
1.知道阻尼振動(dòng)和自由振動(dòng),并能從能量的觀點(diǎn)給予說(shuō)明。2.知道受迫振動(dòng)的概念。知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,而跟振動(dòng)物體的固有頻率無(wú)關(guān)。3.理解共振的概念,知道常見(jiàn)的共振的應(yīng)用和危害。
掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振幅的物理意義。?
“洗”是古代盥洗用的臉盆,多用青銅鑄成,現(xiàn)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(huì)發(fā)出嗡嗡聲,到一定節(jié)奏時(shí)還會(huì)濺起層層水花。這是為什么?
1.定義:振幅逐漸減小的振動(dòng)。2.產(chǎn)生的原因:振動(dòng)系統(tǒng)克服阻力做功,系統(tǒng)的機(jī)械能不斷減小,振幅也不斷減小。如圖所示,振幅逐漸減小,最后停止振動(dòng)。
3、振動(dòng)系統(tǒng)受到的阻尼越大,振幅減小得越快,阻尼過(guò)大時(shí),系統(tǒng)將不能發(fā)生振動(dòng)。4、實(shí)際的振動(dòng)一定是阻尼振動(dòng)
阻尼振動(dòng)的振幅是逐漸減小的,但是它的頻率是不發(fā)生變化的,頻率與振幅是無(wú)關(guān)的。在實(shí)際問(wèn)題中,阻尼振動(dòng)若在一段不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)振幅沒(méi)有明顯的減小,可認(rèn)為是等幅振動(dòng).
5.自由振動(dòng)和阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖像.
系統(tǒng)不受外力作用,也不受任何阻力,只在自身回復(fù)力作用下的振動(dòng),稱為自由振動(dòng),又叫做無(wú)阻尼振動(dòng).
6.阻尼振動(dòng)和無(wú)阻尼振動(dòng)的比較
用什么方法才能得到持續(xù)的振動(dòng)呢?
請(qǐng)舉出你所知道的受迫振動(dòng)的例子
①跳板在人走過(guò)時(shí)發(fā)生的振動(dòng)②機(jī)器底座在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的振動(dòng)③聽(tīng)到聲音時(shí)耳膜的振動(dòng)④電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針?biāo)龅恼駝?dòng)受迫振動(dòng)的頻率跟什么有關(guān)呢?
1.定義:物體在外力作用下的產(chǎn)生的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng).2.受迫振動(dòng)的特點(diǎn):可以明顯地觀察到物體做受迫振動(dòng)時(shí),振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,而跟物體自身的固有頻率無(wú)關(guān).3.驅(qū)動(dòng)力:使系統(tǒng)持續(xù)振動(dòng)下去的周期性外力。4.固有頻率:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體受到的回復(fù)力是振動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力.如果振動(dòng)系統(tǒng)不受外力的作用,此時(shí)系統(tǒng)的振動(dòng)叫做固有振動(dòng),其振動(dòng)頻率稱為固有頻率.
受迫振動(dòng)中,驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)物體的固有頻率時(shí),振幅最大;驅(qū)動(dòng)力的頻率跟固有頻率相差越大,振幅越小。共振 :當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率)與物體的固有周期(或固有頻率)相等時(shí),受迫振動(dòng)的振幅達(dá)到最大,這種現(xiàn)象叫做共振1.條件——驅(qū)動(dòng)力頻率等于物體的固有頻率2.特征——受迫振動(dòng)振幅最大
(1)橫軸:表示驅(qū)動(dòng)力的頻率(2)縱軸:表示受迫振動(dòng)的振幅
3.自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的比較
四、共振的應(yīng)用與防止
①測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)②共振篩
2.共振的應(yīng)用方法:在應(yīng)用共振時(shí),使驅(qū)動(dòng)力頻率接近或等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率,振動(dòng)將更劇烈。
2.共振的防止(1)共振的危害:輪船航行時(shí),因受到周期性的海浪沖擊,可能發(fā)生共振而劇烈搖擺甚至傾覆;集體列隊(duì)過(guò)橋梁時(shí),因齊步走導(dǎo)致橋梁共振倒塌;(2)防止方法:在防止共振時(shí),驅(qū)動(dòng)力頻率與系統(tǒng)的固有頻率相差越大越好。
1、(單選)如圖所示為單擺做阻尼振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖線,下列說(shuō)法正確的是( )A.?dāng)[球在A時(shí)刻的動(dòng)能等于在B時(shí)刻的動(dòng)能B.?dāng)[球在A時(shí)刻的勢(shì)能等于在B時(shí)刻的勢(shì)能C.?dāng)[球在A時(shí)刻的機(jī)械能等于在B時(shí)刻的機(jī)械能D.?dāng)[球在后一時(shí)刻的動(dòng)能總比前一時(shí)刻的動(dòng)能小
【解析】由于單擺在阻尼振動(dòng)中,要不斷地克服阻力做功,所以系統(tǒng)的機(jī)械能不斷減少,即后一時(shí)刻的機(jī)械能一定小于前一時(shí)刻的機(jī)械能,C項(xiàng)錯(cuò)誤;A、B兩時(shí)刻由于單擺離開(kāi)平衡位置的距離(或所處的高度)相同,所以勢(shì)能相同,而總機(jī)械能在B時(shí)刻較小,所以在B時(shí)刻的動(dòng)能比A時(shí)刻的動(dòng)能小,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;阻尼振動(dòng)中,在擺球向平衡位置運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,速度變大,動(dòng)能所以是逐漸變大的,故D項(xiàng)錯(cuò)誤.
2、如圖所示,曲軸上懸掛一彈簧振子,轉(zhuǎn)動(dòng)搖把,曲軸可以帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng).開(kāi)始時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)搖把,而讓振子自由上下振動(dòng),測(cè)得其頻率為2 Hz,然后勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把,轉(zhuǎn)速為240 r/min,當(dāng)振子振動(dòng)穩(wěn)定時(shí),它振動(dòng)的周期為( )A.0.5 s B.0.25 s C.2 s D.4 s
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