1.共振的条件
驱动力的频率与系统的固有频率相等,即f驱=f固.
2.共振曲线
图3
如图3所示,共振曲线的横坐标为驱动力的频率,纵坐标为受迫振动的振幅.
由共振曲线可知,当驱动力的频率与系统的固有频率相等时,受迫振动的振幅最大.
3.共振的利用与防止
(1)利用:由共振的条件知,要利用共振,就应尽量使驱动力的频率与系统的固有频率一致.如:共振筛、荡秋千、共振转速计等.
(2)防止:由共振曲线可知,在需要防止共振危害时,要尽量使驱动力的频率与系统的固有频率不相等,而且相差越大越好.如:部队过桥应便步走,火车过桥要减速等.
4.固有振动、受迫振动和共振的比较
振动类型比较项目 固有振动 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 振动物体的机械能不变(或守恒) 由产生驱动力的物体提供 振动物体获得的能量最大 常见例子 弹簧振子或单摆 机器运转时底座发生的振动 共振筛、声音的共鸣等
一、对阻尼振动的理解
例1 一单摆做阻尼振动,则在振动过程中( )
A.振幅越来越小,周期也越来越小
B.振幅越来越小,周期不变
C.在振动过程中,通过某一位置时,机械能始终不变
D.在振动过程中,机械能不守恒
解析 该题考查阻尼振动的能量和周期.因单摆做阻尼振动,所以振幅越来越小,机械能越来越小,振动周期不变.