外力作用下的振动PPT课件
(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?
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实验研究
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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
幅和质量无关。
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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。
振动的能量与振幅有关,振 幅越大,振动的能量越大
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一、固有周期和固有频率
• 定义:振动系统不受外力的作用, 此时的振动叫做固有振动,其振动 频率称为固有频率。
• 条件:在振动方向只受回复力作用 • 能量:机械能守恒 • 图像:振幅不变
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
请举出你所知道的受迫振动的例子
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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所做的振动
受迫振动的频率跟什么有关呢?
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3、受迫振动的特点:
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.
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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!
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三、受迫振动
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
4.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.
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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。
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,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......
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
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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,振幅越小
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声音的共鸣 ——声音的共振现象
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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。
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。
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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,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。
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生活中的共振现象
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。
军队过桥便步走,2021火车过桥慢行 19
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
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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
共鸣箱————音叉下面所装的空箱
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五、共振的应用和防止
1.共振的应用
①测量发动机转速的转速计 ②共振筛
发动机的转速计原理图
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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
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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.
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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。
11.5 外力作用下的振动
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复习回顾
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
T 2 l
g
单摆周期与摆长和重力加速度有关,与振
小得越快,阻尼过大时,系统将不能 发生振动。
4.实际的自由振动一定是20阻21 尼振动
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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。
现实生活中是否存在简谐运动?
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演示的是实际振动情况:
当系统受到阻力的作用时, 我们说振动受到了阻尼。
条件:受到阻力 能量:机械能转化为内能 图象:振幅逐渐减小
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演示的实际振动情况:
二、阻尼振动
1.阻尼振动:振幅逐渐减小的振动 简谐运动是一个等幅振动! 2.阻尼振动的图象
3.振动系统受到的阻尼越大,振幅减