14生活中的振动
实际生活中的机械振动以及利用有益的振动
实际生活中的机械振动以及利用有益的振动实际生活中的机械振动以及利用有益的振动陈欣20110238（一）实际生活中的机械振动振动是日常生活和工程实际中普遍存在的一种现象。
实际上，人类就生活在振动的世界里，地面上的车辆、空气中的飞行器、海洋中的船舶等都在不断振动着。
房屋建筑、桥梁水坝等在受到激励后也会发生振动。
就连茫茫的宇宙中，也到处存在着各种形式的振动，如风、雨、雷、电等随时间不断变化，从广义的角度来解释，就是特殊形式的振动（或波动），而电磁波不停地在以振动的方式发射和传播。
就人类的身体来说，心脏的跳动、肺叶的摆动、血液的循环、胃肠的蠕动、脑电的波动、肌肉的搐动、耳膜的振动和声带的振动等，在某种意义上来说也是一种振动，就连组成人类自身的原子，也都在振动着。
所谓机械振动，是指物体（或物体系）在平衡位置（或平均位置）附近来回往复运动。
在机械振动过程中，表示物体运动特征的某些物理量（如位移，速度，加速度等）将时而增大、时而减小地反复变化。
在工程实际中，机械振动是非常普遍的，钟表的摆动、车厢的晃动、桥梁与房屋的振动、飞行器与船舶的振动、机床与刀具的振动、各种动力机械的振动等，都是机械振动。
工程中有大量的振动问题需要人们研究、分析和处理，特别是近代机器结构正向大功率、高速度、高精度、轻型化、大型化和微型化等方向发展，振动问题也就越来越突出，因此掌握振动规律就显得十分重要了。
只有掌握了振动规律和特征以后，才能有效地利用振动的有益方面并限制振动的有害方面。
（二）利用有益的振动在日常生活中，人们往往只看到了振动带了的危害。
例如，运载工具的振动会使乘客感到不舒服；环境噪声使人烦躁不安；共振及次谐波共振会引起机械设备、桥梁结构及飞机的破坏；地震使人民的生命财产遭受巨大的损失。
对于有害振动来说，往往需要采取有效措施对振动加以限制以至消除。
但是振动并非都是有害的，在许多方面合理地利用振动也能给人类造福，改善人民的生活。
例如，拨动琴弦能发出美妙动人的乐章，使人心旷神怡；在医疗方面，利用超声波能够诊断、治疗疾病；在土建工程中，振动打桩、振动拨桩以及混凝土灌注时的振动捣固等能够提高工作效率；在电子和通信工程方面，录音机、电视机、收音机、程控电话等诸多电子元件以及电子计时装置和通信系统使用的谐振器等都是由于振动才有效地工作的；在工程地质方面，利用超声波进行检测、地质勘探和油水混合及油水分离；在石油开采上，还可以利用振动提高石油产量；海洋工程方面，海浪波动的能量可以用来发电；在许多工矿企业，可以利用振动完成许多工艺过程，或用来提高某些机器的工作效率。
高中物理鲁科课标版 生活中的振动《生活中的振动》教学部优课件部优课件
正弦曲线 A不变，振动系统机械能守恒
固有周期/频率取决于系统属性
生活中阻尼振动 受迫振动 共振现象
环境阻尼做负功，振动机械能衰减，A减小 振动周期大于固有周期，具有等时性
驱动力做正功，补充振动机械能 驱动力的频率决定受迫振动的频率 f=f驱 当f驱=f固时，振动系统的振幅最大，振动最强 描绘共振曲线，可以测量固有频率
环境阻尼做负功，振动机械能衰减，A减小 振动周期大于固有周期，具有等时性
驱动力做正功，补充振动机械能 驱动力的频率决定受迫振动的频率 f=f驱 当f驱=f固时，振动系统的振幅最大，振动最强 描绘共振曲线，可以测量固有频率
模拟简谐运动
① 实验
简谐运动理想模型 固有周期与固有频率
三轴 加速度 传感器
观察阻尼振动
② 实验
阻尼振动图线 振幅与能量
30s+区间 40s+区间
观察受迫振动
③ 实验
受迫振动的频率 驱动力频率
测量共振曲线
④ 实验
共振现象的条件 共振曲线的获取及其意义
驱动水杯摆
⑤ 实验
让指定的水杯摆动撒出水
本节课知识的思维导图
"Mind map" is useful
科学探究无处不在
Scientific Inquiring Study
智能 信号 数据 应用 终端 采集 处理 分享
本节课知识的思维导图
