来处理． 1．驱动力：如果存在阻尼作用，振动系统最终会停止振动．为了使系统持续振动下去，对振动系统施加的______________的外力，叫作驱动力． 2．受迫振动：系统在_________作用下的振动叫受迫振动 3．受迫振动的频率：做受迫振动的物体振动稳定后，其振动频率等于_________的频率，与物体的____________无关． 1．条件：驱动力频率______物体的固有频率． 2．特征：在无阻尼受迫振动中，共振时受迫振动的______最大． 3．共振曲线：如图所示． $$