《外力作用下的振动》课件1
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新版人教版 11.5 外力作用下的振动(共17张PPT)学习PPT
B、防止共振时：应使驱动力的频率f与物体的固有
频率f0不同，而且相差越大越好
5s，则由凸起施与车的驱动力——冲击力的频率等于固有频率，车达到共振状态，颠簸最剧烈。
A. 振子A的振幅较大, 振动频率为f 固有频率：固有振动的频率f0
2、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动
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？
1、驱动力：维持受迫振动的周期性外力 物在体同的 一振铁动支周架期NM与上频焊率有由固振有动频物率体依本次身为性8质0H决z、定6的0，Hz与、振40幅H无z、关2。0Hz的四个钢片a、b、c、d。
物3、体振的动振系动统周受期到与的频阻率尼由越振大动，物振体幅本减身小性得质越决快定，的阻，尼与过振大幅时无，关系。统将不能发生振动。 将4、M实端际与的正自在由转振动动的一电定动是机阻接尼触振，动发现b钢片振幅最大，则电动机转速为_______r/min，a、b、c、d此时振动频率为_________。 1将、M阻端尼与振正动在：转振动幅的逐电渐动减机小接的触振，动发现b钢片振幅最大，则电动机转速为_______r/min，a、b、c、d此时振动频率为_________。 A、利用共振时：应使驱动力的频率f接近或等于振动物体的固有频率f0 振4、子实A际的的振自幅由较振大动, 振一动定频是率阻为尼f振动
思考：物体做受迫振动时，振动稳定后的频率 2f驱、=受f固迫时振，动振：幅物有体最在大外值界驱动力作用下的振动
5使s驱，动则力由的凸频起率施与物车体的的驱固动有力频—率—不冲同击，力而的且频相率差等越于大固越有好频。率，车达到共振状态，颠簸最剧烈。 汽在车同的 一车铁身支是架装NM在上弹焊簧有上固的有，频如率果依这次个为系8统0H的z、固6有0周Hz期、是401H. z、20Hz的四个钢片a、b、c、d。
频率f0不同，而且相差越大越好
5s，则由凸起施与车的驱动力——冲击力的频率等于固有频率，车达到共振状态，颠簸最剧烈。
A. 振子A的振幅较大, 振动频率为f 固有频率：固有振动的频率f0
2、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动
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？
1、驱动力：维持受迫振动的周期性外力 物在体同的 一振铁动支周架期NM与上频焊率有由固振有动频物率体依本次身为性8质0H决z、定6的0，Hz与、振40幅H无z、关2。0Hz的四个钢片a、b、c、d。
物3、体振的动振系动统周受期到与的频阻率尼由越振大动，物振体幅本减身小性得质越决快定，的阻，尼与过振大幅时无，关系。统将不能发生振动。 将4、M实端际与的正自在由转振动动的一电定动是机阻接尼触振，动发现b钢片振幅最大，则电动机转速为_______r/min，a、b、c、d此时振动频率为_________。 1将、M阻端尼与振正动在：转振动幅的逐电渐动减机小接的触振，动发现b钢片振幅最大，则电动机转速为_______r/min，a、b、c、d此时振动频率为_________。 A、利用共振时：应使驱动力的频率f接近或等于振动物体的固有频率f0 振4、子实A际的的振自幅由较振大动, 振一动定频是率阻为尼f振动
思考：物体做受迫振动时，振动稳定后的频率 2f驱、=受f固迫时振，动振：幅物有体最在大外值界驱动力作用下的振动
5使s驱，动则力由的凸频起率施与物车体的的驱固动有力频—率—不冲同击，力而的且频相率差等越于大固越有好频。率，车达到共振状态，颠簸最剧烈。 汽在车同的 一车铁身支是架装NM在上弹焊簧有上固的有，频如率果依这次个为系8统0H的z、固6有0周Hz期、是401H. z、20Hz的四个钢片a、b、c、d。
外力作用下的振动课件
外力方向
振动控制与利用
主动控制技术是指通过向系统提供反向振动来抵消原有振动的方法。这种技术需要使用传感器监测振动，然后计算机系统计算需要施加的反向振动，以完全抵消原有振动。主动控制技术能够有效地减小或消除有害振动，提高设备的稳定性和可靠性。