"Mind map" is useful
机械振动
理想化简谐运动 （弹簧振子、单摆）
正弦曲线 A不变，振动系统机械能守恒
固有周期/频率取决于系统属性
生活中阻尼振动 受迫振动 共振现象
生活中的机械振动原理
生活中的机械振动原理
生活中的机械振动原理有很多，以下是一些常见的例子：
1.钟摆：钟摆是一种简单的机械振动系统，它由一个重物（称为摆锤）悬挂在一个固定的支点上组成。
当摆锤被拉到一侧并释放时，它会开始来回摆动。
2.弹簧振子：弹簧振子是由一个弹簧和一个质量块组成的机械振动系统。
当质量块被拉伸或压缩并释放时，它会开始在弹簧的拉伸和压缩之间来回振动。
3.汽车悬挂系统：汽车悬挂系统是用来减震并提供舒适驾驶的机械振动系统。
它通常包括弹簧和减震器，当车辆行驶时，悬挂系统会受到道路不平和车辆运动的影响而产生振动。
4.音叉：音叉是一种用于产生特定频率声音的机械振动装置。
当音叉被敲击或摩擦时，它会开始振动并发出特定频率的声音。
5.洗衣机：洗衣机中的脱水过程是通过高速旋转内部筒体来实现的，旋转过程中产生的离心力会使衣物振动，从而去除水分。
这些都是生活中常见的机械振动原理的例子，机械振动的原理和应用在我们的日常生活中随处可见。
实际生活中的机械振动以及利用有益的振动
实际生活中的机械振动以及利用有益的振动陈欣20110238（一）实际生活中的机械振动振动是日常生活和工程实际中普遍存在的一种现象。
实际上，人类就生活在振动的世界里，地面上的车辆、空气中的飞行器、海洋中的船舶等都在不断振动着。
房屋建筑、桥梁水坝等在受到激励后也会发生振动。
就连茫茫的宇宙中，也到处存在着各种形式的振动，如风、雨、雷、电等随时间不断变化，从广义的角度来解释，就是特殊形式的振动（或波动），而电磁波不停地在以振动的方式发射和传播。
就人类的身体来说，心脏的跳动、肺叶的摆动、血液的循环、胃肠的蠕动、脑电的波动、肌肉的搐动、耳膜的振动和声带的振动等，在某种意义上来说也是一种振动，就连组成人类自身的原子，也都在振动着。
所谓机械振动，是指物体（或物体系）在平衡位置（或平均位置）附近来回往复运动。
在机械振动过程中，表示物体运动特征的某些物理量（如位移，速度，加速度等）将时而增大、时而减小地反复变化。
在工程实际中，机械振动是非常普遍的，钟表的摆动、车厢的晃动、桥梁与房屋的振动、飞行器与船舶的振动、机床与刀具的振动、各种动力机械的振动等，都是机械振动。
工程中有大量的振动问题需要人们研究、分析和处理，特别是近代机器结构正向大功率、高速度、高精度、轻型化、大型化和微型化等方向发展，振动问题也就越来越突出，因此掌握振动规律就显得十分重要了。
只有掌握了振动规律和特征以后，才能有效地利用振动的有益方面并限制振动的有害方面。
（二）利用有益的振动在日常生活中，人们往往只看到了振动带了的危害。
例如，运载工具的振动会使乘客感到不舒服；环境噪声使人烦躁不安；共振及次谐波共振会引起机械设备、桥梁结构及飞机的破坏；地震使人民的生命财产遭受巨大的损失。
对于有害振动来说，往往需要采取有效措施对振动加以限制以至消除。
但是振动并非都是有害的，在许多方面合理地利用振动也能给人类造福，改善人民的生活。
例如，拨动琴弦能发出美妙动人的乐章，使人心旷神怡；在医疗方面，利用超声波能够诊断、治疗疾病；在土建工程中，振动打桩、振动拨桩以及混凝土灌注时的振动捣固等能够提高工作效率；在电子和通信工程方面，录音机、电视机、收音机、程控电话等诸多电子元件以及电子计时装置和通信系统使用的谐振器等都是由于振动才有效地工作的；在工程地质方面，利用超声波进行检测、地质勘探和油水混合及油水分离；在石油开采上，还可以利用振动提高石油产量；海洋工程方面，海浪波动的能量可以用来发电；在许多工矿企业，可以利用振动完成许多工艺过程，或用来提高某些机器的工作效率。
振动原理在生活的应用
振动原理在生活的应用1. 引言振动是物体围绕其平衡位置来回摆动的运动形式。
振动原理在生活中有着广泛的应用，无论是在日常生活中的小型设备还是在工业领域的大型机器中，振动原理都发挥着重要的作用。
