《机械振动2dinn.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械振动2dinn.docx（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、六、简谐谐运动的的能量阻尼振振动七、受迫迫振动共振振班别：姓姓名：本节知识识要点1、作简谐运动的物体能量的变化规律：只有动能和势能相互转化，机械能守恒。注意：同同一简谐谐运动能能量大小小由振幅幅大小确确定。2、阻尼尼振动：振幅逐逐渐减小小的振动动。3、受迫迫振动：是物体体在周期期性外力力作用下下振动，其其振动频频率和固固有频率率无关，等等于驱动动力的频频率。4、共振振：驱动动力的频频率接近近物体的的固有频频率时，受受迫振动动的振幅幅增大，这这种现象象称为共共振。（1）产产生共振振的条件件：驱动动力的频频率接近近物体的的固有频频率。（2）共共振的应应用：共共振筛、共共振测速速。5、声音音的共鸣鸣
2、：声音音的共振振现象。例：如图图9226所示示，轻直直杆OCC的中点悬悬挂一个个弹簧振振子，其其固有频频率为2Hzz，杆的的O端有有固定光光滑轴，CC端下边由凸凸轮支持持，凸轮轮绕其轴轴转动，转转速为n，当当n从OO逐渐增增大到55r/ss过程中，振子子M的振振幅变化化情况将将是_,当n =_rr/s时时振幅最最大，若若转速稳稳定在5rr/s，MM的振动动周期是是_.分析与解解答：本本题考查查受迫振振动的频频率和共共振的条条件的分分析。振振子固有有频率为为2Hzz，凸轮轮的转动动频率就就是驱动动力的频频率，即即f驱从0增增大到55Hz，变变化过程程中，先先接近固固有频率率，达到到相等后后又偏离
3、离固有频频率，故故振幅先先增大后后减小，当当f驱f固2HHz，即即n22r/ss时振幅幅最大。当n22r/ss，即 f驱5HHz，TT驱0.2s，受受迫振动动的周期期取决于于驱动力力的周期期，即也也为0.2s。课堂针对对训练1、弹簧簧振子和和单摆在在振动过过程中_能和_相互互转化，在在平衡位位置_最大大，在最最大位移移处_能能最小，振振幅越大大则能量量越_。2、如图图9227所示示，曲轴轴上悬挂挂一个弹弹簧振子子，转动动摇把，曲曲轴可以以带动弹弹簧振子子上下振振动。开开始时不不转动摇摇把，让让振子上上下自由由振动测测得振动动频率为为2Hzz，然后后匀速转转动摇把把，转速速为2440r/minn
4、，当振振子振动动稳定后，它它的振动动周期为为A、1/2s B、1/4s C、2ss D、4ss3、如图图9228所示示，是用来测测量各种种发动机机转速的转转速计原原理图，在在同一铁支支架MNN上焊有有固有频率依依次为880Hzz、600Hz、40Hzz、200Hz的的四个钢钢片a、b、c、dd。将MM端与正正在转动的电电动机接接触，发发现b钢片振振幅最大大，则电电动机转转速为_r/minn.4、如图图9229所示示，当AA振动起起来后，通通过水平挂绳迫迫使B、CC振动，下下列说法法正确的的是A、A、BB、C三三个单摆摆的周期期均相同同B、只有有A、CC二个的的周期相相同C、B的的振动振振幅比C
5、C小D、A、BB、C三三个振幅幅均相等等5、如图图9330所示示，表示示一个单单摆作受受迫振动动时的振振幅与驱驱动力频频率的关关系，由由此可知知：（单单摆最大大摆角小小于5）A、单摆摆的振动动频率为为f2时，它它处于共共振状态态B、驱动动力频率率为f3，单摆摆的振动动频率为为f2C、假如如让单摆摆自由振振动，它它的振动动频率是是f2D、单摆摆作自由由振动时时，频率率可以为为f1、f2和f36、支持持列车车车厢的弹弹簧减振振系统，固固有频率率是2HHz，若若列车行行驶在每每根长112.55m的钢钢轨连成成的铁道道上，当当运行速速度为多多少时，车车厢振动动最厉害害？7、用砂砂摆演示示振动图图象的实
