《外力作用下的振动》人教版高中物理选修3-4PPT课件
外力作用下的振动
在实际生活中,许多振动现象都是在外力作用下发生的。例如,弹簧振子受到外力作用而振动,钟摆受到重力作用而摆动。外力作用下的振动具有以下特点:
- 振幅随外力频率变化而变化:当外力频率与振子的固有频率相同时,振幅最大,称为共振。
- 振动能量随外力频率变化而变化:当外力频率与振子的固有频率相同时,振动能量最大。
- 外力频率不同,振动形式不同:当外力频率小于振子的固有频率时,振动为正弦振动;当外力频率等于振子的固有频率时,振动为共振振动;当外力频率大于振子的固有频率时,振动为阻尼振动。
共振
共振是指外力频率与振子的固有频率相同时,振幅最大的现象。共振时,振动能量最大,振动幅度也最大。共振在许多领域都有应用,例如:
- 乐器发声:乐器中的弦或管受到外力作用而振动,当外力频率与乐器的固有频率相同时,乐器发出的声音最强。
- 建筑抗震:建筑物受到地震波作用而振动,当地震波频率与建筑物的固有频率相同时,建筑物会发生共振,导致建筑物倒塌。
阻尼振动
阻尼振动是指外力频率大于振子的固有频率时发生的振动。阻尼振动时,振幅逐渐减小,振动能量逐渐衰减。阻尼振动在许多领域都有应用,例如:
- 汽车减震:汽车行驶时,轮胎与路面接触会产生振动,汽车减震器可以吸收振动能量,防止振动传递到车内。
- 机械设备降噪:机械设备运行时会产生振动,阻尼材料可以吸收振动能量,降低设备噪音。
外力作用下的振动应用
外力作用下的振动在许多领域都有应用,例如:
- 乐器发声:乐器中的弦或管受到外力作用而振动,当外力频率与乐器的固有频率相同时,乐器发出的声音最强。
- 建筑抗震:建筑物受到地震波作用而振动,当地震波频率与建筑物的固有频率相同时,建筑物会发生共振,导致建筑物倒塌。
- 汽车减震:汽车行驶时,轮胎与路面接触会产生振动,汽车减震器可以吸收振动能量,防止振动传递到车内。
- 机械设备降噪:机械设备运行时会产生振动,阻尼材料可以吸收振动能量,降低设备噪音。
- 医疗诊断:超声波诊断仪利用超声波的共振原理,可以探测人体内部组织的结构和病变。
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