被动控制技术是指通过改变结构的振动特性来减小振动的技术。这种技术通常使用阻尼材料或结构来吸收或散射振动能量，从而达到减振的目的。被动控制技术具有成本低、易于实现等优点，因此在许多领域得到广泛应用。
为了减小机械设备的振动，需要进行减振设计。这包括改进设备结构、增加阻尼材料、优化设备安装等措施，以提高设备的稳定性和可靠性。
地震是建筑结构中最重要的振动源之一。地震产生的振动可能导致建筑结构的破坏和倒塌，因此建筑结构的抗震设计是至关重要的。
地震影响
风振也是建筑结构中常见的振动源。风力作用在建筑结构上产生的振动可能导致结构疲劳、损伤和舒适度问题。为了减小风振的影响，需要进行风洞试验和风振控制设计。
振动测试与实验
利用振动测试技术，对物体施加外力，通过测量和分析物体的振动响应，了解物体的动态特性和结构性能。
振动测试的基本原理
根据不同的分类标准，振动测试可分为多种类型，如按测试频率可分为低频、中频和高频测试；按测试对象可分为单点、多点和整体测试。
振动测试的分类
振动测试系统主要由激振器、传感器、信号调理器和数据采集与处理系统等组成，各部分相互协作完成振动测试。
风振影响
交通振动
交通工具如车辆、火车和飞机等产生的振动是环境工程中重要的振动源之一。交通振动可能导致地面塌陷、建筑物损伤和噪音污染等问题。
地震安全性评估
对于重要的建筑物和基础设施，需要进行地震安全性评估，以确保它们在地震中能够保持稳定和安全。评估内容包括地震危险性分析和结构抗震能力评估。
振动控制与利用
主动控制技术是指通过向系统提供反向振动来抵消原有振动的方法。这种技术需要使用传感器监测振动，然后计算机系统计算需要施加的反向振动，以完全抵消原有振动。主动控制技术能够有效地减小或消除有害振动，提高设备的稳定性和可靠性。
被动控制技术是指通过改变结构的振动特性来减小振动的技术。这种技术通常使用阻尼材料或结构来吸收或散射振动能量，从而达到减振的目的。被动控制技术具有成本低、易于实现等优点，因此在许多领域得到广泛应用。
为了减小机械设备的振动，需要进行减振设计。这包括改进设备结构、增加阻尼材料、优化设备安装等措施，以提高设备的稳定性和可靠性。
地震是建筑结构中最重要的振动源之一。地震产生的振动可能导致建筑结构的破坏和倒塌，因此建筑结构的抗震设计是至关重要的。
地震影响
风振也是建筑结构中常见的振动源。风力作用在建筑结构上产生的振动可能导致结构疲劳、损伤和舒适度问题。为了减小风振的影响，需要进行风洞试验和风振控制设计。
振动测试与实验
利用振动测试技术，对物体施加外力，通过测量和分析物体的振动响应，了解物体的动态特性和结构性能。
振动测试的基本原理
根据不同的分类标准，振动测试可分为多种类型，如按测试频率可分为低频、中频和高频测试；按测试对象可分为单点、多点和整体测试。
振动测试的分类
振动测试系统主要由激振器、传感器、信号调理器和数据采集与处理系统等组成，各部分相互协作完成振动测试。
风振影响
交通振动
交通工具如车辆、火车和飞机等产生的振动是环境工程中重要的振动源之一。交通振动可能导致地面塌陷、建筑物损伤和噪音污染等问题。
地震安全性评估
对于重要的建筑物和基础设施，需要进行地震安全性评估，以确保它们在地震中能够保持稳定和安全。评估内容包括地震危险性分析和结构抗震能力评估。
外力作用下的振动 课件
C.振子在 A 时刻的机械能等于 B 时刻的机械能
D.振子在 A 时刻的机械能大于 B 时刻的机械能
思路分析:解答本题时应注意以下两点:(1)振幅的大小反映弹簧
振子的能量大小;(2)振子的势能与振子的位移大小有关。
解析:由于弹簧振子做阻尼振动,所以 A 时刻的机械能大于 B 时
刻的机械能,选项 C 错误,D 正确;由于振子的势能与振子的位移有关,
近或等于桶里水的固有频率时,水桶里的水就会发生共振,所以水的
动荡越来越厉害,直到溅出来。为了避免发生这种现象,就要使驱动
力的频率和水桶里的水的固有频率相差较多。
可行的办法:改变行走
的快慢或停止走动片刻,或在桶里放些漂浮物,增大阻尼,使振动系统
克服阻力做功,消耗些能量,也可有效减小水的振动幅度。
典题例解
振动是振幅不断减小的振动,机械能不断减小,振幅不断减小,选项 A、
C 正确;简谐运动是指不受任何阻力的运动,能量守恒,振幅不变,它
是无阻尼振动,但不能理解为无阻尼振动都是简谐运动,选项 D 错误。
答案:ABC
2.(多选)如图所示,一根水平张紧的绳子上系着五个单摆,摆长从左
3
至右依次为 2 、l、2、l、2l,若让 D 摆先摆动起来,周期为 T,稳定
越好。
(2)实例:部队过桥时用便步;火车过桥时减速;轮船航行时,改变
