搜索
第十一章机械振动第五节外力作用下的振动固有周期和固有频率振动系统不受外力作用的振动固有振动：固有周期：固有振动的周期固有频率：固有振动的频率一、阻尼振动振动物体不受任何阻力的影响，只在回复力作用下所作的振动，称为无阻尼自由振动。阻尼：消耗振动系统能量的原因。阻尼振动：振幅逐渐减小的振动阻尼振动2、阻尼振动的图像二、受迫振动系统在周期性外力作用下所进行的振动叫受迫振动.(如扬声器中纸盆的振动、机器运转时引起基座的振动)当受迫振动达到稳定后，振动的振幅保持稳定不变.受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。受迫振动振子在作受迫振动时，当周期性外力的频率与振子的固有频率接近时，振子振幅显著增加,在某一频率时,振幅达到最大，这一现象称为共振.达到共振时的频率叫共振频率.当阻尼趋于零时，共振频率等于系统的固有频率.三、共振共振现象在实际中的应用：乐器、收音机、……单摆1作垂直于纸面的简谐运动时,单摆5将作相同周期的简谐运动，其他单摆基本不动.共振演示实验236145共振演示实验2、共鸣共鸣箱共鸣箱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。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。唐朝时候，洛阳某寺一僧人房中挂着的一件乐器，经常莫名其妙地自动鸣响，僧人因此惊恐成疾，四处求治无效。他有一个朋友是朝中管音乐的官员，闻讯特去看望他。这时正好听见寺里敲钟声，那件乐器又随之作响。于是朋友说：你的病我可以治好，因为我找到你的病根了。只见朋友找到一把铁锉，在乐器上锉磨几下，乐器便再也不会自动作响了。1831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座便桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断裂。军队过桥便步走,火车过桥慢行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.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A课堂练习例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的驱动力作用下做受迫振动时，则（）A、甲的振幅较大，振动频率为fB、乙的振幅较大，振动频率为4fC、甲的振幅较大，振动频率为2fD、乙的振幅较大，振动频率为2fC•部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登高山时，不许高声叫碱，主要原因是()•A．减轻对桥的压力，避免产生回声•B．减少对桥、雪山的冲量•C．避免使桥发生共振和使雪山发生共振•D．使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少•洗衣机在把衣服脱水完毕拔掉电源后，电动机还要转动一会才能停下来，在拔掉电源后，发现洗衣机先振动得比较小，然后有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减小直至停下来，其间振动剧烈的原因是()•A．洗衣机没放平衡•B．电动机有一阵子转快了•C．电动机转动的频率和洗衣机的固有频率相近或相等•D．这只是一种偶然现象再见