生活中的共振现象

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疑惑
• 怎样才能使一座桥的空气动力学 方面的不稳定性减至最小？例如在 两个对开的车道之间，设置一些纵 向的间隙。为什么这样做有助于结 构的稳定呢？
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发现
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• 作为策动力的3号摆 摆动后，1号摆做受迫振 动。因为满足共振条件， 1号摆振幅越来越大，这 是毫无疑问的！
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生活中的共振现象
• 当我们对着瓶口吹气时，可能吹不响。 但我们有办法使它发出“呜、呜”的
响声——只要吹气的力度、角度、口型最 合适！
• 各种管乐器都是利用这个原理来发音的。
• 我看到一个广告：歌剧演员使劲唱较高的 声音时，能把喝香槟的小酒杯振裂！
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我们明白了-----
• 机械振动可以分为： 自由振动 受迫振动
• 在此以前我们知道的振动是自由振 动。
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我们学到了新的知识------
受迫wk.baidu.com动
• 书上说：受迫振动，就是物体在
周期性外力作用下的振动。
• 还说：这个周期性外力叫策动力。
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你看过电影《地道战》吗？
“在地上埋上一口大缸，听听地下 有没有挖地道的声音！”
现在你明白这句台词的原理了吧？
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我们从网上查到 一件与共振有关的灾难
• 塔科马港吊桥的倒塌
在建造过程中，这座桥就开始发生了振荡
，实际上，该建筑物的链波运动曾使建筑工
人们患晕船病。在桥通行后，链波运动非常
我们分析：根本原因是1、3号的周
期相同 ！
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我们终于得出结论：
• 当受迫振动的固有周期与策动力的 周期相等时，受迫振动的振幅最大。
• 对，这就是共振，1号摆发生了共振！ • 1、2、4号摆的周期也与3号摆周期相等，
这说明：受迫振动的周期由策动力的 周期决定，等于策动力周期。
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生活中的共振现象
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怀柔区第二中学 高一（8）班 山佳
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任务
根据老师布置的任务，我们小组准备 研究的问题是：
生活中的共振现象
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共振是共同振动吗？
问题肯定没那么简单！
• 我们决定：先向教科书学习
– 我们首先复习了机械振动的知识 – 我们又研究了课本上后边的内容
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至此，我们理解共振曲线
A
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f
F固
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我们访问了工人师傅
• 了解到一件 共振机械—震捣棒
建筑工地，工人师傅浇注水泥时 用的“震捣棒”就是根据共振的原 理工作的。
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生活中的共振现象
其实，共振现象就在我们身边：
• 家里的洗衣机，甩干桶在减速到停止的 过程中，总有一个时刻洗衣机振动得最 厉害。是因为电机的转速等于洗衣机的 固有频率—正好满足了共振条件。
强烈，因而汽车驾驶员在数英里外就会因为
即将上桥而紧张。在白天，当桥的振荡达到5
英尺时，桥上的驾驶员们真的会从彼此的视
野中消失。
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在发生断裂的那一天，突然，链波运动停止 了，瞬时间，桥开始猛烈的扭转振荡。当时 在桥上有两个人，他们连滚带爬地逃走。一 名教授在试图援救遗弃在桥上的一条狗之后， 只能沿着扭曲的节线后撤。扭转运动持续了 30分钟之后，一块路面板从主桥上掉了下去。 又过了30分钟，掉下了另外600英尺长的桥面 板其后，虽然扭动暂时停止片刻，但再次发 生，其余桥面在数分钟之内都掉了下去。
• 我们轮换做操作手，还是1号摆振幅最 大。
• 我们交换几个摆的位置重做，我们改变 摆长重做，只是每次都保证1、3号等长。
实验的结果没有改变 ！
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我们思考：这说明什么？
• 我们从主从关系考虑：3号摆是主 动的，1、2、4号是被迫的。
噢，用术语说吧， 1、2、4号是做 受迫振动，3号充当“策动力”的角 色。
• 我们特别小心地其中的两
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个摆1和3做成等长；
• 开始实验，我们认真观察：
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• 我们把3号摆拉向前方，然
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后放开手让它振动。
• 我们想看看另外三个摆会
怎样？
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我们发现：
• 3号摆振动几次后，1、2、4号摆也被带 着振动起来；
• 奇怪的是：1号摆比另两个摆振动的幅 度越来越大。
• 但是以后的现象—— 当两个摆的振幅相等之后， 1号摆的振幅还在增大， 竟然大过了3号摆！？在 我们看来，它无论如何不 会大过3号摆！
• 帮我们分析吧！
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引用记录
• 《生活中的物理学》（〔美〕吉尔•沃克 著 徐 婉华、叶庆桐 译 科学普及出版社）
• 《高中物理读本》（人民教育出版社物理室编）
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虽然有些抽象，但从下面我们举 出的实际例子，您能看出我们已经有 些明白了：
• 跳水运动员站在跳板一端上 下颤动时，跳板的振动是受迫 振动；
• 运动员离开跳板跳下后，跳 板的振动是自由振动。
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动手实验
我们按照书上介绍的方法做了实验：
• 组装成右边的装置；
• 在一根绳子上栓好4个摆；