阻尼振動(dòng)解析課件.ppt

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1、4阻尼振動(dòng)　受迫振動(dòng)一、固有振動(dòng)、阻尼振動(dòng)1.自由振動(dòng):系統(tǒng)_________,也不受任何阻力,只在自身_______作用下的振動(dòng),又叫作___________。2.固有頻率:_____振動(dòng)的頻率。3.阻尼:即阻力作用,通常包括_______或其他阻力。4.阻尼振動(dòng):振幅_________的振動(dòng)。不受外力回復(fù)力無阻尼振動(dòng)自由摩擦力逐漸減小【想一想】如圖為阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖線,阻尼振動(dòng)中,在振幅逐漸減小的過程中,振子的周期如何變化?為什么?提示:不變　周期與振幅無關(guān)。二、受迫振動(dòng)與共振1.驅(qū)動(dòng)力:作用于振動(dòng)系統(tǒng)的__

2、_____的外力。2.受迫振動(dòng):振動(dòng)系統(tǒng)在_______作用下的振動(dòng)。3.受迫振動(dòng)的頻率:做受迫振動(dòng)的頻率等于_______的頻率,與系統(tǒng)的固有頻率_____。周期性驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力無關(guān)4.共振:(1)條件:驅(qū)動(dòng)力頻率f_____振動(dòng)物體的固有頻率f0。(2)特征:共振時(shí)受迫振動(dòng)的_____最大。(3)共振曲線:如圖所示。等于振幅【判一判】(1)受迫振動(dòng)的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)?！?　　)(2)驅(qū)動(dòng)力頻率越大,振幅越大?！?　　)(3)共振只有害處沒有好處?！?　　)提示:(1)√。受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻

3、率。(2)×。驅(qū)動(dòng)力頻率越接近振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率,振幅越大。(3)×。生活中共振有時(shí)有益,有時(shí)有害,如共振篩是有益的。一、比較簡諧運(yùn)動(dòng)、阻尼振動(dòng)與受迫振動(dòng)思考探究:生活中會(huì)見到陣風(fēng)吹過樹枝,使樹枝左右搖擺,一會(huì)兒樹枝就會(huì)停下來,而蕩秋千的小朋友在一旁小朋友的不斷推動(dòng)下不停地?cái)[動(dòng)。(1)樹枝的運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)?(2)秋千的擺動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)?提示:(1)樹枝的運(yùn)動(dòng)是阻尼振動(dòng)。(2)秋千的擺動(dòng)是受迫振動(dòng)。【歸納總結(jié)】1.簡諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的模型,物體運(yùn)動(dòng)過程中的一切阻力都不考慮。2.阻尼振動(dòng)考慮阻力的影響,是更實(shí)際的一種

4、運(yùn)動(dòng)。3.受迫振動(dòng)是物體做阻尼振動(dòng)時(shí)受到周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)。4.三者對比列表如下:振動(dòng)類型比較項(xiàng)目簡諧運(yùn)動(dòng)阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)產(chǎn)生條件不受阻力作用受阻力作用受阻力和驅(qū)動(dòng)力作用頻　率固有頻率頻率不變驅(qū)動(dòng)力頻率振　幅不變減小大小變化不確定振動(dòng)類型比較項(xiàng)目簡諧運(yùn)動(dòng)阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)振動(dòng)圖像形狀不確定實(shí)　例彈簧振子振動(dòng),單擺做小角度擺動(dòng)敲鑼打鼓發(fā)出的聲音越來越弱揚(yáng)聲器紙盆振動(dòng)發(fā)聲、鐘擺的擺動(dòng)【特別提醒】(1)阻尼振動(dòng)的頻率:阻尼振動(dòng)中振幅雖逐漸減小,但振動(dòng)頻率不會(huì)變化,此頻率稱為固有頻率,由振動(dòng)系統(tǒng)決定。(2)阻尼振動(dòng)與

5、簡諧運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:實(shí)際的振動(dòng)都會(huì)受到阻力的作用,是阻尼振動(dòng)。當(dāng)阻力很小時(shí),可認(rèn)為是簡諧運(yùn)動(dòng)?！镜淅痉丁?2013·江蘇高考)如圖所示的裝置,彈簧振子的固有頻率是4Hz。現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手,給彈簧振子以周期性的驅(qū)動(dòng)力,測得彈簧振子振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的頻率為1Hz,則把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為　(　　)A.1Hz　B.3HzC.4HzD.5Hz【解題探究】(1)物體做受迫振動(dòng)時(shí),振動(dòng)頻率由什么來決定?提示:振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率。(2)如何計(jì)算驅(qū)動(dòng)力的頻率?提示:驅(qū)動(dòng)力的頻率等于把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率。【正確解答】選A。轉(zhuǎn)動(dòng)把手后,彈簧振子

6、開始做受迫振動(dòng),受迫振動(dòng)是按照外界驅(qū)動(dòng)力的頻率振動(dòng)的,既然振子穩(wěn)定后的振動(dòng)頻率為1Hz,則把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率即為1Hz?！具^關(guān)訓(xùn)練】1.(拓展延伸)【典例示范】中,(1)若測得彈簧振子振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的頻率為4Hz,則把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為多少?(2)把手轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為1Hz與把手轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為4Hz兩種情況下,哪種情況振子的振幅較大?【解析】(1)振子做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,故把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為4Hz。(2)由于當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率相等時(shí),受迫振動(dòng)振幅最大,故把手轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為4Hz時(shí),振子的振幅較大。答案:(1

7、)4Hz　(2)4Hz2.2015年4月25日14時(shí)11分,在尼泊爾發(fā)生8.1級地震,導(dǎo)致很多房屋坍塌,場景慘不忍睹,就此事件,下列說法正確的有　(　　)A.所有建筑物周期相同B.所有建筑物的振幅相同C.所有建筑物均做自由振動(dòng)D.所有建筑物振動(dòng)能量相同【解析】選A。地震時(shí),所有建筑物均做受迫振動(dòng);由于物體做受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后的振動(dòng)周期是由驅(qū)動(dòng)力的周期來決定的,而跟振動(dòng)物體本身的固有周期無關(guān),故周期都相同,故A正確,C錯(cuò)誤;發(fā)生共振的條件是驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體本身固有的頻率,發(fā)生共振的物體的振動(dòng)幅度最大,固有頻率不

8、同的物體的振動(dòng)幅度不同,故B錯(cuò)誤;振動(dòng)能量由振動(dòng)的幅度決定,不同建筑物的振幅不同,故不同建筑物振動(dòng)能量不同,故D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)(2015·聊城高二檢測)下列說法中正確的是　(　　)A.阻尼振動(dòng)是減幅振動(dòng)B.實(shí)際的振動(dòng)系統(tǒng)不可避免地要受到阻尼作用C.阻尼振動(dòng)的振幅逐漸減小,所以周期也逐漸減小D.阻尼過大時(shí),系統(tǒng)將不能發(fā)生振動(dòng)【解析】選A、B、D。阻尼振動(dòng)即振