第4节生活中的振动课堂互动三点剖析一、受迫振动的特点受迫振动的周期和频率由驱动力决定,与振动物体的固有周期和频率无关
受迫振动的周期和频率总等于驱动力的周期和频率
受迫振动的振幅与驱动力的频率和固有频率之差有关,二者之差越小振幅越大,二者之差越大振幅就越小
【例1】说说受迫振动的振动频率与驱动力频率的关系
剖析:受迫振动是周期性外力作用下的振动
外力对系统做功,克服阻尼作用,补偿系统的能量损耗,使系统持续地振动下去
设计一个实验如下:如图1-4-2所示的装置,匀速转动把手时,把手给弹簧振子以驱动力使振子做受迫振动
用不同的转速匀速地转动把手,认真观察实验中驱动力的周期与把手转动周期的关系,通过实验,我们可以得出结论:驱动力周期与把手周期是相同的,而受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率,跟物体的固有频率无关
图1-4-2二、共振的条件和共振现象共振条件:驱动力的频率等于物体的固有频率
受迫振动的振幅随驱动力频率变化(共振曲线)如图1-4-3所示,当驱动力频率逐渐增大到固有频率时,振幅随驱动力频率的增大而增大;当驱动力频率等于固有频率时,振幅最大;当驱动力频率从固有频率逐渐增大时,振幅随驱动力频率的增大而减小
图1-4-3【例2】把一个筛子用四根相同的弹簧支起来,筛子上装一个电动偏心轮,它转动过程中,给筛子以周期性的驱动力,这就做成了一个共振筛
筛子做自由振动时,完成20次全振动用时10s,在某电压下,电动偏心轮的转速是90r/min,已知增大电动偏心轮的驱动电压,可使其转速提高;增加筛子的质量,可以增大筛子的固有周期
要使筛子的振幅增大,下列办法可行的是()A
降低偏心轮的驱动电压B
提高偏心轮的驱动电压C
增加筛子的质量D
减小筛子的质量解析:把握住产生共振的条件是f驱=f固
共振筛的固有频率f固=2
0Hz,驱动力的频率为电动偏心轮的频率f驱=Hz=1