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(共24張PPT)
第6節 受迫振動 共振
1.知道阻尼振動和阻尼振動能量的轉化情況.
學習目標
2.知道什么是受迫振動及產生條件，掌握物體做受迫振動的特點.
3.知道共振現象，掌握產生共振的條件，知道常見的共振的應用和危害.
2.6 受迫振動 共振
“洗”是古代盥洗用的臉盆，多用青銅鑄成，現代亦有許多仿制的工藝品。倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就會發出嗡嗡聲，到一定節奏時還會濺起層層水花。這是為什么？
固有周期(頻率)：
自由振動：
物體的振動周期與頻率由振動物體本身性質決定的，與 無關。
簡諧運動：
彈簧振子：
單擺：
振動系統在自身結構影響下的振動
由自身結構所決定的周期T0(f0)
振幅
思考：現實生活中是否存在簡諧運動？
若振動過程中存在阻力，它的振幅又發生如何變化呢？
振動系統在阻尼（摩擦或其他阻力）作用下的振幅逐漸減小的振動.
生活中的實際的振動一定是阻尼振動
一、振動中的能量損失
1.阻尼振動：
2.阻尼振動的圖像
3.振動系統受到的阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼過大時，系統將不能發生振動。
一、振動中的能量損失
思考：阻尼振動中，由于存在阻力，振幅不斷減小，故振動系統的機械能將不斷減少，那么，振動系統的周期和頻率也會發生變化嗎？
振動周期與振幅無關，阻尼振動中 ！
T
T
T
一、振動中的能量損失
周期和頻率不變
用 外力作用于振動系統，補償系統機械能的損耗，使系統持續地振動下去。
想一想：用什么辦法才能得到持續的振動呢？
一、振動中的能量損失
周期性的
1.驅動力： 作用于振動系統的外力叫做驅動力。
2.受迫振動：
3.受迫振動的特點：
二、受迫振動
周期性
系統在驅動力作用下的振動，叫做受迫振動。
受迫振動的頻率 驅動力的頻率，
=
與系統的固有頻率無關。
f固
1.定義：驅動力的頻率f 等于物體的固有頻率f0時，受迫振動的振幅最大， 這種現象叫做共振。
橫軸：表示驅動力的頻率
縱軸：表示受迫振動的振幅
2.共振曲線：
3.受迫振動的規律
f驅= f固 時，振幅有最大值；
f驅 與 f固差別越大時，振幅越小。
三、共振現象及應用
結論：驅動力的頻率等于振
動物體的固有頻率時，振幅最大；驅動力的頻率跟固有頻率相差越大，振幅越小。
觀察與思考：哪個擺球的振幅最大？
三、共振現象及應用
三、共振現象及應用
利用共振：
防止共振：
1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋在建成后的4個月就因風共振而倒塌。
三、共振現象及應用
應使驅動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率；
應使驅動力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好。
現象一：登山隊員在登山過程中不能大聲說話，為什么？
現象二：各國都規定大隊人馬過橋，要便步通過，為什么？
學以致用
三、共振現象及應用
1831年，一隊騎兵通過曼徹斯特附近的一座便橋時，由于馬蹄節奏整齊，橋梁發生共振而斷裂。
軍隊過橋便步走,火車過橋慢行
歷史事件
三、共振現象及應用
微波爐加熱原理：食物中水分子的振動頻率約為2500MHz。微波爐加熱食品時，爐內產生大致相同頻率的
電磁波，也稱為 “微波”。使
食物中的水分子做受迫振動，
發生共振，將電磁輻射能轉
化為內能，從而使食物的溫
度迅速升高。微波加熱是對物體內部的整體加熱，極大地提高了加熱效率。
生活物理
三、共振現象及應用
大千世界： 美國有一農場農婦，習慣于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃飯，可當她有一次吹笛時，居然發現樹上的毛毛蟲紛紛墜地而死，驚訝之余，她到自己的果園吹了幾個小時，一下子將果樹上的毛毛蟲收拾的一干二凈.這是怎么回事呢？大家能解釋嗎？
原因： 笛子發出的聲音引起毛毛蟲內臟發生劇烈共振而死亡.
三、共振現象及應用
阻尼振動
受迫振動
共振
振動系統在阻尼（摩擦或其他阻力）作用下的振幅逐漸減小的振動.
受迫振動的頻率總等于驅動力的頻率，與系統的固有頻率無關。
驅動力的頻率f 等于物體的固有頻率f0時，受迫振動的振幅最大，這種現象叫做共振。
【典例1】（2024·全國·高二專題練習）(多選）下列說法中正確的是（　　）
A．實際的自由振動必然是阻尼振動
B．阻尼振動的振幅越來越小
C．在外力作用下的振動是受迫振動
D．受迫振動穩定后的頻率與自身物理條件無關
【正確答案】ABD
【典例2】（2024·全國·高二專題練習）下列說法正確的是（　　）
A．洗衣機工作時機殼的振動頻率等于其固有頻率
B．為了防止橋梁發生共振而坍塌， 部隊要齊步通過橋梁
C．鼓手隨音樂敲擊鼓面時， 鼓面的振動是自由振動
D．較弱聲音可震碎玻璃杯， 是因為玻璃杯發生了共振
【正確答案】D
【典例3】（2024·浙江·高三階段練習）（多選）如圖所示，某兒童玩具由卡通人物、具有一定質量的彈簧和小球三部分組成，這三部分自上而下緊密連接在一起，手握卡通人物并保持靜止，將小球下拉一定距離后由靜止釋放（彈簧在彈性限度內），可以觀察到小球在上下振動過程中其振幅快速減小，依據上述現象，下列說法正確的是（　　）
A．小球在運動過程中動能一直在減小
B．小球和彈簧組成的系統機械能保持不變
C．小球向上運動時，小球的機械能可能減小
D．小球每次經過同一位置時，彈簧的機械能都相等
【正確答案】CD
【典例4】（2024·重慶八中高二階段練習）如圖所示是用來測量各種發動機轉速的轉速計原理圖。在同一鐵支架MN上焊有固有頻率依次為100Hz、90Hz、80Hz、70Hz的四個鋼片a、b、c、d，將M端與正在轉動的電動機接觸，發現b鋼片振幅很大，其余鋼片振幅很小。則（　　）
A．鋼片a的振動頻率約為100Hz
B．鋼片b的振動頻率約為90Hz
C．鋼片c的振動頻率約為80Hz
D．電動機的轉速約為90r/min
【正確答案】B
【典例5】（2024·全國·高二專題練習）如圖甲所示，豎直懸掛的彈簧振子下端裝有記錄筆，在豎直面內放置記錄紙。當振子上下自由振動時，振動頻率為10 Hz。現勻速轉動把手，給彈簧振子一周期性的驅動力，并以水平向左的速度v=2 m/s勻速拉動記錄紙，記錄筆在紙上留下記錄的痕跡，建立坐標系，測得的數據如圖乙所示，則彈簧振子振動的振幅為________，頻率為________，若將勻速轉動把手的周期改為0.1s，彈簧振子的振幅將________（填“變大”“變小”或“不變”）。
【答案】5cm 2Hz 增大
THANKS
“
”

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