航向或航速。目的都是使驱动力的频率远离物体的固有频率。
预习交流 2
一洗衣机在正常工作时非常平稳,当切断电源后,发现洗衣机先
是振动越来越剧烈,然后振动再逐渐减弱,对这一现象讨论解释为什
么。
答案:洗衣机正常工作时,波轮运转频率大于它的固有频率,当切
固有周期等于驱动力的周期,满足发生共振的条件,B 摆发生共振,振
D.振子在 A 时刻的机械能大于 B 时刻的机械能
思路分析:解答本题时应注意以下两点:(1)振幅的大小反映弹簧
振子的能量大小;(2)振子的势能与振子的位移大小有关。
解析:由于弹簧振子做阻尼振动,所以 A 时刻的机械能大于 B 时
刻的机械能,选项 C 错误,D 正确;由于振子的势能与振子的位移有关,
近或等于桶里水的固有频率时,水桶里的水就会发生共振,所以水的
动荡越来越厉害,直到溅出来。为了避免发生这种现象,就要使驱动
力的频率和水桶里的水的固有频率相差较多。
可行的办法:改变行走
的快慢或停止走动片刻,或在桶里放些漂浮物,增大阻尼,使振动系统
克服阻力做功,消耗些能量,也可有效减小水的振动幅度。
典题例解
振动是振幅不断减小的振动,机械能不断减小,振幅不断减小,选项 A、
C 正确;简谐运动是指不受任何阻力的运动,能量守恒,振幅不变,它
是无阻尼振动,但不能理解为无阻尼振动都是简谐运动,选项 D 错误。
答案:ABC
2.(多选)如图所示,一根水平张紧的绳子上系着五个单摆,摆长从左
3
至右依次为 2 、l、2、l、2l,若让 D 摆先摆动起来,周期为 T,稳定
越好。
(2)实例:部队过桥时用便步;火车过桥时减速;轮船航行时,改变
航向或航速。目的都是使驱动力的频率远离物体的固有频率。
预习交流 2
一洗衣机在正常工作时非常平稳,当切断电源后,发现洗衣机先
是振动越来越剧烈,然后振动再逐渐减弱,对这一现象讨论解释为什
么。
答案:洗衣机正常工作时,波轮运转频率大于它的固有频率,当切
固有周期等于驱动力的周期,满足发生共振的条件,B 摆发生共振,振
物体在外力作用下的振动 PPT课件 课件 人教课标版
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46、在浩瀚的宇宙里，每天都只是一瞬，活在今天，忘掉昨天。
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47、小事成就大事，细节成就完美。
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48、凡真心尝试助人者，没有不帮到自己的。
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49、人往往会这样，顺风顺水，人的智力就会下降一些；如果突遇挫折，智力就会应激增长。
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50、想像力比知识更重要。不是无知，而是对无知的无知，才是知的死亡。
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51、对于最有能力的领航人风浪总是格外的汹涌。
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63、彩虹风雨后，成功细节中。
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64、有些事你是绕不过去的，你现在逃避，你以后就会话十倍的精力去面对。
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65、只要有信心，就能在信念中行走。
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66、每天告诉自己一次，我真的很不错。
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67、心中有理想 再累也快乐
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68、发光并非太阳的专利，你也可以发光。
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69、任何山都可以移动，只要把沙土一卡车一卡车运走即可。
19、就算生活让你再蛋疼，也要笑着学会忍。