本文将介绍一些常见的振动原理在生活中的应用。
2. 汽车发动机的振动控制汽车发动机是利用内燃机原理将燃料燃烧转化为机械能的设备。
然而，发动机的震动和噪音是常见的问题。
为了减少振动和噪音对车辆和乘客的影响，振动控制技术被广泛应用于汽车发动机的设计和制造过程。
例如，采用平衡轴系统来抵消发动机的振动力和转动不平衡力，减少对车辆和乘客的不适感。
•使用平衡轴系统来消除发动机的振动力和转动不平衡力；•通过改善发动机的结构设计来减少振动和噪音；•使用减振器等装置来消除发动机的振动。
3. 蓝牙振动手环蓝牙振动手环是一种智能穿戴设备，可以通过与手机等设备进行连接，实时监测生物参数、提醒用户健康行为等。
振动是其重要的交互方式之一。
•当用户收到来电或短信时，手环可以通过振动的方式提醒用户；•设置闹钟功能，手环通过振动唤醒用户；•在健身运动中，手环可以通过振动提醒用户的运动状态。
4. 智能手机中的振动反馈智能手机中的振动反馈技术广泛应用于用户交互体验中，通过振动的方式来传达信息给用户。
•在触摸屏上使用振动反馈，在用户点击屏幕时通过振动反馈提供触觉反馈；•在游戏中，通过振动反馈来增强游戏体验；•在音乐播放器中，通过振动反馈与音乐的节奏相结合，让用户更加沉浸在音乐中。
5. 振动按摩器振动按摩器是常见的家用按摩设备，采用振动原理来提供舒适的按摩体验。
•按摩椅通过振动按摩来缓解肌肉紧张和疲劳；•手持式振动按摩器可以用于肩膀、腰部等部位的按摩；•振动足底按摩器可以提供足部按摩和舒缓疲劳。
6. 振动牙刷振动牙刷是一种现代化的牙刷产品，利用振动技术来提高牙齿清洁效果。
•振动牙刷通过高频振动来清洁牙齿表面和牙缝；•振动牙刷的刷毛设计可以更好地去除牙菌斑；•振动牙刷的定时提醒功能可以帮助用户控制刷牙时间。
14生活中的振动解析
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
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
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
五、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，
而且相差越大越好。
2、应用 使驱动力的频率接近或等于振动物体的
固有频率。
小结：
1、阻尼振动： 振幅(能量)逐渐减小的振动
2、受迫振动： 物体在外界驱动力作用下的振动
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、实验：课本迷你实验
? 2、实验现象：与驱动摆摆长相同的单摆振 幅最大。
? 3、解释：摆长相同，单摆的周期相同，频 率相同，即驱动摆的驱动频率与此单摆的 固有频率相同。
? 4、结论：当f驱 = f固 时，受迫振动振幅最 大。这种现象，叫做共振.
5、图像：
A
受 迫 振 动 的 振 幅
说明：
1、当f驱与f固
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。
共振的应用和防止
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。
生活中的振动
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：在周期性外力作用下的振动
请你举出生活中受迫振动的例子
（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
思考：
自由状态下，振动物体的固有 频率是由振动物体本身的性质决定 的。那么,受迫振动的频率是否也是 由振动物体本身性质决定的呢?
声音的共振现象叫做共鸣
声音的共振现象
声音怎么会 将酒杯震碎?
声音的共振现象 声 音 怎 么 会 将 酒 杯 震 碎?
