常见例子 悬挂的电灯被风吹动后开始振动,振幅越来越小,属于阻尼振动 弹簧振子的振动 三、受迫振动
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做驱动力。
2.受迫振动:系统在驱动力作用下的振动叫做受迫振动。
3.受迫振动的频率:等于驱动力的频率,与系统的固有频率没有关系
演示1
问题:固有频率对受迫振动有什么影响呢?
演示2 先让A摆摆动,带动其余各摆做受迫振动
猜想、观察、描述?
四、共振
1.定义: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,这种现象叫做共振。
2.产生条件:驱动力的频率等于振动物体的固有频率。
3.共振曲线:右图表示受迫振动的振幅A与驱动力的频率f的关系。可以看出:当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。
理解:当驱动力频率越接近物体的固有频率时,驱动力与物体运动一致的次数越多,驱动力对它起加速作用、对物体做正功越多,振幅就越大.当驱动力频率等于物体固有频率时,驱动力始终对物体做正功,使振动能量不断增加,振幅不断增大,
思考生活中是否还有其它应用和防止共振的实例(可参照课本),可讨论后回答。
洗衣机,展示共振筛图片,播放大桥共振的视频
五、共振的应用和防止
1.应用:使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率:共振筛、共鸣箱(音叉)、转速计
2.防止:使驱动力的频率远离振动物体的固有频率,且相差越大越好
军队过桥时要用便步,火车过桥时要放慢速度;机器运转时为了防止共振要调节转速 ;在振动物体底座加防振垫;装修剧场、房屋时使用吸声材料等等
振动类型 自由振动 受迫振动 共振 受力情况 仅受回复力 周期性驱动力作用 周期性驱动力作用 振动周期
或频率 由系统本身性质决定,即固有周期或固有频率 由驱动力的周期或频率决定,即T=T驱或f=f驱 T驱=T固或
f驱=f固 振动能量
特点 动能与势能之和守恒 驱动力做功提供 振动系统获得能量最大 实例 弹簧振子、单摆 火车通过桥梁的振动 共鸣箱、共振筛