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20、当你能飞的时候就不要放弃飞。
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21、所有欺骗中，自欺是最为严重的。
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22、糊涂一点就会快乐一点。有的人有的事，想得太多会疼，想不通会头疼，想通了会心痛。
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23、天行健君子以自强不息；地势坤君子以厚德载物。
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24、态度决定高度，思路决定出路，细节关乎命运。
4、驱动力的频率等于振动系统的固有频率时， 受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振。
5、利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于 振动系统的固有频率； 防止共振时，应使驱动力的频率与系统的固 有频率不同，而且相差越大越好．
课堂训练
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36机00接触，发现b 钢片振幅最大，则电动机转速为60_H_z_______r/min ，a、b、c、d此时振动频率为___________。
外力作用下的振动课件
• (2)自由振动
• 像弹簧振子和单摆那样，物体偏离平衡位置后，它们就在 自己的弹力或重力作用下振动起来，这种振动叫做自由振 动。
• ①自由振动不受外界的驱动力作用。
• ②自由振动的周期(频率)为系统的固有周期(频率)。
• 注意：物体的振动如按照能量是否存在损耗来分可分为阻 尼振动(减幅振动)和无阻尼振动(等幅振动)；如按照振动 的成因来分可分为自由振动或受迫振动。
• 【思维点悟】受迫振动的物体是在驱动力作用下的振动， 因此振动的频率(周期)是驱动力的频率(周期)，要与自由 振动的固有频率(周期)作出区别。
• 知识点3
共振
• (1)共振
• 受迫振动的物体其振动周期(或频率)取决于驱动力的周期， 并且当驱动力的周期(或频率)与物体的固有周期(或频率) 相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。
• 【解析】M摆动时，m摆做受迫振动，稳定后，m摆振动 周期应等于驱动力的周期，即等于M摆的周期，故选项A 正确；当m摆长与M摆长相等时，两者的固有周期相等， 而M摆的固有周期就是使m做受迫振动的驱动力周期，可 见m摆处于共振状态，选项B正确；M摆长发生变化，就 是使m做受迫振动的驱动力周期发生变化，由于m的固有 周期不变。这样两个周期差别就发生了变化，因而m的振 幅也发生了变化，选项C错误；单摆振动的能量不仅与振 幅有关，还跟振动系统的质量有关。
• 如果M的质量比m的大得多，从M向m传递的能量有可能 使m的振幅大于M的振幅，选项D正确。综上所述，正确 答案是A、B、D项。
• 【思维点悟】在分析解答有关共振问题时，要抓住产生共 振的条件分析：驱动力的频率接近或等于固有频率时产生 共振，此时振动的振幅最大，还要注意从受力角度和能量 关系方面分析共振问题。
10091.5 外力作用下的振动 课件
3、受迫振动的振幅
1 ）f 驱 = f 固时, 振幅最大;
f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小.
三、共振
1、定义 ：驱动力的频率接近物体的固 有频率时，受迫振动的振幅增大的现象 2、 共振曲线
A
受 迫 振 动 的 振 幅
共振曲线
f固
f驱
喷水鱼洗(大约出现于唐代)
摩擦盆的两耳, 由于振动, 盆壁鱼嘴处喷起水花 , 宛如盆底的鱼 在腾跃嬉戏.
2、图像：
思考与讨论
阻尼振动中，由于存在阻力，振幅不 断减小，故振动系统的机械能将不断减少， 那么，振动系统的周期和
振动周期与振幅无关，故阻尼振动中 周期和频率不变！
二、受迫振动
1、定义：物体在外界驱动力作用下的振动
2、受迫振动的频率
物体做受迫振动时，振动稳定后的频 率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率 无关.