（2）共鸣箱 一些乐器利用共振来提高音响效果
声音的共振现象叫做共鸣
（3）收音机利用电磁的共振进行选台
2.共振的防止
（1）军队或火车过桥时要放慢速度或便步走 （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 （4）装修剧场、房屋时使用吸声材料等
实 验 研
究
3.受迫振动的特点
受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率， 与物体的固有频率无关。
思考：
物体做受迫振动的振幅是 否也只与外力的大小有关,而 与振动物体的固有频率无关呢?
演 示 共 振 摆 实 验
Hale Waihona Puke 三、共振1.共振：驱动力的频率等于物体的固有频率
时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共 振。 2.特点：驱动力的频率接近或等于物体的固有频
在实际生活中，我们经常发现有的往 复运动很快停止，如我们做弹簧振子、音 叉的实验时，振动几次后就停下来.
一、阻尼振动 1.阻尼振动：振幅不断减小的振动 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，
1.4生活中的振动解析
五、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， 而且相差越大越好。 2、应用
使驱动力的频率接近或等于振动物体的 固有频率。
小结：
1、阻尼振动：振幅(能量)逐渐减小的振动
2、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动
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。
问题2：怎样才能获得持续的振动？ • 生活现象（演示）：弹簧（抖）、 荡秋千（推）。 • 给物体施加一个周期性的外力。
三、受迫振动与共振
• 1、驱动力：这种周期性的外力叫 做驱动力。 • 2、受迫振动：物体在外界驱动力 作用下的振动叫做受迫振动。 • 3、实例：音箱的膜振动（电流）， 机器振动（动力）等。
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。
共振的应用和防止 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。
上下颠簸得最剧烈？
分析解答： 设车速为v，每经过一个凸起，将引起车身的振动，如 果汽车经过相临凸起的时间间隔刚好等于车身体系的固有周 期T＝1.5s，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。
L 8 车速为v m / s 533 . m / s时，车颠簸最剧烈。 T 15 .
1.4 生活中的振动 同步课件
机的固有频率小
率等于洗衣机的固有频率
④当洗衣机振动最剧烈时，
波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率 A．① C．①④ B．③ D．②④
自主学习 名师解疑 分类例析 课堂对点演练
解析
洗衣机切断电源，波轮的转动逐渐慢下来，在某一小
段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明了此时波轮的频率 与洗衣机固有频率相同，发生了共振．此后波轮转速减慢，
A．若两次受迫振动分别在月球上和地
球上进行，且摆长相同，则图 线Ⅰ表示月 球上单摆的共振曲线 B．若两次受迫振动是在地球上同一地 点进行，则两次摆长之比l1∶l2＝ 图1－4－3
25∶4
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
C．图线Ⅱ若是在地球上完成的，则该摆摆长约为1 m
D．若摆长均为1 m，则图线Ⅰ是在地球上完成的
振动，所以振幅越来越小，机械能越来越小．振动周期 不变． 答案 BD
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
受迫振动和共振现象 【典例2】 如图1－4－2所示，曲轴上悬 挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以
带动弹簧振子上下振动．开始时不转
动摇把，而让振子自由上下振动，测 得其频率为2 Hz，然后匀速转动摇把， 转速为240 r/min，当振子振动稳定时， 它们振动周期为 ( )． 图1－4－2
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
A．0.5 s C．2 s
B．0.25 s D．4 s
解析 匀速转动摇把后，振子将做受迫振动，驱动力的周期 跟摇把转动的周期是相同的， 振子做受迫振动的周期又等于 驱动力的周期，其频率也等于驱动力的频率，与原自由上下 振动的频率无关．摇把匀速转动的转速为 240 r/min＝4 r/s. 2π 角速度 ω＝8π rad/s，所以驱动力的周期 T＝ ω ＝0.25 s.
