高中物理 第十一章 机械振动 5 外力作用下的振动预习导航 新人教版选修3-41

外力作用下的振动预习导航1知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况。2知道做受迫振动物体的振动频率跟固有频率无关，而等于驱动力的频率。3知道共振以及发生共振的条件，知道共振的应用和防止的实例。军队里有明确的规定：凡行军过桥的部队，不准在桥上齐步走或正步走，而要便步走。1906年，俄国军队在通过彼得堡附近一座大桥时，由于齐步走而使大桥倒塌，造成了很大的伤亡。部队行军过桥时为什么要便步走？桥梁的共振提示：这是为了防止大桥发生共振，而使桥梁倒塌。当整齐步伐的频率跟大桥的固有频率相等时，会引起共振，可能使大桥损坏，造成人员伤亡。1固有频率简谐运动的物体受到的回复力，是振动系统内部的相互作用力。如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫做_，其振动频率称为_。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。阻尼振动的振幅不断_。振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得_。当阻尼很小时，就可以_，当作_来处理。3受迫振动系统在_的_作用下的振动叫做受迫振动。受迫振动_时，系统振动的频率等于_的频率，与系统的固有频率_。4共振条件是驱动力的频率_物体的固有频率。此时受迫振动的振幅最大。5共振曲线如图所示，共振曲线的横坐标为_，纵坐标为受迫振动物体的振幅。共振曲线直观地反映出驱动力的频率对受迫振动物体振幅的影响，由共振曲线可知，当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大。思考：用扁担挑水时，有时桶里的水会动荡得厉害，并从桶中溅出来，这是为什么？如何避免发生这一现象？答案：1固有振动固有频率2减小越快忽略简谐运动3周期性变化驱动力稳定驱动力无关4等于5驱动力的频率思考提示：挑水时，由于行走时肩膀的起伏，人通过扁担对水桶的作用，使水因受到周期性的驱动力而产生受迫振动，当驱动力频率接近或等于桶里水的固有频率时，水桶里的水就发生共振，所以水的动荡越来越厉害，直到溅出来。为了避免发生这种现象，就要使驱动力的频率和水桶里的水的固有频率相远离，解决的办法有改变行走的快慢或停止走动片刻，若在桶里放些漂浮物，增大阻尼，使振动系统克服阻力做功，消耗些能量，也可有效减小水的振动幅度。