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第二章 机 械 振 动
第6节 受迫振动 共振
1.了解阻尼振动及其振动物体的能量变化；
2.了解受迫振动，明确受迫振动的特点；
3.了解共振现象，明确共振现象产生的条件及共振曲线。
一：阻尼振动
2.观察实际振动，你会发现什么现象？将振动装置放入水中，你会发现什么现象？
1.固有频率：
如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫做固有振动，其振动频率称为固有频率，其振动周期称为固有周期。
1.定义：当系统受到阻力的作用时（我们说振动受到了阻尼）振幅减小，最后停下来。这种振幅逐渐减小的振动，叫做阻尼振动。
2.特点：振幅减小，频率不变。
思考：荡秋千最终停下来，那么怎样才能不停下来呢？
阻尼振动
二：受迫振动
演示：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。
(1)若手柄不动而用手拉动一下振子后释放，从有无外力作用的角度看弹簧振子的振动属于自由振动，那么从振幅角度看弹簧振子的振动属于什么振动？
(2)用手匀速摇动把手，弹簧振子便开始振动，那么匀速摇动把手的意义是什么？
(3)猜想：用不同的转速匀速转动把手，弹簧振子的振动快慢一样吗？说明了什么？
1.定义：使振动维持下去的这种周期性的外力叫做驱动力，系统在驱动力下的振动叫做受迫振动。
2.特点：受迫振动稳定后的频率等于周期性驱动力的频率，跟系统的固有频率无关
思考：那么在受迫振动中的振幅有何变化？
受迫振动
三：共振
结论：当驱动力频率f等于系统的固有频率fo时，受迫振动的振幅最大。这种现象叫做共振。
说明：共振是物体做受迫振动时的一种特殊现象。
1831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，桥梁发生共振而断裂。
1940年，美国的全长860米的塔科马大桥在建成后的4个月就因风共振而倒塌
共振的防止与利用
共振的防止与利用
(1)利用：由共振的条件知，要利用共振，就应尽量使驱动力的频率与物体的固有频率一致。如共振筛、荡秋千、共振转速计等。
(2)防止：由共振曲线可知，在需要防止共振危害时，要尽量使驱动力的频率和固有频率不相等，而且相差越多越好。如：部队过桥应便步走。
习题
1.如图所示是单摆做阻尼振动的位移—时间图线，下列说法中正确的是(　　)
A.摆球在P与N时刻的势能相等
B.摆球在P与N时刻的动能相等
C.摆球在P与N时刻的机械能相等
D.摆球在P时刻的机械能大于N时刻的机械能
　AD
2.如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8Hz，乙弹簧振子的固有频率为72Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是(　　)
A.甲的振幅较大，且振动频率为8Hz
B.甲的振幅较大，且振动频率为9Hz
C.乙的振幅较大，且振动频率为9Hz
D.乙的振幅较大，且振动频率为72Hz
B
3.一个单摆做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图所示，则(　　)
A.此单摆的固有周期约为0.5s
B.此单摆的摆长约为1m
C.若摆长增大，单摆的固有频率增大
D.若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动
B
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