115外力作用下的振动课件固有周期和固有频率固有周期和固有频率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固有振动固有振动：固有周期固有周期：固有振动的周期：固有振动的周期固有频率固有频率：固有振动的频率：固有振动的频率固有周期和固有频率振动系统不受外力作用的振动固有振动：固有周一、阻尼振动一、阻尼振动 在在回回复复力力和和阻阻力力作作用用下下的的振振动动称称为为阻阻尼尼振振动。动。阻阻尼尼：消消耗耗振振动动系系统统能量的原因。能量的原因。 一、阻尼振动 在回复力和阻力作用下的振动称为阻尼振动。二、受迫振动二、受迫振动 系统在周期性外系统在周期性外力作用下所进行的振动叫力作用下所进行的振动叫受迫振动受迫振动. ( . ( 如机器运转如机器运转时引起基座的振动时引起基座的振动 ) ) 当受迫振动达到稳定后，当受迫振动达到稳定后，振动的振幅保持稳定不变振动的振幅保持稳定不变. .二、受迫振动 系统在周期性外力作用下所进行的振动共振频率共振频率 共共 振振 频频 率率大阻尼大阻尼小阻尼小阻尼阻尼阻尼三、共振三、共振 振子在作受迫振动振子在作受迫振动时时, ,当周期性外力的频当周期性外力的频率与振子的固有频率接率与振子的固有频率接近时近时, ,振子振幅显著增振子振幅显著增加加, , 在某一频率时在某一频率时, , 振振幅达到最大幅达到最大, ,这一现象这一现象称为称为共振共振. . 达到共振达到共振时的频率叫时的频率叫共振频率共振频率. . 当当阻尼趋于零阻尼趋于零时，共振频率时，共振频率等于等于系统的固系统的固有频率有频率. .共振频率 共 振 频 率大阻尼小阻尼阻 共振现象在实际中的共振现象在实际中的应用应用：乐器、收音机、乐器、收音机、 单摆单摆 1 1 作垂作垂直于纸面的简谐直于纸面的简谐运动时运动时, ,单摆单摆 5 5将将作相同周期的简作相同周期的简谐运动，其他单谐运动，其他单摆基本不动摆基本不动. .共振演示实验共振演示实验236145 共振演示实验共振演示实验 共振现象在实际中的应用：乐器、收音机、 单摆共振的应用和防止共振的应用和防止 微波炉加热原理微波炉加热原理 食物中水分子的振动频率约为食物中水分子的振动频率约为2500MHz ,2500MHz ,具有大致相同频率的电磁波称为具有大致相同频率的电磁波称为 “ “微波微波” ” 。微波炉加热食品时，炉内产生很强的振荡。微波炉加热食品时，炉内产生很强的振荡电磁场，使食物中的水分子作受迫振动，发电磁场，使食物中的水分子作受迫振动，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。部的整体加热，极大地提高了加热效率。 共振的应用和防止 微波炉加热原理 食物中水分子 共振现象的危害共振现象的危害19401940 年年1111月月7 7日美国日美国 TocamaTocama 悬索桥因共悬索桥因共振而坍塌振而坍塌 共振现象的危害1940 年11月7日美国 Tocama例例1.1.如图单摆做阻尼振动时的振动图线如图单摆做阻尼振动时的振动图线, ,下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A.A.摆球在摆球在A A、B B 时刻的动能相等时刻的动能相等B.B.摆球在摆球在A A、B B 时刻的势能相等时刻的势能相等C.C.摆球在摆球在A A、B B 时刻的机械能相等时刻的机械能相等D.D.摆球在后一时刻的动能总比前一时刻摆球在后一时刻的动能总比前一时刻的动能小的动能小B B例1.如图单摆做阻尼振动时的振动图线,下列说法正确的是（ 例例2.A2.A球振动后球振动后, ,通过水平细绳迫使通过水平细绳迫使B B、C C振动振动, ,下面说法中正确的是下面说法中正确的是( ) ( ) A.A.只有只有A A、C C振动周期相等振动周期相等B.AB.A的振幅比的振幅比B B小小C.CC.C的振幅比的振幅比B B的振幅大的振幅大D.AD.A、B B、C C的振动周期相等的振动周期相等CDCD例2.A球振动后,通过水平细绳迫使B、C振动,下面说法中正确例例3.3.如图装置中如图装置中, ,已知弹簧振子固有频率已知弹簧振子固有频率f=2Hz,f=2Hz,电动机皮带轮的直径电动机皮带轮的直径d d1 1是曲轴皮是曲轴皮带轮带轮d d2 2的的1/21/2。为使弹。为使弹簧簧振子的振幅最大振子的振幅最大, ,则电动机的转速应为则电动机的转速应为( )( )A A60r60rmin min B B120r120rminminC C180r180rminminD D240r240rminminD D例3.如图装置中,已知弹簧振子固有频率f=2Hz,电动机皮带例例4.4.把一个筛子用四根弹簧支起来把一个筛子用四根弹簧支起来, ,筛子上一筛子上一个电动偏心轮个电动偏心轮, ,做成了一个共振筛，筛子做自做成了一个共振筛，筛子做自由振动时由振动时, ,完成完成1010次全振动用时次全振动用时15s15s，在某电，在某电压下压下, ,电动偏心轮转速是电动偏心轮转速是36r/min36r/min已知增大已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子质量电压可使偏心轮转速提高；增加筛子质量, ,可可以增大筛子的固有周期以增大筛子的固有周期, ,那么要使筛子的振幅那么要使筛子的振幅增大增大, ,下列哪些做法是正确的（下列哪些做法是正确的（ ）A A提高输入电压提高输入电压B B降低输入电压降低输入电压C C增加筛子质量增加筛子质量D D减小筛子质量减小筛子质量ACAC例4.把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上一个电动偏心轮,做成例例5.5.如图所示是一单摆的共振曲线如图所示是一单摆的共振曲线, ,该单该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅多大？共振时单摆摆球的最大速度和最多大？共振时单摆摆球的最大速度和最大加速度各是多少？大加速度各是多少？1m8cm0.25m/s0.8m/s2例5.如图所示是一单摆的共振曲线,该单摆的摆长约为多少？共振问题与练习P21问题与练习P21