5 外力作用下的振动
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知识内容
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选考要求
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课时要求
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外力作用下的振动
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b
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1.了解固有振动和固有频率．
2．了解阻尼振动及其能量的变化情况．
3．了解受迫振动，知道其频率等于驱动力的频率而与物体的固有频率无关．
4．了解共振现象，知道其产生的条件，理解共振曲线.
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一、固有振动、阻尼振动
1．固有振动和固有频率
(1)固有振动：振动系统在不受外力作用下的振动．
(2)固有频率：固有振动的频率．
2．阻尼振动
(1)阻尼：当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了阻尼．
(2)阻尼振动：振幅逐渐减小的振动，如图1所示．
图1
二、受迫振动
1．驱动力
作用于振动系统的，使系统振动维持下去的，周期性的外力．
2．受迫振动
(1)定义：系统在驱动力作用下的振动．
(2)受迫振动的频率(周期)
做受迫振动的物体，其振动频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关．
三、共振
1．定义
驱动力的频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振．
2．共振曲线(如图2所示)
图2
1．判断下列说法的正误．
(1)受迫振动的频率与振动系统的固有频率无关．( √ )
(2)驱动力频率越大，振幅越大．( × )
(3)共振只有害处没有好处．( × )
(4)做受迫振动的物体一定会发生共振．( × )
(5)阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小．( × )
2．A、B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为4f，若它们均在频率为f的驱动力作用下做受迫振动，则________的振幅较大，A的振动频率是________，B的振动频率是________．
答案 A f f
一、简谐运动、阻尼振动和受迫振动
如图所示的实验装置为一挂在曲轴上的弹簧振子，匀速摇动手柄，下面的弹簧振子就会振动起来．实际动手做一下，然后回答以下几个问题．
(1)如果手柄不动而用手拉动一下振子，从振幅角度看弹簧振子的振动属于什么振动？
(2)从没有系统外力作用角度看弹簧振子的振动属于什么振动？
(3)手柄匀速摇动时，观察到振幅有什么变化？为什么？
(4)用不同的转速匀速转动手柄，弹簧振子的振动有何不同？这能说明什么问题？
答案 (1)阻尼振动 (2)固有振动 (3)振幅不变，提供系统外力，补偿系统损失的能量
(4)转速大时弹簧振子振动得快，说明弹簧振子振动的周期和频率由手柄转速决定．
