1、 1、回复力：F=-kx 2、图像：正弦或余弦图像 3、运动特点：只有重力或弹力做功，机械能守恒，能量没有损失，所以振幅保持恒定不变，且永不停息地振动下去。（振幅跟能量有关，振幅越大，振动的能量越大）1050-5-10t/sx/cm1 2 3 4 5 6 生活现象（演示）：弹簧振子、单摆、秋千等。原因：实际的振动过程总是存在阻力，机械能不断减少，所以振幅不断减小，直到振动停止。问题1：但实际生活中，振幅是不是都保持不变？1、定义：振幅不断减小的振动振幅不断减小的振动 叫做叫做阻尼振动。阻尼振动。2、图像3、说明：实际的自由振动一定是阻尼振动。但在一小段时间内，振幅减小不明显，就可以近似看成为简
2、谐运动。所以，简谐运动是一种理想化的振动。生活现象（演示）：弹簧（抖）、荡秋千（推）。给物体施加一个周期性的外力。1、驱动力：这种周期性的外力叫做驱动力。2、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动叫做受迫振动。3、实例：音箱的膜振动（电流），机器振动（动力）等。1、实验：实验1。2、实验结论：振动稳定后，物体振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。f实=f驱 换句话说：物体做受迫振动的周期等于驱动力的周期，与物体的固有周期无关。对比：自由振动：f实=f固 受迫振动：f实=f驱f固：物体的固有频率。即物体在自由状态下的振动频率，与振幅大小无关。不管振幅多大，它都等于固有频率。f驱：驱动力
3、的频率。无外力受固有频率控制有外力受驱动频率控制不受固有频率控制 1、实验：课本迷你实验 2、实验现象：与驱动摆摆长相同的单摆振幅最大。3、解释：摆长相同，单摆的周期相同，频率相同，即驱动摆的驱动频率与此单摆的固有频率相同。4、结论：当f驱=f固 时，受迫振动振幅最大。这种现象，叫做共振.f固固 A受迫振动的振幅受迫振动的振幅f 驱驱驱动力的频率驱动力的频率2、共振条件f驱=f固，共振是受迫振动的特共振是受迫振动的特例例说明：1、当f驱与f固越接近，振幅越大；越远离，振幅越小。4、声音的共振现象共鸣共鸣箱共鸣箱共鸣箱共鸣箱共振筛的原理示意图共振筛的原理示意图生活中的共振现象生活中的共振现象龙龙
4、洗洗盆盆18311831年，一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座便年，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，桥梁发生共振而断桥时，由于马蹄节奏整齐，桥梁发生共振而断裂。裂。生活中的共振现象生活中的共振现象军队过桥便步走军队过桥便步走,火车过桥慢行火车过桥慢行 共振现象的危害共振现象的危害19401940 年年1111月月7 7日美国日美国的全长的全长860860米的米的TocamaTocama 悬索桥因悬索桥因而坍塌而坍塌 唐朝时候洛阳某寺一僧人房中挂着的一件乐唐朝时候洛阳某寺一僧人房中挂着的一件乐器，经常莫名其妙地自动鸣响，僧人因此惊恐器，经常莫名其妙地自动鸣响，僧人因此惊恐成疾
5、，四处求治无效。他有一个朋友是朝中管成疾，四处求治无效。他有一个朋友是朝中管音乐的官员，闻讯特去看望他。这时正好听见音乐的官员，闻讯特去看望他。这时正好听见寺里敲钟声，那件乐器又随之作响。于是朋友寺里敲钟声，那件乐器又随之作响。于是朋友说：你的病我可以治好，因为我找到你的病根说：你的病我可以治好，因为我找到你的病根了。只见朋友找到一把铁锉，在乐器上锉磨几了。只见朋友找到一把铁锉，在乐器上锉磨几下，乐器便再也不会自动作响了。下，乐器便再也不会自动作响了。生活中的共振现象生活中的共振现象 美国有一农场农妇，习惯于用吹笛的方美国有一农场农妇，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，式
6、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。发生剧烈共振而死亡。生活中的共振现象生活中的共振现象共振的应用和防止共振的应用和防止微波炉加热原理微波炉加热原理:食物中水分子的振动频率约为食物中水分子的振动频率约为2500MHz 2500MHz，具有大致相同频率的电磁波称为具有大致相同
7、频率的电磁波称为 “微微波波”。微波炉加热食品时，炉内产生很。微波炉加热食品时，炉内产生很强的振荡电磁场，使食物中的水分子作受强的振荡电磁场，使食物中的水分子作受迫振动，发生共振，将电磁辐射能转化为迫振动，发生共振，将电磁辐射能转化为内能，从而使食物的温度迅速升高。微波内能，从而使食物的温度迅速升高。微波加热是对物体内部的整体加热，极大地提加热是对物体内部的整体加热，极大地提高了加热效率。高了加热效率。受迫振动实例：跳板在人走过时发生的振动跳板在人走过时发生的振动机器底座在机器运转时发生的振动机器底座在机器运转时发生的振动听到声音时耳膜的振动听到声音时耳膜的振动电磁打点计时器的振针所做的振动电
