受迫振动(用)(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四节,阻尼振动 受迫振动,1,1,、阻尼振动,:,即振幅逐渐减小的振动,.,一般地，可以认为,阻尼振动过程中周期和频率不变。,一、阻尼振动,2,2,、自由振动：系统不受外力，也不受阻力，只在自身回复力作用下的振动，又叫无阻尼振动。自由振动的频率，叫做系统的固有频率（周期）。固有频率（周期）由振动系统本身的特征决定。,3,二、受迫振动,1,、受迫振动,（,1,）定义：物体在外界驱动力（即周期性外力）作用下的振动叫受迫振动,。,（,2,）规律,物体做受迫振动时，振动稳定后的频率（周期）等于驱动力的频率（周期）与物体的固有频率（周期）无关。,4,物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定：两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大受迫振动的振幅越小。,（,1,）当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。,（,2,）条件：,f,驱,=,f,固,2,、共振,5,（,3,）共振曲线,当,f,驱,=,f,固,时，,A=A,m,。,f,驱,与,f,固,越接近，受迫振动的振幅越大；,f,驱,与,f,固,相,差越远，受迫振动的振幅越小。,发生共振时，一个周期内，外界提供的能量等于系统克服阻力做功而消耗的能量。,6,三、共振的利用和防止（详见课本,P,15-16,）1.,共振的利用：转速计,2.,共振的防止：,结论：利用共振时，应,f,驱,接近或等于,f,固,，,防止共振时，应,f,驱,远离,f,固,。,7,练、,把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时，完成,20,次全振动用,15s,；在某电压下，电动偏心轮的转速是,88r/min,。已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速提高，而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。为使共振筛的振幅增大，以下做法正确的是（）,A,.,降低输入电压,B,.,提高输入电压,C,.,增加筛子质量,D,.,减小筛子质量,AD,8,例、如图，四个摆的摆长分别为,l,1,2m,l,2,1.5m,l,3,1m,l,4,0.5m,，,它们悬挂于同一根水平横线上。今用周期为,2s,的驱动力以垂直于摆线方向水平作用在横线上，使它们作受迫振动，那么它们的振动稳定时,(),A,、四个摆的周期相同,B,、四个摆的周期不同,C,、摆,3,振幅最大,D,、摆,1,振幅最大,AC,9,练习：图,(1),是演示简谐振动图像的装置,.,当盛沙漏斗下面的薄木板,N,被匀速地拉出时,摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系,板上的直线,OO,1,代表时间轴,.,图,(2),是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线,若板,N,1和板,N,2,拉动的速度,v,1,和,v,2,的关系为,v,2,=2,v,1,则板,N,1,、,N,2,上曲线所代表的振动的周期,T,1,和,T,2,的关系为,().,A,、,T,2,=,T,1,B,、,T,2,=2,T,1,C,、,T,2,=4,T,1,D,、,T,2,=0.25,T,1,D,N,2,N,1,10,例,10,、如图所示，在曲轴,A,上悬挂一个弹簧振子，如果不转动把手,B,而用手拉振子，放手后让其上下振动，其作,30,次全振动所用的时间是,15s,.,如果匀速转动把手，弹簧振子也可上下振动,.,若把手以,30r/min,的转速匀速转动，当弹簧振子的振动稳定后，它的振动周期为,s.,11,练、在接近收费口的道路上安装了若干条突起于路面且与行驶方向垂直的减速带，减速带间距为,10m,，当车辆经过着速带时会产生振动。若某汽车的固有频率为,1.25Hz,，则当该车以,_,m/s,的速度行驶在此减速区时颠簸得最厉害，我们把这种现象称为,_,。,12.5,共振,12,练、将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，下图甲中,O,点为单摆的悬点，现将小球（可视为质点）拉到,A,点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的,ABC,之间来回摆动，其中,B,点为运动中最低位置。,AOB=COB=,，,小于,10,0,且是未知量，下图乙表示计算机得到细线对摆线的拉力大小,F,随时间变化的曲线且图中,t,=0,时刻为摆球从,A,点开始运动的时刻，据力学规律和题中信息（,g,取,10m/s,2,）,求,:(1),单摆的周期,摆长,(2),摆球的质量,(3),摆动过程中最大速度,13,14,练、将一个力电传感器接到,计算机上，可以测量快速变化,的力。用这种方法测得的某单,摆摆动过程中悬线上拉力大小,随时间变化的曲线如右图所示。,由此图线提供的信息做出下列,判断：,t,0.2s,时刻摆球正经过最低点；,t,1.1s,时摆球正处于最高点；摆球摆动过程中机械能时而增大时而减小；摆球摆动的周期是,T,0.6s,。上述判断中正确的是（）,A.B.C.D.,C,15,练一水平放置、劲度系数,k,10N/m,的轻弹簧，一端固定，另一端系一质量,m,=40g,的小球，小球在光滑的水平面上沿左右方向作简谐运动。图为取向右为正方向画的小球的振动图象。,（,1,）试描述小球在第一个周期内速度的方向和大小变化的情况,（,2,）求小球的频率和振幅,（,3,）求小球的最大加速度,16,练、如图所示，一轻质弹簧与质量为,m,的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直线上的,A,、,B,间做简谐运动，,O,为平衡位置，,C,为,AO,的中点，已知,OC=h,，,振子的周期为,T,.,某时刻物体恰好经过,C,点,并向上运动，则从此时刻开始的半个周期时,间内，下列判断不正确的是（）,A,重力做功为,2mgh,B,重力的冲量大小为,C,回复力做功为零,D,回复力的冲量为零,O,m,A,B,C,0,t,/s,x,/cm,t,1,A,-,A,A,/2,-,A,/2,T/2+,t,1,D,17,练、下图是将演示简谐振动图像的装置作变更，当盛砂漏斗下面的薄木板被匀加速地拉出时,摆动着的漏斗中漏出的砂在木板上形成的曲线如图示，,A,、,B,、,C,、,D,、,E,均为,OO,轴上的点，,AB=S,1,BC=S,2,摆长为,L,（可视作不变）摆角小于,5,，则木板的加速度约为多少？,A B C D E O,18,