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高中物理受迫振动:频率由谁决定?共振条件是什么

2026-04-02 16:58:20综合与其它0

高中物理受迫振动MP2物理好资源网(原物理ok网)

按要求单击此处编辑那种有着母版标题样式的内容,再单击此处编辑那种有着母版文本样式的东西,包括第二级、第三级、第四级、第五级、#,其中第四节是阻尼振动受迫振动,采用先学后教的方式,阅读第4節P13 - 16,先是问什么是阻尼振动,什么是自由振动,什么是固有频率,什么关乎驱动力,什么为受迫振动,什么是共振动,接着问受迫振动的频率等于怎样的数值,再提问发生共振的条件是什么,最后问当f驱与固存在特定关系时,物体做受迫振动的哪方面最大。一方面,存在固有周期和固有频率,另一方面是固有振动,即振动系统在自身结构影响下的振动,其中固有周期指由自身结构所决定的周期,用 T0 表示,固有频率指由自身结构所决定的频率,用 f0 表示,物体的振动周期与频率是由振动物体本身性质决定的,并且与振幅无关。又如:弹簧振子;单摆。1、阻尼振动:是振动系统在阻尼(摩擦或其他阻力)作用下,其振幅逐渐减小的振动方式。2、阻尼振动的图像呈现出特定形态。3、振动系统所受阻尼越大,振幅减小速度就越快。当阻尼过大时,系统将无法发生振动。4、实际进行的振动必定是阻尼振动。二、阻尼振动及其图象:思考:借助周期性的外力作用于振动系统,经由外力对系统做正功,以此补偿系统机械能的损耗,从而让系统能够持续地进行振动。请问,要通过怎么样的方式,才能够让受到阻力作用的处于振动状态的物体,其振幅保持不变,并且能够持续不断地振动下去呢?这个,三、是受迫振动,其一、驱动力(也被叫做策动力),它指的是维持受迫振动的周期性外力,其二、受迫振动,是物体在外界驱动力作用下所产生的振动,这里有个思考问题,物体做受迫振动时,振动稳定后的频率是关联着什么呢?物体做受迫振动时,振动稳定后的频率等同于驱动力的频率,和物体的固有频率没有关系,其三、受迫振动的频率,此频率与物体的固有频率无关,然而要是驱动力的频率靠近或者等于物体的固有频率之时,振动物体的振幅将会达到最大,所以呢,对于受迫振动的振幅A,它和驱动力的f以及振动物体的固有频率之间的关系相关,它们之间的这种关联能够用图象来呈现,这个图象就叫共振曲线(如下页图),接着是四、共振,定义是驱动力的频率f等于物体的固有频率f0时,受迫振动的振幅最大,这种状况被称作共振。哦那个,固、那3、受迫振动的规律,当f驱=f固的时候,此刻振幅有所谓最大值的情况,而f驱和f固之间差值越大之际,振幅会越小的状况高中物理受迫振动,横轴嘛那可是表示驱动力的频率情况,纵轴呢则是呈现受迫振动的振幅方面内容的体现,2、共振曲线方面的情况,4、声间这方面的共振现象,共鸣吧说到了,共鸣箱子,共鸣箱子这儿,共振筛的原理展现示意图方面噢就是这样,生活当中的共振现象这块,龙洗盆,1831年起步网校,有一个这样的情况的,一队骑兵经过曼城附近那么一座便大桥的时候,因为马蹄那节奏是很整齐的,所以桥梁就发生共振然后断裂。生活里存在着共振现象,军队过桥时要便步走,火车过桥时需慢行,共振现象是有危害的,在1940年11月7日的美国,有一座全长860米的悬索桥,在建成后的4个月就因为风共振而坍塌,唐朝时期洛阳某寺里,有一僧人房中挂着一件乐器,这件乐器经常会莫名其妙地自动发出声响,僧人因为这事惊恐致病,四处寻求治疗都没有效果,他有一个在朝中管音乐的朋友,听闻消息后特意去看望他,这时候正好寺里敲响钟声,那件乐器又跟着响起来了。是这样的,朋友讲:你所患病症我能够使其恢复,原因在于我已查找到你病症的根源所在。随后瞧见朋友寻来一把铁锉,于那乐器之上锉磨了几下,紧接着那乐器就再也不会自行发出声响了。生活里有种共振现象,在美国有一位农场农妇,她向来习惯以吹笛的方式去招呼丈夫回家吃饭,当有一回她吹奏笛子的时候,竟然发觉树上的毛毛虫纷纷掉落地面而亡,处于惊讶当中的她,跑到自家果园吹奏了几个小时,一下子就把果树上的毛毛虫清理得干干净净,深入探究其缘由,依然是那笛子发出的声音致使毛毛虫内脏发生剧烈共振从而死亡了。在生活里头存在着共振现象,其所有的应用方向以及防止措施,还有微波炉加热的原理,食物当中水分子的振动频率大约是这样,与之会有大致相同频率的电磁波就被称作“微波”。当微波炉对食品进行加热的时候,炉里头会产生很强的振荡电磁场,进而让食物里的水分子产生受迫振动,出现共振情形,把电磁辐射能转变为内能,这样一来食物的温度就快速升高。微波加热是针对物体内部进行整体形状的加热方式,这极大程度地提升了加热效率。,受迫振动的实例有:,人走过跳板时,跳板会发生振动,机器运转时,机器底座会发生振动,听到声音时,耳膜会产生振动,电磁打点计时器里,振针会进行振动,轮船航行时,需依据波浪撞击方向变化速度和大小,洗衣机将衣服脱水完毕切断电源后,因惯性电动机仍会转动一会儿才停下,在此过程中,洗衣机振动剧烈程度会有变化,其中有一段时间最为剧烈,试对这一现象展开分析。五、关于共振的防止以及应用,其一为防止情况,要让驱动力的频率跟物体的固有频率不一样,并且两者相差得越大越好。其二是应用情况,需使驱动力的频率去接近或者等于振动物体自身的固有频率。