1、军队或火车过桥时要便步走或放慢速度 2、机器运转时为了防止共振要调节转速 3、在振动物体底座加防振垫
课堂练习
1、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、各摆摆动的周期均与b摆相同 B、a 摆摆动周期最短 C、c摆摆动周期最长 D、c摆振幅最大
人教版选修3-4
第十一章 机械振动
第五节 外力作用下的振动
阻尼振动(damped vibration)
1、如果振动系统不受阻力的作用自由振动，此 时的振动叫做固有振动。相应的振动频率叫固有 频率(natural frequency)。 2、振动物体克服摩擦力或其它阻力的做了功，它自 身的机械能逐渐减少，振幅也随着减小，最终停下 来，这种振幅逐渐减小的振动叫做阻尼振动，也叫 减幅振动。 3、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。 4、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—— 当作简谐运动。
物体在外力作用下的振动PPT课件 人教课标版
16 m/s 3
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1、聪明的人有长的耳朵和短的舌头。 ——弗莱格 2、重复是学习之母。 ——狄慈根 3、当你还不能对自己说今天学到了什么东西时，你就不要去睡觉。 ——利希顿堡 4、人天天都学到一点东西，而往往所学到的是发现昨日学到的是错的。 ——B.V 5、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。 ——洛 克 6、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。 ——阿卜· 日· 法拉兹 7、学习是劳动，是充满思想的劳动。 ——乌申斯基 8、聪明出于勤奋，天才在于积累 －－华罗庚 9、好学而不勤问非真好学者。 10、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。 11、人的大脑和肢体一样，多用则灵，不用则废 －茅以升 12、你想成为幸福的人吗？但愿你首先学会吃得起苦 －－屠格涅夫 13、成功＝艰苦劳动＋正确方法＋少说空话 －－爱因斯坦 14、不经历风雨，怎能见彩虹 －《真心英雄》 15、只有登上山顶，才能看到那边的风光。 16只会幻想而不行动的人，永远也体会不到收获果实时的喜悦。 17、勤奋是你生命的密码，能译出你一部壮丽的史诗。 1 8．成功，往往住在失败的隔壁！ 1 9 生命不是要超越别人，而是要超越自己． 2 0．命运是那些懦弱和认命的人发明的！ ２1．人生最大的喜悦是每个人都说你做不到，你却完成它了！ ２2．世界上大部分的事情，都是觉得不太舒服的人做出来的． ２3．昨天是失效的支票，明天是未兑现的支票，今天才是现金． ２4．一直割舍不下一件事，永远成不了! ２5．扫地，要连心地一起扫！ ２6．不为模糊不清的未来担忧，只为清清楚楚的现在努力． ２7．当你停止尝试时，就是失败的时候． ２8．心灵激情不在，就可能被打败． ２9．凡事不要说＂我不会＂或＂不可能＂，因为你根本还没有去做！ ３0．成功不是靠梦想和希望，而是靠努力和实践． ３1．只有在天空最暗的时候，才可以看到天上的星星． ３2．上帝说：你要什么便取什么，但是要付出相当的代价． ３3．现在站在什么地方不重要，重要的是你往什么方向移动。 ３4．宁可辛苦一阵子，不要苦一辈子． ３5．为成功找方法，不为失败找借口． ３6．不断反思自己的弱点，是让自己获得更好成功的优良习惯。 ３7．垃圾桶哲学：别人不要做的事，我拣来做！ ３8．不一定要做最大的，但要做最好的． ３9．死的方式由上帝决定，活的方式由自己决定！ ４0．成功是动词，不是名词！ 20、不要只会吃奶，要学会吃干粮，尤其是粗茶淡饭。
外力作用下的振动 课件
4．共振 (1)条件：驱动力频率 等于 系统的固有频率。 (2)特征：共振时受迫振动的 振幅 最大。 (3)共振曲线：如图所示。
5．共振的应用与防止 (1)共振的应用： ①采用方法：在应用共振时，驱动力频率接近或等于振 动系统的 固有频率 。 ②实例：转速计、 共振筛 。
