外力作用下的振动(精)

声音的共鸣 ——声音的共振现象 共鸣箱 ————音叉下面所装的空箱
共振的应用和防止
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
生活中的共振现象
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。
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。
4、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．
外力作用下的振动
视频演示的是实际振动情况：
阻尼振动：振幅逐渐减小的振动叫做 阻尼振动
简谐运动是一个等幅振动！
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？
物体做阻尼振动时频率不变。固有周期、固有 频率
实验研究
结论2：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。
横轴：表示驱动力的频率 纵轴：表示受迫振动的振幅 图象的意义： 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
共振
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。
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?
结论1： 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
但物体做受迫振动的振幅是否与物体的 固有频率有联系呢?
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？
受迫振动
1、驱动力：作用在振动物体上的周期性外 力 2、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的 振动
请举出你所知道的受迫振动的例子
• “飞望见曹操后军阵脚移动，乃挺矛又喝曰 ‘战又不战，退又不退，却是何故！’喊 声未绝，曹操身边夏侯杰惊得肝胆碎裂， 倒撞于马下”——《三国演义》
• 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Leabharlann Baidu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”；
• 1948年初，一艘荷兰货船在通过马六甲海 峡时，一场风暴过后，全船海员莫名其妙 地死光；
• 在匈牙利鲍拉得利山洞入口， 3名旅游者齐 刷刷地突然倒地，停止了呼吸......
次声波
频率小于20Hz（赫兹）的声波叫做次声波。 次声波不容易衰减，不易被水和空气吸收。 而次声波的波长往往很长，因此能绕开某 些大型障碍物发生衍射。某些次声波能绕 地球2至3周。某些频率的次声波由于和人 体器官的振动频率相近，容易和人体器官 产生共振，对人体有很强的伤害性，危险 时可致人死亡。
共振的防止
①军队过桥随步走，火车过桥慢行
1940年，美国的全长860米的塔柯姆大桥因大 风而塌毁
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
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