1、第6節(jié) 受迫振動 共振梁沛林深圳市西鄉(xiāng)中學(xué)振動會因阻力而衰減 簡諧振動是振幅保持不變，稱為等幅振動。然而現(xiàn)實(shí)中的物體振動因受到空氣阻力、摩擦力的作用，如果沒有外加動力，振幅將逐漸減小，稱為阻尼振動。如何讓秋千持續(xù)振動？對系統(tǒng)施加周期性的外力，補(bǔ)充因阻力而損耗的機(jī)械能，這個(gè)外力稱為驅(qū)動力受迫振動：物體在外界驅(qū)動力作用下的振動受迫振動的頻率受迫振動的頻率與什么有關(guān)？觀察四個(gè)小球的振動是否同步？四個(gè)小球能否同時(shí)達(dá)到最大振幅？他們的頻率和振幅跟驅(qū)動頻率有什么關(guān)系？受迫振動的振幅當(dāng)驅(qū)動頻率接近額定頻率時(shí)彈簧振子的振幅怎么變換？遠(yuǎn)離的時(shí)候又是如何變化的？共振的頻率 當(dāng)驅(qū)動頻率與固有頻率越接近，受迫振動振幅

2、越大，反之振幅越小。當(dāng)驅(qū)動力頻率等于振動系統(tǒng)固有頻率時(shí)，受迫振動振幅達(dá)到最大，稱為共振。實(shí)驗(yàn)其中一個(gè)小球，其他小球也會受到周期性的驅(qū)動力而擺動，觀察小球擺動的幅度和頻率，試解析現(xiàn)象。并說說受迫振動中的能量關(guān)系。擺長相同的小球具有相同的固有周期，驅(qū)動小球以自己的固有周期施加動力時(shí)，固有頻率相同的小球會發(fā)生共振，振幅達(dá)到最大。這個(gè)過程中能量傳遞到其他小球。共振的應(yīng)用與防止共振的應(yīng)用偏心輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生周期性的驅(qū)動力，當(dāng)驅(qū)動力頻率與篩子固有頻率相當(dāng)時(shí)會產(chǎn)生距離振動，提高篩除雜物效率。轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖不同長度的鋼片安裝在同一個(gè)支架上，與開動著的機(jī)器緊密接觸，機(jī)器的振動引起轉(zhuǎn)速計(jì)的輕微振動，固有頻率與機(jī)器轉(zhuǎn)速一致

3、的那個(gè)鋼片發(fā)生共振。共鳴現(xiàn)象唐朝時(shí)候，洛陽某寺一僧人房中掛著的一件樂器，經(jīng)常莫名其妙地自動鳴響，僧人因此驚恐成疾，四處求治無效。他有一個(gè)朋友是朝中管音樂的官員，聞訊特去看望他。這時(shí)正好聽見寺里敲鐘聲，那件樂器又隨之作響。于是朋友說：你的病我可以治好，因?yàn)槲艺业侥愕牟「恕Ｖ灰娕笥颜业揭话谚F銼，在樂器上銼磨幾下，樂器便再也不會自動作響了。 你能說出其中的道理嗎？共鳴箱幾乎所有樂器都利用了共振達(dá)到放大某一頻率，同時(shí)抑制其他頻率聲音的目的。原子和分子的共振能夠制造各種光源（如日光燈、激光），也能制造電子表、原子鐘等。共振的防止物體發(fā)生共振時(shí)，很容易因?yàn)槲漳芰窟^多，振幅過大而損傷物體。共振的防止 大

4、風(fēng)作用下橋面發(fā)生共振，導(dǎo)致大幅度振動，美國的全長860米的塔柯姆大橋在建成后的4個(gè)月就因風(fēng)共振而倒塌 。1831年，一隊(duì)騎兵通過曼徹斯特附近的一座便橋時(shí)，由于馬蹄節(jié)奏整齊，橋梁發(fā)生共振而斷裂。實(shí)踐與拓展 頻率小于20HZ的聲波稱為次聲波。某些次聲波與人體器官頻率接近，容易和人體器官產(chǎn)生共振，對人體有很強(qiáng)的傷害性，嚴(yán)重可以致人死亡。通過查閱資料，找出人體器官的固有頻率范圍，并查找是否存在減小或者消除次聲波的方法。 1980年6月30日上午，澳大利亞新南威爾士州北部西羅克斯附近，就發(fā)生過成群的巨頭鯨沖上海灘的現(xiàn)象。人們?yōu)楸Ｗo(hù)這些珍貴動物，費(fèi)盡九牛二虎之力，企圖把它們拖回海去。可這一切努力都枉費(fèi)心機(jī)

5、，被拖回海里的鯨魚，又固執(zhí)地沖回海灘。鯨魚干燥的皮膚上出現(xiàn)了血泡，鮮血不斷從破裂處流出。多數(shù)鯨魚窒息而死。對這一系列奇怪的現(xiàn)象，人們進(jìn)行了各種各樣的分析，最后發(fā)現(xiàn)，原來罪魁禍?zhǔn)资谴温暡ā?1890年，一艘名叫“馬爾波羅”號的帆船在從新西蘭駛往英國的途中，突然神秘地失蹤了。20年后，人們在火地島海岸邊發(fā)現(xiàn)了它。奇怪的是：船上的物品都原封不動，完好如初，航海日記的字跡仍然依稀可辨，就連那些死去多年的船員，也保持著當(dāng)年的姿勢。目前的比較合理的解釋是受到了海洋次聲波的傷害。學(xué)習(xí)研究查閱資料，了解我國古代關(guān)于共振的研究與應(yīng)用，并寫成學(xué)習(xí)報(bào)告。 墨子中記載了戰(zhàn)國時(shí)墨家運(yùn)用共振偵查敵情的事情：命令陶器匠燒制壇子，大小能夠容納四十斗以上，用薄牛皮裹緊壇口，放入井中，派聽覺靈敏的人伏在壇口聽地上傳來的聲音。 我國古代在樂器上裝上共鳴箱，將聲音放大，如戰(zhàn)國時(shí)期流行的秦箏、其共振箱是木制的長方形，上面張弦，“木聲絲生均其所自出”小 結(jié)2、受迫振動：系統(tǒng)在外界驅(qū)動力作用下的振動3、系統(tǒng)做受迫振動時(shí)，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)4、驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，受迫振動的振幅增大，