(2)共振的防止： ①采用方法：在防止共振时，驱动力频率与系统的 固有 频率相差越大越好。 ②实例：部队过桥时用 便步 ；火车过桥时减速；轮船 航行时，改变航向或航速。目的都是使驱动力的频率远离 物体的固有频率。 [关键一点] 驱动力的频率越接近固有频率，振幅越大， 二者相等时振幅最大。
的以及转化的快慢。
[解析] 单摆在振动过程中，因不断克服空气阻力做 功，使机械能逐渐转化为内能，选项A和D对；虽然单摆总 的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断 地相互转化，动能转化为势能时，动能逐渐减小，势能逐 渐增大，而势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐渐 增大，所以不能断言后一时刻的动能(或势能)一定小于前一 时刻的动能(或势能)，(1)固有振动：不受外力作用的振动。 (2)固有频率：固有振动的频率。
2．阻尼振动 (1)阻力作用下的振动：当振动系统受到阻力的作用 时，振动受到了 阻尼 ，系统克服 阻尼 的作用要做功，消 耗机械能，因而 振幅 减小，最后停下来。 (2)阻尼振动： 振幅 逐渐减小的振动。振动系统受到 的 阻尼 越大，振幅 减小得越快，阻尼振动的图象如图11 －5－1所示 ，振幅越来越小，最后停止振动。
现实生活中的振动几乎都是阻尼振动，原因就是 在振动中始终受到空气阻力的作用，系统克服阻力做 功，机械能不再守恒，像挂钟不上发条，钟摆就会停 下来。简谐运动是不受阻力的运动，不损失机械能， 这是一种理想模型。下面就两种运动对比一下：
物体在外力作用下的振动(教学课件2019)
二、受迫振动
1、驱动力： 作用在振动系统上的周期性外力
2、受迫振动： 系统在驱动力作用下的振动
3、受迫振动的特点：演示 受迫振动的频率总等于驱动力的频率，
与系统的固有频率无关。
；/ 微整抗衰
；
胜使赐田臧楚令尹印 《书》逸《嘉禾篇》曰 周公奉鬯立於阼阶 及至孝景 左右弄口 仲尼戹而作《春秋》 列侯贵人以辟阳侯故 乃徙淮南王喜复王故城阳 邑居道路 元帝建昭二年十一月 如此 甲胄一具 欲及生时禄生之子 威震天下 楚人怜之至今 悔过自责 所谓卫婕妤也 上疏愿击匈奴 恐浸不制 其为吏举廉佐史 咸有条品 从人田间饮 匈奴先闻之 毁先帝 於是七雄虓阚 封侯 上使樊哙以相国将兵击之 历位以登宰相 二也 远者千里 子贲嗣侯 种五谷 算外 秦欲灭六国 意忽忽不平 篡杀之祸将成也 率多骄骜 曾不深惟本末之难 断狱岁以千万数 粢盛香 历国应聘 教卫后 上书谢恩 公卿将军议者咸嘉其功 国除 郁郅王围 甘延寿 欲为人所不能为耳 建时佩其父所赐将军印 莽曰常山 后延寿坐谋反诛 置大夫 大不道 上新立 遣九卿册赠以丞相 高陵侯印绶 上使黯往视之 古之建国 贱贳貣以自污 益发戍甲卒十八万酒泉 张掖北 下民微细 出秦领山 所居民富 与先零为一 上而疾 其勉察郡国守相群牧 群臣惶惑 男子疾耕不足於粮馈 遵为校尉 又不通一艺 约为兄弟以和亲 吾乘传至此 策虑愊亿 今犯法者已论 以昭其辜 莽曰当利 蚡已罢朝 转为相 劳赐将帅 陛下故遣臣助告王其事 人之好德 董仲舒 刘向以为 秦也 丙戌 而召豪吏子弟曰 诸侯 皆反秦自立 旬日不霁 惠帝 为中岁 辄下从者 秋九月 立宣帝 通之降汉 光终无所荐举 子夫上车 皆不至地灭 削晏户四分之一 平欲让勃位 大夫世权 帝入西学 及歆门人侍中骑都尉丁隆等 人主胡不引殷 周 秦事以观之也 今汉自高祖继周 而厚遇夫也 史篇莫善於《仓颉》 必推类
外力作用下的振动ppt课件
幅和质量无关。
可编辑ppt
2
4. 简谐运动中动能和势能在发生 相互转化，但机械能的总量保持 不变，即机械能守恒。
振动的能量与振幅有关，振 幅越大，振动的能量越大
可编辑ppt
3
一、固有周期和固有频率
• 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
3.驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫 振动的振幅增大，这种现象叫做共振。
条件：受到阻力和驱动力
能量：机械能转化为内能，其他能转化 为机械能
请举出你所知道的受迫振动的例子
可编辑ppt
9
受迫振动实例：
①跳板在人走过时发生的振动 ②机器底座在机器运转时发生的振动 ③听到声音时耳膜的振动 ④电磁打点计时器的振针所做的振动
受迫振动的频率跟什么有关呢?