振动在生活中的例子和运用
振动在生活中的例子和运用
1. 嘿，你知道吗，手机的振动模式就是振动在生活中的一个超棒例子呀！当你把手机调为振动，放在兜里，来电话或消息时那“嗡嗡”的感觉，是不是很神奇？就好像它在轻轻拍你的腿，提醒你有事儿啦！
2. 想想看，那些按摩器也是利用振动呢！你往按摩椅上一躺，它启动振动帮你放松肌肉，哎呀，那感觉简直爽翻了，不就像是有好多小手在给你按摩一样嘛。
3. 还有啊，地震不也是一种大地的振动嘛。
虽然这是很可怕的振动，但它也让我们更加了解地球呀！这难道不是大自然在以一种特别的方式和我们交流吗？
4. 扬声器发出声音的时候也有振动哦！你听听那美妙的音乐，都是通过振动传递到我们耳朵里的，那不亚于一场听觉的盛宴呀，真让人陶醉！
5. 你家的洗衣机在脱水的时候也会振动呢！那“轰轰”的动静，可不就是在努力工作的表现嘛，它通过振动把衣服里的水甩出去，多有趣！
6. 咱小时候玩的那种弹簧玩具，一按下去就弹起来，这也是振动呀！每次玩都觉得好有意思，好像它们有着无尽的活力似的。
7. 甚至在工厂里，很多机器也靠振动来工作呢！它们就像不知疲倦的小战士，通过振动完成各种任务，是不是很了不起？总之，振动在我们生活中可真是无处不在，发挥着各种神奇又重要的作用呢！我觉得振动真的太奇妙了，给我们的生活带来了这么多不一样的体验和帮助呀！。
生活中振动的十个例子
生活中振动的十个例子
1. 手机振动
手机在接到来电或消息时会进行振动提示，这种振动可以让我们随时注意到手机的消
息或电话，方便我们及时处理。
2. 路面震动
在行驶汽车或骑车时，路面的不平整和交通流量的变化会导致车辆产生震动。
这种振
动可能会影响行车安全，特别是在高速行驶时。
洗衣机在洗涤衣物时，内桶高速旋转会产生振动。
如果洗衣机不平稳或者固定不牢靠，振动会更强，可能会产生噪音或者对家居造成损坏。
4. 地铁震动
地铁在运行时会产生振动，包括起步、刹车、行驶过程中的颠簸等。
地铁运行的频率
和速度非常高，振动一般比汽车更强烈。
5. 风扇振动
风扇通过旋转产生风，风扇叶片和支架之间的摩擦和空气动力学产生的振动可能导致
噪音和不稳定感。
6. 步行及奔跑
人类行走和奔跑时，地面对脚底的反作用力会导致人体产生振动，而不同的地面会对
这种振动产生不同的影响。
7. 音响震动
音响设备在发出声音时，声波的振动也会导致设备本身产生振动，这种振动可能会影
响音质和设备的寿命。
机器设备在工作时可能会产生很强的振动，例如摆锤式锉刀。
如果机器设计不合理或
维修不到位，振动会影响机器的稳定性和工作效率。
9. 震动平台
震动平台是一种实验工具，通过在一定频率和振幅下的振动实现针对物体的研究与测试，例如仿真地震条件下建筑或桥梁的耐震性能等。
10. 模拟震动
在航空、汽车工业等领域，为了测试产品的耐用性和抗振性，在实验室中会对其进行模拟震动测试，以模拟产品在不同环境条件下的使用情况。
物理课件：生活中的振动
【课堂回眸】
课堂检测·素养达标
1.下列说法中正确的是 ( ) A.阻尼振动一定是减幅振动 B.物体做阻尼振动时,随着振幅的减小,频率也不断减小 C.受迫振动稳定时的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关 D.受迫振动的频率由驱动力和物体结构特点共同决定 【解析】选C。物体做阻尼振动时,如果有恰当的能量补充,也可以保持振幅不变, 做等幅振动,所以阻尼振动的振幅是不一定改变的,所以A错误。物体做阻尼振动 时,振幅虽然不断减小,但是振动的频率仍由自身的结构特点所决定,不随振幅的 减小而变化,所以B错误。受迫振动稳定时的频率,只是取决于驱动力的频率,与 物体自身结构特点无关,即与物体的固有频率无关,所以D错误,C正确。
第5节 生活中的振动
必备知识·素养奠基
一、阻尼振动 1.定义:在实际振动过程中,由于存在_阻__力__,振动系统的_机__械__能__不断减小,_振__幅__ 不断减小的振动叫作阻尼振动。 2.阻尼振动的振动图像:如图所示,阻尼振动的_振__幅__不断减小,最后停止运动。
3.阻尼振动的应用:如果想让物体尽快停止振动,就需要增大阻力。例如: (1)汽车在凹凸不平的路面行驶时,会发生剧烈振动,通过_减__震__器__增大阻力,可使 振动很快停止。 (2)仪表的指针在指示测量结果时常左右摆动,很难准确读数,设计时可让指针的 转动部分受到适当的阻力,使之迅速停下来,便于读数。 4.阻尼振动的防止:有时我们希望物体在某一段时间内的运动接近简谐运动,则 应减小阻力。例如,我们隔一段时间就要对摆钟进行清洗,并在轴承上加润滑油, 以减小阻力。
(2)音叉共鸣箱: ①共鸣的定义:把某一频率的音叉插在一端开口的共鸣箱上,当敲击音叉使它振 动时,箱内的空气柱就能产生共振,发出较响的声音,这种现象称为_共__鸣__。 ②共鸣的实质:共鸣是一种_声__共__振__现象。
生活中的振动课件
驱动力旳频率 f 驱
三.共振现象
1.共振现象
A
受迫振动旳振幅
当 f驱 = f时固，
受迫振动振幅最大 旳现象，叫做共振.
