鲁科版高中物理选择性必修第一册第2章机械振动2.5生活中的振动课件（共19张PPT）

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知
识
回
顾
1、弹簧振子、小角度摆动的单摆所做的运动是简谐运动。
2、简谐振运动是一种理想状态下的运动，忽略了阻力的影响，整个运动过程机械能守恒。
3、振动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。
一、阻尼振动
在实际振动过程中，由于存在阻力，振动物体需不断克服阻力做功，系统的机械能不断减小，导致振幅不断减小，直至停止振动。
一个振动系统如果只受回复力作用下振动，这种振动称自由振动。
一、阻尼振动
01
定义
物理学中，把振幅不断减小的振动称为阻尼振动
02
阻尼振动的图像
阻尼振动的振幅不断减小，但同期（频率）并不发生变化。
一、阻尼振动
03
阻尼振动的利用与克服
在生产生活中，如果想让物体尽快停止振动，需增大阻力。
汽车在凹凸不平的路面行驶时会发生剧烈振动，通过减震器（ 图 2-26 ) 增大阻力，可使振动很快停止。
利用：
仪表的指针在指示测量结果时常左右摆动，很难准确读数。可让指针摆动时受到适当的阻力，使之迅速停下来，以便于读数。
电磁阻尼器
一、阻尼振动
03
阻尼振动的利用与克服
克服：
有时我们希望物体在某一段时间内的运动接近简谐运动，则应减小阻力。
如：钟表一段时间就要对其进行冲洗，并在轴承中加润滑油，以减小阻力，让其更接近于简谐运动。
二、受迫振动
在实际生活中，阻力总是客观存在的。只能设法减小面而不能消除。所以实际生活中的自由振动一定是阻尼振动，最终都会机械能耗尽而停止振动。
想一想：用什么办法才能得到持续的振动呢？
为了获得稳定的振动，通常需要施加周期性的外力。
二、受迫振动
01
驱动力
周期性的外力称为驱动力。也称策动力，强迫力。
02
受迫振动
在周期性外力作用下而产生的振动称为受迫振动。
如：电磁打点计时器的振片，在永久磁铁的周期性外力作用下才会持续上下振动。
影响受迫振动周期的因素
安装好实验装置（图2-27).匀速转动摇把，摇把对弹簧振子施加周期性的驱动力，使振子做受迫振动，驱动力的周期与摇把转动的周期相同。
先让弹簧振子做自由振动，测量它的固有周期。然后转动摇把，记录摇把转动的周期。待弹簧振子振动稳定后，再记录弹簧振子做受迫振动的周期。改变摇把的转速，重复上述实验步骤。将弹簧振子做受迫振动的周期与弹簧振子的固有周期、摇把转动的周期进行比较，找出弹簧振子做受迫振动的周期变化规律。
物体做受迫振动时，振动稳定后的周期或频率与驱动力的周期或频率相同，与物体本身的固有周期（或固有频率）无关。
结论：
三、共振
在上述实验中， 当摇把转动的周期越接近弹簧振子的固有周期时，有什么现象？
弹簧振子做受迫振动的振幅越大。
发现：
物体做受迫振动时， 驱动力的周期会对振幅产生怎样的影响？
讨论：
三、共振
物体做受迫振动时， 驱动力的周期（或频率）与物体的固有周期(或固有频率）相差越小， 受迫振动的振幅就越大。 当驱动力的周期（或频率）与物体的固有周期（或固有频率）相等时，受迫振动的振幅达到最大， 这种现象称为共振 。
01
定义
02
关系图
三、共振
03
生活中的共振现象
“鱼洗”
飚高音震碎玻璃杯
塔科马海峡大桥的垮塌
三、共振
04
共振的应用与防止
（1）应用
路面共振破碎机是一种路面破碎机械， 用于旧水泥路面的破碎 。
是通过调节振动锤头的振动频率， 使其等于或接近水泥路面的固有频率，从而使锤头下的水泥路面因局部范围产生共振而被击碎。这种路面共振破碎机具有破碎效率高、 破碎深度大等特点。
原理：
三、共振
04
共振的应用与防止
（1）应用
把某一频率的音叉插在一端开口的共鸣箱上，当敲击音叉使它振动时， 箱内的空气柱能产生共振，发岀较响的声音， 这种现象称为共鸣。共鸣是一种声共振现象。
共鸣箱
增大音量
三、共振
04
共振的应用与防止
（2）共振的防止
轮船航行时，常会受到周期性的海浪冲击而摆动，如果海浪冲击力的频率与轮船的固有频率相同，就会发生共振，轮船可能会剧烈摇摆甚至倾覆。
通过改变轮船的航向和速率，使海浪冲击力的频率与轮船的固有频率相差很大，以此防止共振发生。
防止：
三、共振
04
共振的应用与防止
（2）共振的防止
集体列队经过桥梁时要便步走，以防对桥梁形成的周期性驱动力使桥梁发生共振。
防止：
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。
三、共振
03
共振的应用与防止
（2）共振的防止
人体各个部位的固有频率不同，如大脑的固有频率为 8-12 Hz, 人的内脏器官的固有频率为 4-8 Hz 人们在生产生活中接触的各种外界振动源，很容易引起人体器官的共振，对人体造成伤害。因此，接近振动源时，应该设法防止共振对身体造成不良影响。
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。