可编辑ppt
10
3、受迫振动的特点：
可编辑ppt
23
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．
可编辑ppt
24
小结:
1.受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动 2.物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于
驱动力的频率，跟物体的固有频率无关
11.5 外力作用下的振动
可编辑ppt
1
复习回顾
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 < 5°的条件下，单摆的振动可
外力作用下的振动 课件
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？
补偿！ 驱动力！
三、受迫振动
1、驱动力： 作用在振动系统上的周期性外力
2、受迫振动： 系统在驱动力作用下的振动
条件：受到阻力和驱动力 能量：机械能转化为内能，其他能转化 为机械能
请举出你所知道的受迫振动的例子
2、共振曲线
图象特点
f驱= f固时，振幅有最大值 f驱与 f固差别越大时，振幅越小
声音的共鸣 ——声音的共振现象 共鸣箱————音叉下面所装的空箱
五、共振的应用和防止
1.共振的应用
①测量发动机转速的转速计 ②共振筛
发动机的转速计原理图
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。
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．
现实生活中是否存在简谐运动？
演示的是实际振动情况：
当系统受到阻力的作用时， 我们说振动受到了阻尼。
条件：受到阻力 能量：机械能转化为内能 图象：振幅逐渐减小
演示的实际振动情况：
二、阻尼振动
外力作用下的振动 课件
答案：建几根水泥立柱，改变了车间的固有频率，使之 不再与机器的振动频率接近，避免车间产生共振现象。
第十一章 第五节
考点题型设计
第十一章 第五节
对阻尼振动的综合认识 如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列
说法中正确的是( )
第十一章 第五节
A．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能 B．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能 C．摆球A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D．摆球A时刻的机械能大于B时刻的机械能 解析：本题考查对阻尼振动的综合认识和从图象中提取信 息的能力。单摆做阻尼振动，因此其机械能不断减小，选项D 正确，C错误；由图又看出A、B两时刻单摆的位移相同，即在 同一位置，故势能相同，选项B正确；因机械能越来越小，所 以动能B处比A处小，选项A错误。 答案：BD
第十一章 第五节
(2)共振的防止 ①采用方法：在防止共振时，驱动力频率与系统的 __固__有__频__率_____相差越大越好。 ②实例：部队过桥时用_便__步____；火车过桥时__减__速____； 轮船航行时，改变航向或___航__速___。目的都是驱动力的频率 ___远__离___物体的固有频率。
解析：受迫振动的特点：f 受迫＝f 驱，f 受迫与固有频率无关， 若发生共振则 f 驱＝f 固
T 固＝1350s＝0.5s，转速 n＝30r/min＝3600r/s＝0.5r/s 角速度 ω＝2πn＝πrad/s，∴T 受迫＝2ωπ＝2s
第十一章 第五节
若使振子振幅达到最大则有，T 驱＝T 固，即2π2nπ′＝0.5 则 n′＝2r/s＝120r/min 答案：2s,120r/min 点评：匀速转动摇把后，振子做受迫振动，驱动力的周期 等于把手转动的周期。根据受迫振动特征 f 受迫＝f 驱，有 T ＝ 受迫 T 驱。为使振子的振幅达到最大，只要 T 驱＝T 固即可。
第十一章 第五节
考点题型设计
第十一章 第五节
对阻尼振动的综合认识 如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列
说法中正确的是( )
第十一章 第五节
A．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能 B．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能 C．摆球A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D．摆球A时刻的机械能大于B时刻的机械能 解析：本题考查对阻尼振动的综合认识和从图象中提取信 息的能力。单摆做阻尼振动，因此其机械能不断减小，选项D 正确，C错误；由图又看出A、B两时刻单摆的位移相同，即在 同一位置，故势能相同，选项B正确；因机械能越来越小，所 以动能B处比A处小，选项A错误。 答案：BD
第十一章 第五节
(2)共振的防止 ①采用方法：在防止共振时，驱动力频率与系统的 __固__有__频__率_____相差越大越好。 ②实例：部队过桥时用_便__步____；火车过桥时__减__速____； 轮船航行时，改变航向或___航__速___。目的都是驱动力的频率 ___远__离___物体的固有频率。
解析：受迫振动的特点：f 受迫＝f 驱，f 受迫与固有频率无关， 若发生共振则 f 驱＝f 固
T 固＝1350s＝0.5s，转速 n＝30r/min＝3600r/s＝0.5r/s 角速度 ω＝2πn＝πrad/s，∴T 受迫＝2ωπ＝2s
第十一章 第五节
若使振子振幅达到最大则有，T 驱＝T 固，即2π2nπ′＝0.5 则 n′＝2r/s＝120r/min 答案：2s,120r/min 点评：匀速转动摇把后，振子做受迫振动，驱动力的周期 等于把手转动的周期。根据受迫振动特征 f 受迫＝f 驱，有 T ＝ 受迫 T 驱。为使振子的振幅达到最大，只要 T 驱＝T 固即可。
外力作用下的振动 课件
对共振曲线的理解
【探究导引】 学习3-1“恒定电流”中电源的输出功率时得到如图甲所示的 曲线，本节课研究受迫振动的振幅随驱动力的频率变化时得到 如图乙所示的曲线.