小结部分,首先是受迫振动,指物体在外界驱动力作用之下所进行的振动,当物体做受迫振动时,在振动稳定之后其频率等于驱动力的频率,跟物体自身的固有频率没有关系。其次是共振,即当驱动力的频率靠近物体的固有频率时,受迫振动的振幅出现增大的那种现象。阻尼振动,是振幅也就是能量逐渐减小的那种振动,A、利用共振时,要让驱动力的频率f接近或者等于振动物体的固有频率f0,B、防止共振时,需让驱动力的频率f与物体的固有频率f0不同,还要相差越大越好,1. 如图所示,这是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。于同一个铁支架之上,在NM这个位置,焊接有分别具有固有频率依次是80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四个钢片,它们分别是a、b、c、d。把M端跟正在进行转动的电动机相接触,结果发现b钢片的振幅是最大的,那么电动机的转速是多少_r/min,那对于a、b、c、d而言此时它们的振动频率又是什么。课堂练习,有个提到3600、60Hz的内容,还有这样一道题,如图所示演示装置,一根张紧的水平绳上挂着四个单摆,让b摆摆动,其余各摆也摆动起来,然后问可以发现什么,选项A说各摆摆动的周期均与b摆相同,选项B称a摆摆动周期最短,选项C讲c摆摆动周期最长,选项D说c摆振幅最大,答案是A。课堂练习还有一题,A、B两个弹簧振子,A固有频率为f,B固有频率为4f,若它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动,问会怎样,选项A表示振子A的振幅较大高中物理受迫振动,振动频率为f,选项B称振子B的振幅较大,振动频率为3f,选项C讲振子A的振幅较大,振动频率为3f,选项D表示振子B的振幅较大,振动频率为4f,答案是B。课堂练习还有一题,如图所示是一个单摆的共振曲线,要求求单摆的摆长L,g取9.8m/s²,还问若摆长减小,共振曲线的峰将怎样移动?那么请问,为何会这样呢?关于课堂练习,有这样一道题,题目序号为5。汽车的车身是装在弹簧上的,倘若这个系统的固有周期,是设定为1.5秒的话,汽车是处在一条起伏不平的道路上行驶,此道路上所有凸起之处彼此间隔距离大约都是8米,那么汽车究竟是以怎样的速度行进时,车身上下颠簸的情况才会最为剧烈呢?假设有车速,其为v ,当每一次经过一个凸起物的时候,就会引发车身出现振动的情况,要是汽车经过相邻凸起时的时间间隔恰好等同于车身体系的固有周期,该固有周期为T ,其数值是1.5s ,在这种状况下,由凸起施与车的驱动力,也就是冲击力的频率等于固有频率,此时车会达到共振状态,进而颠簸得最为剧烈。将其分析解答如下,相关情况如下,首先是,如图所示的情况,在曲轴A那里呈现出悬挂一个弹簧振子的状态,要是不转动把手B,而是采用手向下拉振子小球m的方式,随后将手放开,令小球进行上下自由振动,经测量得出弹簧振子做30次全振动所运用的时间是15s;要是运用匀速转动把手的方式,同样能够让弹簧振子进行上下振动。若使把手以转速n为30r/min匀速转动,当弹簧振子的振动达到稳定状态后,它的振动周期是_s;若要让弹簧振子的振幅达到最大取值,那么把手的转速应为_r/min。接着涉及重力方面以及M对m具备的支持力的合力,呈现出mg的情况。,7,、,如所图示,有一质量为,m,的物块放置于水平木板之上,该木板与竖直弹簧相连接,此弹簧的另一端固定于水平面上,如今让,m,跟随,M,一同做简谐运动,并且始终不会分离,那么物块,m,做简谐运动的回复力是由其提供的,当振动速度达到最大的时候,,m,对,M,的压力为。练习:如图呈现的东西,为单摆在两次受迫振动当中的共振曲线,那么接下来则有这样的说法是正确的,是什么内容,就在选项里,a选项是这样说的,若两次受迫振动分别是在月球上以及地球上进行的,并且这俩摆长是相同的,那么图线就用来表示月球上单摆的共振曲线。b选项开始,若两次受迫振动是在地球上同一个地点来进行的,那么两次摆长之比例是多少,l1比l2等于25比4。c选项,图线要是在地球表面上完成的,那么这个摆的摆长大概是1米。d选项,若摆长都是1米,那么图线就是在地球表面上完成的。思路点拨:受迫振动的频率和固有频率没啥关系,然而当驱动力的频率跟物体固有频率相等的时候,受迫振动的振幅是最大的,所以,能够依据物体做受迫振动的共振曲线判断出物体的固有频率。解题过程:图线里振幅最大的那个地方对应的频率应该和做受迫振动单摆的固有频率是相等的,从图线上能够看出来,两个摆的固有频率,f1等于0.2赫兹,f2等于0.5赫兹。当两个摆分别在月球和地球上做受迫振动而且摆长相等的时候,依据公式f等于某个式子,图线表示月球上单摆的共振曲线,所以a选项是正确的;若在地球上同一地点,b选项正确,d选项错误。本题答案选择a、b、c。小结:(1)本题涉及到的知识点是:共振、共振曲线、驱动力频率、固有频率、单摆周期,也就是频率公式。(2)本题解题的关键在于:理解共振曲线的物理意义,清楚当驱动力频率等于固有频率时物体振幅最大,明白影响固有频率的因素,掌握单摆的周期,也就是频率公式,清楚月球、地球表面重力加速度的大小关系。MP2物理好资源网(原物理ok网)