试验探究
o
f固
驱动力旳频率 f 驱
共振曲线
驱动力旳频率与系统旳固有频率相差
越少，振幅越大，相差越多，振幅越小。
四.共振旳应用
1.共振应用
• 工业： 共振筛
• 微波炉
共鸣箱
共鸣箱
共鸣箱
生活中旳共振现象
美国有一农场农妇，习惯于用吹笛旳方式 招呼丈夫回家吃饭，可当她有一次吹笛时，居 然发觉树上旳毛毛虫纷纷坠地而死，惊讶之余， 她到自己旳果园吹了几种小时，一下子将果树 上旳毛毛虫收拾旳一干二净，究其原因，还是 笛子发出旳声音引起毛毛虫内脏发生剧烈共振 而死亡。
生活中旳共振现象 1831年，一队骑兵经过曼彻斯特附近旳一
7．把一种小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连 构成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，
它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列
结论正确旳是（ ） A
A．小球在O位置时，动能最大，加速度最小
B．小球在A、B位置时，动能最大，加速度最大
C．小球从A经O到B旳过程中，回复力一直做正功
D．小球从B到O旳过程中，振动旳能量不断增长
0.5
跟踪练习
1.一只酒杯，用手指弹一下发 出清脆旳声音，测得其振动旳固 有频率为300Hz，将它放在两只 大功率旳音箱中间，调整音箱发 音旳频率，能使酒杯碎掉，这是
________共____振___现象，这时音箱所发 出声音旳频率接近_______3__0__0_Hz.
课堂练习
汽车旳车身是装在弹簧上旳，假如这个系统 旳固有周期是1.5s，汽车在一条起伏不平旳路上 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？
《生活中的振动》 讲义
《生活中的振动》讲义在我们的日常生活中，振动是一种十分常见却又常常被我们忽略的现象。
从我们清晨被闹钟的震动唤醒，到乘坐交通工具时感受到的颠簸，再到聆听音乐时乐器的振动发声，振动无处不在，默默地影响着我们的生活。
首先，让我们来了解一下什么是振动。
简单来说，振动就是物体在平衡位置附近做往复运动。
这种往复运动可以是周期性的，也可以是非周期性的。
例如，秋千的摆动就是一种周期性的振动，而车辆在崎岖路面上的颠簸则是非周期性的振动。
振动在我们的生活中有着广泛的应用。
在通信领域，手机的振动模式就是通过内部的微型马达产生振动来提醒我们有来电或消息。
这种振动方式在一些不适合响铃的场合，如会议、图书馆等，显得尤为实用。
此外，振动还在按摩器具中得到应用。
按摩椅、按摩枕等通过产生不同频率和幅度的振动，帮助人们缓解肌肉疲劳和压力。
在音乐方面，振动更是起着至关重要的作用。
乐器之所以能够发出美妙的声音，正是因为其部件的振动。
例如，钢琴的琴弦在被琴槌敲击后振动，产生了悦耳的音符；吉他的弦在被拨动时振动，通过共鸣箱放大声音，传入我们的耳朵。
不仅如此，人的声带也是通过振动来发声的。
我们说话、唱歌时，气流通过声带，使其振动，从而发出不同的声音。
然而，振动并非总是给我们带来便利和享受，有时也会带来一些问题和危害。
在工业生产中，机器设备的振动可能会导致零件的磨损和损坏，缩短设备的使用寿命，甚至引发故障和事故。
长期暴露在强烈的振动环境中，如操作大型机械的工人，可能会患上“振动病”，出现手部麻木、疼痛等症状。
在交通运输方面，车辆的振动不仅会影响乘坐的舒适性，还可能会对道路和桥梁造成损害。
特别是在高速公路上，车辆的高速行驶和频繁振动会对路面造成巨大的压力，导致路面出现裂缝和坑洼。
在建筑领域，地震是一种强烈的振动现象。
如果建筑物在设计和施工时没有充分考虑抗震因素，当地震来临时，可能会发生倒塌，给人们的生命和财产带来巨大的损失。
为了减少地震的危害，工程师们在建筑设计中采用了各种抗震技术，如增加结构的强度和刚度、设置减震装置等。
生活中的振动
解答
f驱 = f固
驱动力的周期为L/v,
则驱动力的频率Βιβλιοθήκη f驱=v/L，由共振条件： 知 v=f固L=25m/s=90km/h
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课堂小结
阻尼振动
振动过程中要克服阻力做功，将一部分机械能 转化为其他形式的能量，导致振动的总能量不 断减小，即振幅不断减小
受迫振动
受迫振动
受迫振动频率 共振现象 共振条件
1.4 生活中的振动
1
阻尼振动
受迫振动 共振现象 共振应用
跟踪练习 课堂小结
2
一、简谐运动的能量
1、水平振动的弹簧振子的能量
3
可以知道：
1、在振动时，弹簧振子在平衡位置的动能 最大，势能为零． 2、弹簧振子偏离平衡位置到最大时，动能 为零，势能最大． ３、在弹簧振子的振动过程中，只有弹簧 弹力做功，所以总机械能守恒（不考虑 空气阻力）．
f迫 = f驱
f驱 = f固
25
共振现象
共振应用
7
3、简谐运动中的能量跟振幅有关，振幅越大，振动的能量越大． 4、振子或单摆振动起来之后，由于是简谐运动，所以能量守恒，此后它的振幅将保持 不变. 5、简谐运动是理想化的振动，振动过程中系统的能量守恒.
