11.5外力作用下的振动

件 • 难点： • 1.物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有
频率的关系，与驱动力大小无关. 2.当f驱＝ｆ固
时，物体做受迫振动的振幅最大。
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预课对、习堂点对导讲练学共义习振的理解
理梳巩解理固·深识应化记用·探点反究拨馈
1.定义
物体做受迫振动时，当驱动力的频率等于
系统的固有频率时，振动的振幅最大，这
种现象叫共振.
2.发生共振的条件
图2
f驱＝f固，即驱动力的频率等于振动系统的固有频率.
3.共振曲线(如图2所示)
第5讲 外力作用下的振动
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2.阻尼振动 当振动系统受到阻力的作用时，我们说振动受到了 阻尼 ， 系统克服阻尼的作用要做功，消耗机械能，因而 振幅 减小， 最后停下来.这种振幅逐渐减小的振动，叫做阻尼振动.
第5讲 外力作用下的振动
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部队过桥应便步走.
说明：共振是物体做受迫振动时的一种特殊现象.
第5讲 外力作用下的振动
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例预课对3习堂点导讲练如学义习图3所示，在一根张紧的水平绳上悬挂理梳巩五解理固个·深识应摆化记用，·探点反其究拨馈中
A、E的摆长为l，B的摆长为0.5l，C的摆长为1.5l，D的摆长
为2l，先使A振动起来，其他各摆随后也振动起来，则摆球振
第5讲 外力作用下的振动
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三、共振
1.受迫振动的频率：不管系统的固有频率如何，它做受迫振 动的频率总等于周期性 驱动力的频率，与系统的__固__有__频__率__
无关. 2.共振：驱动力频率f 等于系统的固有频率f0时，受迫振动的 振幅 最大，这种现象叫做共振.
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11.5 外力作用下的振动设计人：祝登峰学习目标（1）知道阻尼振动和无阻尼振动，并能从能量的观点给予说明。

（2）知道受迫振动的概念。

知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关。

（3）理解共振的概念，知道常见的共振的应用和危害。

学习重点受迫振动，共振。

学习难点受迫振动，共振。

学习过程自主学习电铃响的时候，铃锤做的是等幅振动。

电磁打点计时器工作时，打点针做的是等幅振动。

挂钟的摆做的是等幅振动。

……它们的共同特点是，工作时振动物体不断地受到周期性变化外力的作用，这样的振动我们称之为受迫振动。

一、受迫振动1．定义：实际中的振动都是，由于摩擦和介质阻力做功，系统的机械能转化为了内能等其他形式的能，机械能总量逐渐减少，如果没有能量补充，最终振动要停下来。

为使振动持续下去，必须对系统施加的外力，这种力叫驱动力，也是以力的作用效果命名的力。

物体在外界驱动力作用下的振动就成为了振动。

2．特点：受迫振动的频率不等于系统时的频率，实验表明，物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于的频率。

二、共振1．定义：共振是一种特殊的受迫振动，当驱动力的频率跟物体的固有频率时，受迫振动的最大，这种现象叫做共振。

声音的共振现象叫做。

2．共振曲线：受迫振动的振幅A与驱动力的频率f的关系——共振曲线（如图1所示）f固表示振动物体的固有频率，当f= f固时振动最大。

三、共振的防止和利用图11．利用共振：使驱动力的频率接近，直至 振动系统的固有频率。

2．防止共振：使驱动力的频率 振动系统的固有频率。

合作学习1．如图2所示。

曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。

开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz.现匀速转动摇把，转速为240r/min 。

（1）当振子稳定振动时，它的振动周期是多大？（2）转速多大时，弹簧振子的振幅最大？2．铁道上每根钢轨长12.6m ，若支持车厢的弹簧和车厢组成的系统周期为0.6s ，那么列车的速度为多大时，车厢振动得最厉害？3．如图3所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有 a 、b 、c 、d 、e 五个单摆，让a 摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。

《外力作用下的振动》知识清单一、什么是外力作用下的振动在物理学中，外力作用下的振动是指一个物体在受到外部力量的持续作用下所产生的振动现象。

这种振动与物体自身的固有振动特性以及外力的性质和大小密切相关。

想象一下，一个秋千，如果没有人推动，它会在空气阻力的作用下逐渐停止摆动。

但如果有人不断地给予它推力，秋千就会持续地摆动，这就是外力作用下的振动。

二、外力作用下振动的特点1、周期性外力作用下的振动通常具有周期性，即振动的状态会在一定的时间间隔内重复出现。

例如，一个被周期性外力驱动的弹簧振子，其位移、速度和加速度等物理量都会按照一定的周期变化。

2、与外力的关系振动的幅度和频率往往取决于外力的大小和频率。

当外力的频率与物体的固有频率接近时，会出现共振现象，此时振动的幅度会显著增大。

3、能量输入外力持续为振动系统提供能量，以克服系统内部的阻尼和能量损耗，从而维持振动的持续进行。

三、常见的外力作用下振动的例子1、机械振动比如发动机中的活塞运动，它是在燃气压力的周期性外力作用下进行的。

2、电磁振动扬声器中的音圈在交变电流产生的磁场作用下振动，从而发出声音。

3、声学振动管乐器中的空气柱在吹奏者吹气产生的外力作用下振动，发出特定的音调。

四、共振现象共振是外力作用下振动中一个非常重要的概念。

当外力的频率等于物体的固有频率时，物体的振动幅度会达到最大。

例如，部队在过桥时，如果步伐的频率与桥的固有频率接近，可能会导致桥的共振，从而使桥发生严重的损坏甚至坍塌。

在实际生活中，我们可以利用共振现象，比如收音机调谐选台就是通过调节电路的固有频率来与接收的无线电波频率共振，从而实现清晰接收特定电台的信号。

但共振也可能带来危害，比如在地震中，建筑物的固有频率如果与地震波的频率接近，就容易遭到严重破坏。

五、阻尼振动在现实世界中，几乎所有的振动都会受到阻尼的影响。

阻尼是指振动系统在运动过程中由于各种阻力而导致能量逐渐损耗，振动幅度逐渐减小的现象。