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1、公开课在外力作用下的振动第1页，本讲稿共18页振动系统不受外力作用的振动振动系统不受外力作用的振动振幅不变，周期不变振幅不变，周期不变振动系统受系统外阻力作用的振动振动系统受系统外阻力作用的振动固有振动：固有振动：阻尼振动：阻尼振动：振幅变小振幅变小周期不变周期不变第2页，本讲稿共18页 在实际振动中，为了在实际振动中，为了不因阻尼的存在而使振动不因阻尼的存在而使振动停止，我们通常给系统停止，我们通常给系统加一加一个周期性的外力个周期性的外力，来补偿系，来补偿系统机械能量的损失，使系统统机械能量的损失，使系统持续的振动下去。持续的振动下去。怎样才能使受阻尼作用的振怎样才能使受阻尼作用的振动物体
2、振幅不变，且一直振动下去呢？动物体振幅不变，且一直振动下去呢？思考第3页，本讲稿共18页二、受迫振动二、受迫振动1 1、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2 2、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 请举出你所知道的受迫振动的例子请举出你所知道的受迫振动的例子第4页，本讲稿共18页跳板在人走过时发生的振动跳板在人走过时发生的振动听到声音时耳膜的振动听到声音时耳膜的振动振针振针针头针头缝纫机针头的振动缝纫机针头的振动电磁打点计时器的振针所做的振动电磁打点计时器的振针所做的振动第5页，本讲稿共18页现象及结论：受迫振动的频率
3、总等于驱动力的频率，与系现象及结论：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。统的固有频率无关。观察受迫振动的频率观察受迫振动的频率观察受迫振动的振幅观察受迫振动的振幅现象及结论：受迫振动的振幅随着驱动力的频率先变大后变现象及结论：受迫振动的振幅随着驱动力的频率先变大后变小小猜想：猜想：f f驱驱=f=f固固时，振幅有最大值时，振幅有最大值第6页，本讲稿共18页四、共四、共 振振1 1、定义：、定义：驱动力的频率等于系统的固有频率时，受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。迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。2 2、共振曲线、共振曲线横轴：表示驱
4、动力的频率横轴：表示驱动力的频率纵轴：表示受迫振动的振幅纵轴：表示受迫振动的振幅图象的意义：图象的意义：f f驱驱=f=f固固时，振幅有时，振幅有最大最大值值f f驱驱与与 f f固固差别越大时，振幅差别越大时，振幅越小越小第7页，本讲稿共18页军队过桥便步走，火车过桥慢行军队过桥便步走，火车过桥慢行 1831 1831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座便桥年，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。时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断裂。生活中的共振现象生活中的共振现象第8页，本讲稿共18页 19401940年，美国的全长年，美国的全长860860米的塔
5、柯姆大桥米的塔柯姆大桥在建在建成后的成后的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第9页，本讲稿共18页声音的共鸣声音的共鸣声音的共鸣声音的共鸣第10页，本讲稿共18页大大提提琴琴定定音音鼓鼓共共鸣鸣箱箱共振的应用共振的应用共振的应用共振的应用第11页，本讲稿共18页候候风风地地动动仪仪核核核核磁磁磁磁共共共共振振振振在在在在医医医医学学学学上上上上的的的的应应应应用用用用共振的应用共振的应用共振的应用共振的应用第12页，本讲稿共18页龙龙洗洗盘盘生活中的共振现象生活中的共振现象生活中的共振现象生活中的共振现象第13页，本讲稿共18页小小 结结2 2、受
6、迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动、受迫振动：系统在外界驱动力作用下的振动3 3、系统做受迫振动时，、系统做受迫振动时，振动稳定后的频率等于振动稳定后的频率等于 驱动力的频率，跟系统的固有频率无关驱动力的频率，跟系统的固有频率无关4 4、驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，、驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振。5 5、利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于、利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于 振动系统的固有频率；振动系统的固有频率；防止共振时，应使驱动力的频率与系统的固防止共振时，应使驱动力的频率与系统的固 有
7、频率不同，而且相差越大越好有频率不同，而且相差越大越好1 1、阻尼振动：振幅越来越小的振动、阻尼振动：振幅越来越小的振动第14页，本讲稿共18页1 1弹弹簧簧振振子子在在振振动动过过程程中中振振幅幅逐逐渐渐减减小小，这是由于（这是由于（）A A振子开始振动时的振幅大小振子开始振动时的振幅大小B B在在振振动动过过程程中中要要不不断断克克服服阻阻尼尼的的作作用用做做功功，消耗了系统的机械能消耗了系统的机械能C C动能总是不断地减小动能总是不断地减小D D势能总是不断地减小势能总是不断地减小B课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习第15页，本讲稿共18页2.2.支持火车车厢的弹簧的固有支持火车车厢的弹簧
8、的固有频率为频率为2Hz2Hz，行驶在每节铁轨，行驶在每节铁轨长长1010米的铁路上，则当运行速米的铁路上，则当运行速度为度为_m/s_m/s时，车厢振动时，车厢振动最剧烈。最剧烈。2020课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习第16页，本讲稿共18页3.3.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，其余各摆也摆摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（动起来，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
9、 c摆振幅最大摆振幅最大A第17页，本讲稿共18页4.4.如图所示，是用来测量各种发动机转速的转速如图所示，是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架计原理图。在同一铁支架NMNM上焊有固有频率上焊有固有频率依次为依次为80Hz80Hz、60Hz60Hz、40Hz40Hz、20Hz20Hz的四个钢片的四个钢片a a、b b、c c、d d。将。将MM端与正在转动的电动机接触，端与正在转动的电动机接触，发现发现b b钢片振幅最大，则电动机转速为钢片振幅最大，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_。360060Hz第18页，本讲稿共18页