1、11.5 物体在外力作用下的振动,知识回顾：,前面我们学习了两种最基本的简谐运动：1.弹簧振子:,弹簧振子简谐运动的周期和频率只由振动系统本身的因素决定，与振幅无关.,2.单摆：,g,l,T,p,2,=,单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关。,两种振动系统的共同点：,1、只受振动系统的内力作用,2、机械能守恒,3、振动频率只与系统本身因素有关。,如果振动系统不受外力作用,此时的振动叫做自由振动,也叫固有振动,其振动频率称为固有频率.,在自由振动的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。,思考：若振动过程中
2、存在阻力，它的振幅又发生如何变化呢？,一、阻尼振动,定义：振幅逐渐减小的振动，叫阻尼振动。,网络教学专家,思考：为什么做阻尼振动的物体，振幅要越来越小呢？,思考：用什么方法才能得到持续的振动呢？,用周期性的外力作用于振动系统，通过外力对系统做正功，补偿系统机械能的损耗，使系统持续地振动下去。若外力恰好补充系统损失的机械能，则物体振动的振幅不变，称为等幅振动。,1、驱动力：作用在振动物体上的周期性的外力。,2、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动。,受迫振动的快慢（频率周期）跟什么有关呢?,受迫振动实例：,跳板在人走过时发生的振动,机器底座在机器运转时发生的振动,听到声音时耳膜的振动,电磁打点
3、计时器的振针所做的振动,实验研究,结论1： 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。,思考：物体做受迫振动的振幅是否与物体的固有频率也无关呢?,结论2： 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。,驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。,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,共振现象举例：,声音击碎玻璃杯： 当声音的频率与酒杯的固有频率相等时，酒杯由于共振而爆裂。,测量发动机转速的转速计,共振筛,共振的应用：,1940年，美国全长860米的塔
4、柯姆大桥因大风而塌毁,共振的防止：,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。,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.,洗衣机把衣服脱水完毕切断电源后，电动机由于惯性还要转一会儿才能停下来，在这个过程中，洗衣机的振动剧烈程度有变化，其中有一阵子最剧烈，试分析这一现象。,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
5、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,下列各种振动中,不是受迫振动的是：A.敲击后的锣面的振动B.缝纫机针的振动C.人挑担子时,担子上下振动D.蜻蜓蝴蝶翅膀的振动答案:A,在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，而且越抖越厉害后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是( )A加大飞机的惯性B使机体更加平衡C使机翼更加牢固D改变机翼的固有频率,D,AB两个弹簧振子,A的固有频率为f,B的固有频率为4f,若它们均
6、在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动,则( )A.振子A的振动幅度较大,振动频率为fB.振子B的振动幅度较大,振动频率为3fC.振子A的振动幅度较大,振动频率为3fD.振子B的振动幅度较大,振动频率为4f答案:B,一单摆在空气中振动,振幅逐渐减小,下列说法正确的是( )A.振动能量逐渐转化为其他形式的能B.后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能C.后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能D.后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能答案:AD,如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让b摆摆动，其余各摆也摆动起来，摆动稳定后可以发现（ ）A.各摆摆动的周期均与b摆相同B.a 摆摆动周期最短C.c摆摆动振幅最大D.d摆摆动振幅最大,AD,如图为一个弹簧振子做受迫振动时振幅与驱动力频率之间的关系图线,由图可知,A.振子振动频率为f2时,它处于共振状态B.驱动力频率为f3时,振子振动频率为f3C.若撤去驱动力让振子做自由振动,频率是f3D.振子做自由振动的频率可以为f1、f2、f3,AB,如图是探究单摆共振条件时得到的图象,它表示了振幅跟驱动力频率之间的关系,(取2=g)试分析:(1)这个单摆的摆长是多少?(2)如果摆长变长一些,画出来的图象的高峰将向哪个方向移动?,谢谢！,
