受迫振动共振.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:34 大小:1.6MB 金币:10 举报 版权申诉
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1.单摆的理想化模型:在细线的一端拴上一个小球,另一端固定在悬点上,如果线的伸缩和质量可以忽略不计,球的直径比线长短得多。2.单摆运动的性质:在摆角<10°的条件下,单摆的振动可看作简谐振动。4.单摆振动的周期公式单摆周期与摆长和重力加速度有关,与振幅和质量无关。振动的能量与振幅有关,振幅越大,振动的能量越大定义:振动系统不受外力的作用,此时的振动叫做固有振动,其振动频率称为固有频率。条件:在振动方向只受回复力作用能量:机械能守恒图像:振幅不变演示的是实际振动情况:演示的实际振动情况:二、阻尼振动1.阻尼振动:振幅逐渐减小的振动简谐运动是一个等幅振动!2.阻尼振动的图象问题1:振幅减小的快慢与什么有关?振幅减小的快慢跟所受的阻尼有关,阻尼越大,振幅减小得越快.问题2:物体在做阻尼振动时的周期或频率如何变化?物体做阻尼振动时周期频率不变。振动的固有周期、频率由自身的结构特点决定。在实际问题中,阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小,可认为是等幅振动.思考:用什么方法才能得到持续的振动呢?比如我们在荡秋千的时候,如何能让秋千一直摆动呢?三、受迫振动3、受迫振动的特点:(1)物体做受迫振动时,振动稳定后的频率总等于驱动力的频率,与系统的固有频率无关。实验研究结论:受迫振动中,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。四、共振五、共振的应用和防止③微波炉加热原理:食物中水分子的振动频率约为2500MHz,具有大致相同频率的电磁波称为“微波”。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部的整体加热,极大地提高了加热效率。生活中的共振现象1940年,美国的全长860米的塔柯姆大桥在建成后的4个月就因风共振而倒塌1890年,一艘名叫“马尔波罗号”帆船在从新西兰驶往英国的途中,突然神秘地失踪了.20年后,人们在火地岛海岸边发现了它.奇怪的是:船上的东西都原封未动.完好如初.船长航海日记的字迹仍然清稀可辨;就连那些死已多年的船员,也都“各在其位”,保持着当年在岗时的“姿势”.次声波五、共振的应用和防止结论:利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率;防止共振时,应使驱动力的频率与物体的固有频率不同,而且相差越大越好.小结:5.简谐运动、阻尼振动与受迫振动的区别简谐运动是一种理想化的模型,物体运动过程中的一切阻力都不考虑;阻尼振动却考虑阻力的影响,是更实际的一种运动;而受迫振动则是物体做阻尼振动时受到周期性驱动力作用下的振动.三者对比列表如下:振动类型比较项目特别提醒:(1)阻尼振动中振幅虽逐渐减小,但振动的频率不会变化,此频率称为固有频率,由振动系统决定.(2)受迫振动中,若驱动力给系统补充的能量与系统因振动阻尼消耗的能量相等,物体做等幅振动,但此振动不是简谐运动.1.如图所示,是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架NM上焊有固有频率依次为80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四个钢片a、b、c、d。将M端与正在转动的电动机接触,发现b钢片振幅最大,则a、b、c、d此时振动频率为_________,电动机转速为_______r/min。2.如图所示演示装置,一根张紧的水平绳上挂着四个单摆,让b摆摆动,其余各摆也摆动起来,可以发现()A.a摆摆动周期最短B.c摆摆动周期最长C.各摆摆动的周期均与b摆相同D.d摆振幅最大3.两个弹簧振子,甲的固有频率为f,乙的固有频率为4f,当它们均在频率为2f的驱动力作用下做受迫振动时,则()A、甲的振幅较大,振动频率为fB、乙的振幅较大,振动频率为4fC、甲的振幅较大,振动频率为2fD、乙的振幅较大,振动频率为2f4.下列哪些实例中要应用共振?哪些实例中要防止共振?A.跳水运动员从跳板后端走向前端的过程中B.跳水运动员做起跳动作的“颠板”过程C.轮船在风浪中行驶时D.制作小提琴的音箱时5.如图所示为单摆做受迫振动时的共振曲线,从图可知该单摆振动的固有频率为Hz,在驱动力的频率由0.4Hz增大到0.6Hz的过程中,单摆振动的振幅变化情况是___________,其摆长是_______.(g=10m/s2)6、汽车的车身是装在弹簧上的,如果这个系统的固有周期是1.5s,汽车在一条起伏不平的路上行驶,路上各凸起处大约都相隔8m,汽车以多大速度行驶时,车身上下颠簸得最剧烈?作业