8、磁打点计时器的振针所做的振动 轮船航行时要看波浪的撞击方向而改变速度和大小轮船航行时要看波浪的撞击方向而改变速度和大小洗衣机把衣服脱水完毕切断电源后，电动机由于洗衣机把衣服脱水完毕切断电源后，电动机由于惯性还要转一会儿才能停下来，在这个过程中，洗惯性还要转一会儿才能停下来，在这个过程中，洗衣机的振动剧烈程度有变化，其中有一阵子最剧烈，衣机的振动剧烈程度有变化，其中有一阵子最剧烈，试分析这一现象。试分析这一现象。五、共振的防止和应用五、共振的防止和应用1 1、防止、防止 使驱动力的频率与物体的固有频率不同，使驱动力的频率与物体的固有频率不同，而且相差越大越好。而且相差越大越好。2 2、应用、应用
9、 使驱动力的频率接近或等于振动物体的使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率。固有频率。2、受迫振动：、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动物体在外界驱动力作用下的振动 物体做受迫振动时，物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于振动稳定后的频率等于 驱动驱动力的频率，跟物体的固有频率无关。力的频率，跟物体的固有频率无关。3、共振、共振:驱动力的频率接近物体的固有频率时，受驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫迫 振动的振幅增大的现象。振动的振幅增大的现象。1、阻尼振动：、阻尼振动：振幅振幅(能量能量)逐渐减小的振动逐渐减小的振动A、利用利用共振时：应使共振时：应使驱动力的频率驱动力的频率f接
10、近或等于振动接近或等于振动物体的固有频率物体的固有频率f0B、防止防止共振时：应使共振时：应使驱动力的频率驱动力的频率f与物体的固有与物体的固有频率频率f0不同，而且不同，而且相差越大相差越大越好越好 1.1.如图所示，是用来测量各种发动机转速的如图所示，是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架转速计原理图。在同一铁支架NMNM上焊有固有频率上焊有固有频率依次为依次为80Hz80Hz、60Hz60Hz、40Hz40Hz、20Hz20Hz的四个钢片的四个钢片a a、b b、c c、d d。将。将M M端与正在转动的电动机接触，发现端与正在转动的电动机接触，发现b b钢钢片振幅最大，则
11、电动机转速为片振幅最大，则电动机转速为_r/min_r/min，a a、b b、c c、d d此时振动频率为此时振动频率为_。课课 堂堂 练练 习习 2.2.如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让挂着四个单摆，让b b摆摆动，其余各摆也摆动起摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（来，可以发现（）A.A.各摆摆动的周期均与各摆摆动的周期均与b b摆相同摆相同B.B.a a 摆摆动周期最短摆摆动周期最短C.C.c c摆摆动周期最长摆摆动周期最长D.D.c c摆振幅最大摆振幅最大课课 堂堂 练练 习习 3.A B两个弹簧振子两个弹簧振子,A固有频率为
12、固有频率为f,B固有频率为固有频率为4f,若它们均在频率为若它们均在频率为3f 的驱动的驱动力作用下做受迫振动力作用下做受迫振动,则则 ()A.振子振子A的振幅较大的振幅较大,振动频率为振动频率为fB.振子振子B的振幅较大的振幅较大,振动频率为振动频率为3fC.振子振子A的振幅较大的振幅较大,振动频率为振动频率为3fD.振子振子B的振幅较大的振幅较大,振动频率为振动频率为4fB课课 堂堂 练练 习习课课 堂堂 练练 习习 4.4.汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是有周期是1.5s1.5s，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上，汽车在一条起
13、伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔各凸起处大约都相隔8m8m，汽车以多大速度行驶时，车身，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？上下颠簸得最剧烈？设车速为设车速为v v，每经过一个凸起，将引起车身的振动，如，每经过一个凸起，将引起车身的振动，如果汽车经过相临凸起的时间间隔刚好等于车身体系的固有周果汽车经过相临凸起的时间间隔刚好等于车身体系的固有周期期T T1.5s1.5s，则由凸起施与车的驱动力，则由凸起施与车的驱动力冲击力的频率等于冲击力的频率等于固有频率，车达到共振状态，颠簸最剧烈。固有频率，车达到共振状态，颠簸最剧烈。车速为时，车颠簸最剧烈。vLTm sm s815533././分析解答：分析解答：5、如图所示，质量为如图所示，质量为m的物块放在水平木板的物块放在水平木板上，木板与竖直弹簧相连，弹簧另一端固上，木板与竖直弹簧相连，弹簧另一端固定在水平面上，今使定在水平面上，今使m随随M一起做简谐运动，一起做简谐运动，且始终不分离，则物块且始终不分离，则物块m做简谐运动的回做简谐运动的回复力是由复力是由 提供的，当振动提供的，当振动速度达最大时，速度达最大时，m对对M的压力为的压力为 。