8
二、阻尼振动
点击下图观看动画演示
9
动画演示的是实际振动情况：
1、实际的振动与理想化的振动不同，由于振动过程中要克服阻力做功，将一部 分机械能转化为其他形式的能量，导致振动的总能量不断减小，即振幅不断 减小．
o
振幅先随着驱动力频率的升高而增大， 然后随着频率的升高而减小.
驱动力的频率
f驱
14
四.共振现象
1.共振现象
当
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课堂练习
2、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是相隔8m，汽车以多大速度 行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？
5.33m/s
22
课堂练习
3、如图所示是一个单摆的共振曲线，求：
（1）单摆的摆长L（g取9.8m/s22）.76m
4
5
二、受迫振动
1、受迫振动：物体在周期性外力作用下的振 动 2、驱动力：这种周期性的外力
思考：物体做受迫振动时,振动稳定后的频率与 什么有关?
6
7
二、受迫振动
1、受迫振动：物体在周期性外力作用下的振 动 2、驱动力：这种周期性的外力
3、受迫振动的特点 f= f驱
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
3、共振: 驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫 振动的振幅增大的现象。
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
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
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例1、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
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生活中的共振现象的的利用
龙 洗 盆
14
古希腊的学者阿基米德曾豪情万丈地宣 称：给我一个支点，我能撬动地球。而现代 的美国发明家特士拉更是“牛气”，他说： 用一件共振器，我就能把地球一裂为二。
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生活中的共振现象的危害
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
（2）若摆长减小，共振曲线的峰将怎样移动？
右移
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16
生活中的共振现象的危害
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四、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，
而且相差越大越好。
2、应用 使驱动力的频率接近或等于振动物体的
固有频率。
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小结：
1、阻尼振动：振幅(能量)逐渐减小的振动
2、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动
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。
用下做受迫振动时，则 （ ）C
A、甲的振幅较大，振动频率为f B、乙的振幅较大，振动频率为4f C、甲的振幅较大，振动频率为2f D、乙的振幅较大，振动频率为2f
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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
1
一、阻尼振动及其图象： 1.阻尼振动: 振幅(能量)不断减小的振动 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
2
3
思考：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。
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摆的共振
9
三、共振
f驱= f固
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
f驱与 f固差别越3、共鸣
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生活中的共振现象的利用
共 振 筛