简谐运动的能量阻尼振动受迫振动共振

简谐运动的能量阻尼振动受迫振动共振 主讲：张志艳

简谐运动的能量 • 1、分析弹簧振子振动过程中的能量转化。2、简谐运动的能量特征：只有动能和势能的相互转化，机械能守恒。 • 注意：振动系统的机械能跟振幅有关，同一振动系统振幅大的能量大。

阻尼振动 • 振幅逐渐减小的振动。

受迫振动 • 1、定义：物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动，周期性外力叫驱动力。 • 2、受迫振动实验（如图）。 • 3、受迫振动的频率：物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关。

共振 • 摆球共振实验

共振 • 什么是共振：驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动振幅增大，这种现象叫共振。 • 注意：受迫振动的振幅随驱动力频率变化而变化（如图）

共振 • 声音的共振现象——共鸣

共振现象的应用和防止 • 应用（依据共振原理工作） • 1. 转速计 • 2. 共振筛 • 3. 乐器的音箱

共振现象的应用和防止 • 防止 • 1. 火车、部队过桥（防止办法：火车减速慢行，部队便步走） • 2. 轮船航行（防止办法：改变航向和航速） • 3. 机器运转时（防止办法：调整机器转速或使受迫振动物体的固有频率不在机器转动频率范围内）

共振现象的应用和防止 • 应用和防止的一般原则：需要利用共振时，应使驱动力的频率接近或等与振动物体的固有频率；需要防止共振时，应使驱动力的频率与固有频率相差越多越好。

例题分析 • 如图所示是一单摆的共振曲线。 • a. 试估算此单摆的摆长 • b. 若摆长增大，共振曲线的峰值将向哪移？

例题分析 • 解析：由图中可以看出最大振幅对应的驱动力的频率f＝0.30Hz，由共振条件可知f固＝f=0.30 Hz,再由单摆的周期公式算出摆长； • 由单摆周期公式 T=2π√L/g，摆长越长，周期越大，频率越小，所以峰值左移。

再见

简谐运动的能量 阻尼振动 受迫振动 共振