教科版高中物理选择性必修第一册第二章机械振动5阻尼振动受迫振动课件.ppt

1.自由振动系统不受外力作用,只在自身回复力作用下的振动,称为自由振动。理想情况下(即不受

任何阻力,没有任何能量损耗)振幅保持不变,叫作无阻尼振动。自由振动的频率叫系统的固

有频率。2.阻尼振动系统在振动过程中受到摩擦及空气阻力等的作用,振动逐渐减弱,即振幅逐渐减小,振动

能量逐步转变为其他能量。知识点1阻尼振动必备知识清单破5阻尼振动受迫振动3.无阻尼振动和阻尼振动的图像1.驱动力如果用周期性的外力作用于振动系统,补偿系统的能量损耗,使系统持续等幅地振动下

去,这种周期性的外力叫作驱动力。2.受迫振动振动系统在驱动力作用下的振动。3.受迫振动的频率做受迫振动的物体振动稳定后,其振动频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关。4.共振驱动力的频率等于振动物体的固有频率时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫作共振。知识点2受迫振动5.共振曲线如图为受迫振动的振幅A与驱动力频率f的关系,其中f0为振动物体的固有频率。?可以看出:当驱动力的频率f等于振动物体的固有频率f0时,振幅最大;驱动力的频率f跟固

有频率f0相差越大,振幅越小。1.共振的应用在需要利用共振时,应使驱动力频率接近或等于振动系统的固有频率。2.共振的防止在需要防止共振时,应使驱动力频率远离振动系统的固有频率。知识点3共振的应用与防止知识辨析1.只有发生共振时,受迫振动的频率才等于驱动力的频率吗?2.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长有关吗?3.强烈地震可以导致很多建筑物倒塌,不同建筑物在地震中的振动周期是否相同?一语破的1.不是。物体做受迫振动达到稳定后,振动的频率等于驱动力的频率,与是否发生共振无关。2.无关。单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期等于驱动力的周期,与单摆的摆长

无关。3.相同。地震中的所有建筑物均做受迫振动,受迫振动的周期等于驱动力的周期,所以地震中

建筑物的振动周期都相同。简谐运动是一种理想化的物理模型,物体振动过程中的一切阻力都不考虑,因此实际中

并不存在;阻尼振动考虑阻力的影响;受迫振动是物体在驱动力作用下的振动;共振则是一种

特殊的受迫振动。定点简谐运动、阻尼振动、受迫振动、共振的对比关键能力定点破简谐运动阻尼振动受迫振动共振受力情况不受阻力作用受阻力作用受阻力和驱动力作用受阻力和驱动力作用振幅不变变小稳定后不变最大振动周期(或频率)由振动系统本身决定,即固有周期(或固有频率)由振动系统本身决定,即固有周期(或固有频率)由驱动力的周期

(或频率)决定,即

T受=T驱(或f受=f驱)T驱=T固(或f驱=f固)振动图像??形状不确定形状不确定振动能量振动系统的机械能不变振动系统的机械能减少驱动力做功,对损耗的机械能进行补充振动物体所获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆(摆角在5°左右)用力敲锣,锣面的振动钟摆的摆动共振筛典例如图甲所示,一个竖直圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方

向振动,T形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球浸没在水中。当圆盘静止

时,让小球在水中振动,球将做阻尼振动。现使圆盘以不同的频率转动,测得小球的共振曲线

如图乙所示【1】。(重力加速度g=9.86m/s2,π=3.14)??????(1)若圆盘以0.4s的周期匀速转动【2】,经过一段时间后,小球振动达到稳定,它振动的频率是多

少?典例