6、实验中，将将放在砂砂摆下面面的木板板匀速拉拉动，就就可得到到振动的的图象，如如图924甲甲所示，现现在把木木板换成成纸带，改改用一电电动小车车拉动，小小车做匀匀加速直直线运动动，结果果得到了了如图99244乙所示示的图象象，图99244乙纸带带中轴线线OO上B、CC、D点点到A点点的距离离分别为为2.11cm、5.22cm、10.5cmm,砂摆摆摆长为为80ccm,在在较短时时间内可可近似看看成单摆摆（g9.88m/ss2）（1）求求单摆的的周期；（2）求求小车的的加速度度（3）求求砂摆在在C点正正上方时时小车的的速度。学生实验验三：用用单摆测测定重力力加速度度实验目的的1、用单单摆测定定当地
7、的的重力加加速度2、能正正确熟练练地使用用秒表实验原理理当单摆摆摆角很小小（小于于5）时，可可看成简简谐运动动，其固固有周期期为由公式可可得，故故只要测测定摆长长和周期期T，即即可算出出重力加加速度。实验器材材长约1mm的细线线、小铁铁球、铁铁架台（连连铁夹）、米米尺、秒秒表。实验步骤骤1、将细细线的一一端穿过过小铁球球上的小小孔并打打好结固固定好，线线的另一一端固定定在铁架架台的铁铁夹成一一个单摆摆。2、用毫毫米刻度度的米尺尺测定单单摆的摆摆长（摆摆线静挂挂时从悬悬点到球球心间的的距离）。3、让单单摆摆动动（摆角角小于110），测测定n（330550）次次全振动动的时间间t，用用公式求出单摆
8、摆的平均均周期TT。4、改变变摆长，重重做几次次实验。5、用公公式算出每每次实验验的重力力加速度度g，求求出几次次实验得得到的重重力加速速度的平均值值，即可可看作本本地区的的重力加加速度。注意事项项1、铁夹夹与铁架架台应连连接牢固固，且尽尽量固定定在较低低的位置置，让摆摆球尺可可能接近近地面，以以防止悬悬点摇动动导致测测量误差差。2、小球球摆动时时，摆角角应小于于10，且应应在同一一竖直面面上摆动动，不要要形成圆圆锥摆。3、计算算单摆的的振动次次数时，应应以摆球球通过最最低的位位置开始始计时，以以后摆球球从同一一方向通通过最低低的位置置时进行行读数，且且在数“零”的同时时按下秒秒表，开开始计时
9、时。实验记录录次数摆长振动次数数n时间t平均周期期T123_课堂针对对训练1、测重重力加速速度用的的单摆，需需要满足足的条件件：A、摆线线长度不不可改变变B、摆线线不可伸伸长C、摆球球质量远远大于摆摆线质量量D、摆线线长度远远大于摆摆球直径径2、本实实验中，若若测得gg值偏大大，原因因可能是是A、振幅幅太小，测测得周期期偏小B、计算算摆长时时，只考考虑线长长，漏加加小球的的半径C、将nn次全振振动，误误记为nn1次次全振动动D、将nn次全振振动，误误记为nn1次次全振动动3、为了了提高周周期的测测量精度度，下列列哪种做做法是可可取的？A、用秒秒表直接接测量一一次全振振动的时时间B、用秒秒表测3
10、30至550次全全振动的的时间，计计算出平平均周期期C、在平平衡位置置启动秒秒表和结结束计时时D、在最最大位移移处启动动秒表和和结束计计时E、用秒秒表测1100次次全振动动的时间间，计算算平均周周期F、在平平衡位置置启动秒秒表，并并开始计计数，当当摆球第第30次次经过平平衡位置置时结束束计时，若若计读数数为t,则T tt/3004、一位位同学用用单摆做做测量重重力加速速度的实实验，他他将摆挂挂起后，进进行了如如下步骤骤:A、测摆摆长：用用米尺量量出摆线线的长度度B、测周周期T：将摆球球拉起，然然后放开开，在摆摆球某次次通过最最低点时时，按下下秒表开开始计时时，同时时将此次次通过最最低点时时作为
11、第第一次，接接着一直直数到摆摆球第660次通通过最低低点时，按按秒表停停止计时时，读出出这段时时间t ，算出出单摆的的周期TT t/660C、将所所测得的的和T代代入单摆摆的周期期公式，算算出g，将将它作为为实验的的最后结结果写入入报告中中去。指出上面面步骤中中遗漏或或错误的的地方，写写出该步步骤的字字母，并并加以改改正。（不不要求进进行误差差计算）5、某同同学在做做“利用单单摆测重力加速速度”实验中中，先测测得摆线线长为977.5ccm,摆摆球直径径为2.0cmm，然后用秒秒表记录录了单摆摆振动550次所用的时时间（如如图933）则则：该摆摆长为为_ccm,秒秒表所示示读数为为_ss。6、在
