备课资料 关于阻尼振动的几个问题 教材中对于阻尼振动是这样定义的：由于外界的摩擦和介质阻力总是存在，不论是弹簧振子还是单摆，在振动过程中要不断克服阻力做功，消耗能量，振幅就会逐渐减小，经过一段时间，振动就会完全停下来，这种振幅越来越小的振动叫阻尼振动．但是学生对以下几个问题模糊不清： 1.什么是阻尼? 2.等幅振动是无阻尼振动吗? 针对上边两个问题，我们应从以下几个方面来理解说明： 一、阻尼与阻力相联系，有阻力作用的振动不一定就是阻尼振动． 阻力是按力的作用效果命名的．如果物体运动时，某个力对物体做负功.或者说力与物体运动方向相反，那么我们就把这个力叫阻力。其实，物体振动时，起关键作用的是回复力．回复力有时是动力，有时也是阻力．例如弹簧振子在远离平衡位置时，其回复力即弹力就是阻力．这时候的弹力作为阻力会影响到振幅的变化。 而阻尼振动中的阻尼是源于振动物体运动过程受到的摩擦和其他介质阻力，就是典型的无阻尼自由振动，也只能说是无阻尼振动．因此阻尼是指振动过程中摩擦阻力、介质阻力消耗振动能量的现象，而不是阻尼出现的现象，因此我们要分清“阻力”和“阻尼”的内容．二、阻尼振动是指振动能量不断消耗的振动． 在实际问题中，如弹簧振子，由于空气或台面及弹簧内部的摩擦力存在，振动的机械能会逐渐减小，转化为内能．这样所得出的振动曲线不再是等幅的正弦曲线，而是振幅逐渐衰减的曲线，物体做振幅不断减小的振动,其振动频率也不再是固有频率，而是小于固有频率．这才是真正意义上的阻尼振动． 如果从能量消耗的意义上来说，除了上述由于摩擦和介质阻力的作用消耗振动能量，出现减幅振动外，另外还有一种阻尼振动，由于振动能量向外传播，相当于振源把能量以波动的形式向周围辐射出去，这种辐射消耗振源的能量．因而也可以等效为一种阻尼振动因此阻尼振动是指振动能量不断消耗的振动。并不单指因摩擦力、介质阻力的存在而消耗能量的振动． 三、等幅振动一定是无阻尼振动吗? 教材中指出：如果我们能够根据物体在振动过程中消耗能量的情况下不断补充能量，那么虽然有摩擦和其他阻力，物体也可以继续做等幅振动,等幅振动也叫做无阻尼振动．从能量的观点来说就是一方面介质阻力、摩擦阻力做负功消耗振动能量，另一方面驱动力做正功不断补充能量,一个周期中消耗振动能量与补充能量恰好相等，因而振幅保持不变．所以从这个意义上讲,等幅振动不一定就是无阻尼振动．
