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第五节外力作用下的振动
安陆市第一高级中学
1、单摆的理想化模型:
在细线的一端拴上一个小球,另一端固定在悬点上,如果线的伸缩和质量可以忽略不计,球的直径比线长短得多。
2、单摆运动的性质:
在摆角< 10°的条件下,单摆的振动可看作简谐振动。
3、单摆振动的周期公式
单摆周期与摆长和重力加速度有关,与振幅和质量无关。
4、振动的能量与什么有关?
振幅越大,振动的能量越大
内容回顾
阅读P18回答下列问题:
?做简谐运动的物体受到的回复力属于什么力?
、固有周期?
一、固有周期和固有频率
振动系统不受外力作用的振动
固有振动:
固有周期:固有振动的周期
固有频率:固有振动的频率
回复力是振动系统内部的相互作用力
当振动系统受阻力的作用,即振动受到了阻尼,系统克服阻尼的作用要做功,消耗机械能,因而振幅减小,最终停下来,这种振幅逐渐减小的振动叫做阻尼振动,也叫减幅振动。
振幅减小的快慢跟所受的阻尼有关,阻尼越大,振幅减小得越快。若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小,可认为是等幅振动——当作简谐运动。
二、阻尼振动
1、阻尼振动:振幅逐渐减小的振动
2、阻尼振动的图像:
3、振动系统受到的阻尼越大,振幅减小得越快,阻尼过大时,系统将不能发生振动。
4、实际的自由振动一定是阻尼振动
阻尼振动中,由于存在阻力,振幅不断减小,故振动系统的机械能将不断减少,那么,振动系统的周期和频率也会发生变化吗?
思考与讨论1
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振动周期与振幅无关,故阻尼振动中周期和频率不变!
在实际振动中,为了不因阻尼的存在而使振动停止,我们通常给系统加一个周期性的外力,来补偿系统的机械能量的损失,使系统持续的振动下去。
思考与讨论2
怎样才能使受阻尼作用的振动物体的振幅不变,且一直振动下去呢?
三、受迫振动
1、驱动力:
作用在振动系统上的周期性外力
2、受迫振动:
系统在驱动力作用下的振动
请举出你所知道的受迫振动的例子
振针
针头
受迫振动的(周期)频率与什么因素有关?
研究表明:物体在外力驱动下振动时,振动稳定后的频率等于外力驱动的频率,跟物体的固有频率无关。
思考与讨论3