12、利利用单摆摆测重力力加速度度实验中中，由单单摆做简简谐运动动的周期期公式得得到 ,只要测出出多组单单摆的摆摆长L和和运动周周期T，作作出T22L图图象，就就可以求求出当地地的重力力加速度度。理论论上T22L图图象是一一条过坐坐标原点点的直线线，某同学根根据实验验数据作作出的图图象如图图9334所示。（1）造造成图象象不过坐坐标原点点的原因因为_;(2)由由图象求求出的重重力加速速度g= _m/ss2(取29.87)。7、在“用单摆摆测重力力加速度”实实验中，某某同学利利用一个摆长可可调节的的单摆做做实验，实验过程程是：将将单摆的的悬线调调节为某一一长度。用用米尺量量出摆线的长度度L（LL不包括
13、括摆球半半径）让摆球摆摆动（摆摆角小于于5）。用秒表测测出单摆摆的周期期T，再再算出周期TT的平均均值，然然后将单单摆的悬线调调节为其其它长度度。重复复前面的实验验步骤得得到五组组实验数数据，如图下表表所示。悬线长LL（m）0.80010.85500.89990.95511.0000周期平方方T23.2993.4993.6993.9004.100（1）将将得到的的五组数数据画在在以L为为横坐标标，以TT2为纵坐坐标的坐坐标图上上，根据据这些数数据在图图9335作出出T2与L的的关系图图线。（2）利利用T22与L的的关系图图线，计计算重力力加速度度的表达达式是gg_.(3)测测得的gg值是_(结
14、果果保留三三位有效效数字)。8、在某某校操场场旁一旗旗杆顶上上，下悬悬一根细细绳，一一学生为为测细绳绳的长度度，首先先在细绳绳的下端端挂一重重物构成成单摆，使使之作简简谐运动动，用随随身携带带的秒表表测出周周期T11，然后后在细绳绳的下端端接一段段细线，再再挂上重重物构成成单摆，用用刻度尺尺测出摆摆长增加加了L00，并使使之作简简谐运动动，用秒秒表测出出周期TT2，则由由以上数数据可得得出旗杆杆顶上悬悬下的的细绳长长大约为为_,当地地的重力力加速度度的大小小大约为为_。9、如图图9336（甲甲）所示示，为测定长长木板BB在桌上上运动时时的加速度度的装置置。A为为沙摆，当沙摆摆摆动经过过平衡位位
15、置时开开始计时（设设为第一一次经过过平衡位置），当当它第330次经经过平衡衡位置时测测得所需需时间为为29ss，图9336（乙乙）为某某次实验验在运动的木木板留下下的沙子子痕迹，测得数据据如图所所示，则则木板的的加速度度为_m/s2.补充训练练1、单摆摆的摆是是一个装装满水的的空心金金属球，摆摆动时水水从球底底部的小小孔流出出，直到到流完，那那么摆动动过程中中，单摆摆的周期期将（）A、保持持不变B、逐渐渐变小C、先变变大后变变小最终终恢复原原来大小小D、逐渐渐变大，水水流完后后，能保保持最大大2、一质质点作简简谐运动动图线如如图937所所示，由由图可知知（）A、4ss末的速速度为零零，加速速度
16、负向向最大B、4ss末振子子的位移移为00.022mC、振动动周期是是5s，振振幅是00.022mD、1ss末，振振动物体体的速度度为正向向最大。3、细长长轻绳下下端拴一一个小球球构成单单摆，在在悬挂点点正下方方1/22摆长处处有一个个能挡住住摆线的的钉子AA，如图图9338所示示，现将将单摆向向左方拉拉开一个个小角度度，然后无初初速度地地释放，对对于以后后的运动动下列说说法正确确的是（）A、摆球球往返运运动一次次的周期期比无钉钉子时的的单摆周周期小B、摆球球在左、右右两侧上上升的最最大高度度一样C、摆球球在平衡衡位置左左右两侧侧走过的的最大弧弧长相等等D、摆线线在平衡衡位置右右侧的最最大摆角
17、角是左侧侧的两倍倍4、如图图9440所示示，振子子的质量量为2kkg,弹弹簧的质质量不计计，今将将小球拉拉至B点点时用88N的力力，此时时弹性势势能为00.166J，然然后由静静止释放放小球，小小球开始始作简谐谐运动，则则A、小球球的最大大加速度度是多大大？B、小球球的最大大速度是是多大？C、若弹弹簧的劲劲度系数数是k=2000N/mm.则振振幅为多多少？5、A、BB两个单单摆，一一个摆长长比另一一个摆长长短322cm，在在相同时时间内AA摆振动动20次次，B摆摆振动112次，求求A、BB两摆的的摆长各各是多少少？6、水平平弹簧振振子做简简谐运动动经过某某一位置置时的速速度是11m/ss，这时时它的动动能和弹弹性势能能恰好相相等，则则它在振振动过程程中的最最大速度度是多少少？13