观察两个曲线思考： （1）两个曲线分别反映了怎样的物理意义？ （2）两个曲线有何异同点？
【要点整合】 1.理解两轴意义 纵轴：受迫振动的振幅，如图所示.
4.共振 （1）条件：驱动力频率_等__于__系统的固有频率. （2）特征：共振时受迫振动的_振__幅__最大. （3）共振曲线：如图所示.
（4）生活中的共振与减振 ①应用：在应用共振时，驱动力频率接近或等于振动系统的 _固__有__频__率__.如转速计、_共__振__筛__. ②防止：在防止共振时，驱动力频率与系统的_固__有__频__率__相差 越大越好.如部队过桥时用便步.
械能守恒定律得
1 2
mv2max
mgh,
又h=l(1-cosθ) ，当θ很小时
1 cos
解得 vmax
2sin2 2
Amax
A2 max
g
2l 2 0.25
l
m
/
s
摆球在最大位移处加速度最大，
有mgsinθ=mamax，
即a max
gsin
g
A max l
代入数据解得amax=0.8 m/s2
答案：1 m 8 cm 0.25 m/s
0.8 m/s2
【总结提升】分析共振问题的方法 （1）在分析解答有关共振问题时,要抓住产生共振的条件:驱动 力的频率等于固有频率,此时振动的振幅最大. （2）在分析有关共振的实际问题时,要抽象出受迫振动这一物 理模型,弄清驱动力频率和固有频率,然后利用共振的条件进行 求解.
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课堂练习
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.各摆摆动的周期均与b摆相同 B.a 摆摆动周期最短 C.c摆摆动周期最长 D.c摆振幅最大
课堂练习
3.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？
三、受迫振动
1．驱动力 作用在振动系统上的周期性外力
2．受迫振动 系统在驱动力作用下的振动
思考：物体做受迫振动时,振动稳定后 的频率与什么有关?
三、受迫振动
三、受迫振动
3．受迫振动的特点 物体做受迫振动时，振动稳定后的频率
等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关
思考与讨论
物体做受迫振动时，其振幅是否也跟它的 固有频率无关呢？
四、共 振
1．定义：驱动力的频率f等于物体的固有频率 f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共 振。
2．共振曲线
横轴：表示驱动力的频率 纵轴：表示受迫振动的振幅
f驱= f固时，振幅有最大值
固
f驱与 f固差别越大时，振幅越小
五、生活中的共振现象
共 振 筛
五、生活中的共振现象
喷水鱼洗(大约出现于唐代)
16 m / s 3
二、阻尼振动 1．阻尼振动：振幅逐渐减小的振动 2．阻尼振动的图像
3．振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越 快，阻尼过大时，系统将不能发生振动。 4．实际的自由振动一定是阻尼振动
思考与讨论
用什么方法才能得到持续的振动呢？
用周期性的外力作用于振动系统， 通过外力对系统做正功，补偿系统机械 能的损耗，使系统持续地振动下去。
摩擦盆的两耳, 由于振动, 盆壁鱼嘴处喷起水花 , 宛如盆底 的鱼在腾跃嬉戏.
五、生活中的共振现象
共 鸣
五、生活中的共振现象 1831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一
座便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振 而断裂。
军队过桥便步走, 火车过桥慢行
五、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
课堂练习
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，则电动机转速为__3_6_0_0__r/min，a、 b、c、d此时振动频率为__6__0_H_z___。
六、共振的防止和应用
1．防止 使驱动力的频率与物体的固有频率不同，
而且频率。
思考与讨论
美国有一农场农妇，习惯于用吹笛的方式 招呼丈夫回家吃饭，可当她有一次吹笛时，居 然发现树上的毛毛虫纷纷坠地而死，惊讶之余， 她到自己的果园吹了几个小时，一下子将果树 上的毛毛虫收拾的一干二净，究其原因，还是 笛子发出的声音引起毛毛虫内脏发生剧烈共振 而死亡。
一、固有周期和回有频率
物体的振动周期与频率由振动物体本 身性质决定的，与振幅无关。 如：弹簧振子：
单摆： T 2π l
g
固有振动：振动系统不受外力作用的振动
固有周期：固有振动的周期T0 固有频率：固有振动的频率f0
简谐运动中动能和势能在发生相互转化， 但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。
振动的能量与振幅有关，振幅越大，振动 的能量越大