1、6.8 6.8 共共 振振 现现 象象阻尼振动阻尼振动受迫振动受迫振动自由振动自由振动 共共 振振共振的利用共振的利用共振的防止共振的防止 一、自由振动一、自由振动 在在弹弹簧簧振振子子的的振振动动过过程程中中，弹弹簧簧振振子子的的动动能能和和势势能能不不断断转转化化：在在平平衡衡位位置置，动动能能最最大大，势势能能最最小小；在在位位移移最最大大处处，势势能能最最大大，动动能能为为零零；由由于于弹弹簧簧振振子子只只在在弹弹力力和和重重力力作作用用下下振振动动，如如果果没没有有摩摩擦擦力力和和其其他他阻阻力力，振振动动物物体体的的机机械能是守恒的。械能是守恒的。在这种情况下，它们将保持在这种情况
2、下，它们将保持原有的振幅，永不停止地振动下原有的振幅，永不停止地振动下去。这种振动叫做去。这种振动叫做自由振动自由振动。O物物体体做做自自由由振振动动时时，振振幅幅不随时间变化，是等幅振动。不随时间变化，是等幅振动。二、阻尼振动二、阻尼振动 由由于于摩摩擦擦力力总总是是存存在在,所所以以弹弹簧簧振振子子在在振振动动过过程程中中，要要不不断断克克服服外外界界阻阻力力做做功功而而消消耗耗能能量量,振振幅幅就就会会逐逐渐渐减减小小,经经过过一一段段时时间间，振振动动就就会会完完全全停停止止下下来来。这这种种振振幅幅越越来来越越小的振动叫做小的振动叫做阻尼振动阻尼振动。txO阻尼振动的图像阻尼振动的图
3、像 三、受迫振动三、受迫振动要要得得到到持持续续的的等等幅幅振振动动，最最简简单单的的方方法法就就是是用用周周期期性性的的外外力力不不断断地地对对物物体体做做功功，补补偿偿振振子子克克服服阻阻力力所所消消耗耗的的能能量量。这这种种周周期期性性的的外外力力叫叫驱驱动动力力。物物体体在在周周期期性性的的外力作用下的振动叫外力作用下的振动叫受迫振动受迫振动。物体做受迫振动的频率由物体做受迫振动的频率由驱动力的频率决定，跟物体的驱动力的频率决定，跟物体的固有频率频率无关。固有频率频率无关。四、共四、共 振振在在受受迫迫振振动动中中，驱驱动动力力的的频频率率跟跟物物体体的的固固有有频频率率相相等的时候，
4、振幅最大，这种现象叫做等的时候，振幅最大，这种现象叫做共振共振。五、共振的利用五、共振的利用 共振现象有许多应用。例如，测量各种发动机的转速共振现象有许多应用。例如，测量各种发动机的转速计、乐器的共呜箱、选矿用的共振筛等都是利用共振原理计、乐器的共呜箱、选矿用的共振筛等都是利用共振原理制成的。制成的。测测 速速 计计共共 振振 筛筛 六、共振的防止六、共振的防止 在某些情况下，共振又会引起危害。如一辆火车通过在某些情况下，共振又会引起危害。如一辆火车通过桥梁时，火车车轮对铁轨接头的撞击力是周期性的外力，桥梁时，火车车轮对铁轨接头的撞击力是周期性的外力，如果这种周期性外力的频率接近或等于桥梁的固
5、有频率时，如果这种周期性外力的频率接近或等于桥梁的固有频率时，就可能使桥的振幅大到使桥梁破裂的程度。就可能使桥的振幅大到使桥梁破裂的程度。1940年，位于美国华盛顿年，位于美国华盛顿州的塔科麦海峡大桥，刚落成州的塔科麦海峡大桥，刚落成才四个月，只因一阵阵大风横才四个月，只因一阵阵大风横扫而过，使桥发生共振，几个扫而过，使桥发生共振，几个小时后它就断裂倒塌了。小时后它就断裂倒塌了。练练 习习 1.共振的条件是什么？举几个受迫振动、共振的例子。共振的条件是什么？举几个受迫振动、共振的例子。2.部队过桥时不宜齐步走，这是为了部队过桥时不宜齐步走，这是为了 （）(A)减小对桥的压力。减小对桥的压力。(B)使桥受力均匀。使桥受力均匀。(C)减小对桥的冲量。减小对桥的冲量。(D)避免桥发生共振。避免桥发生共振。3.一一弹弹簧簧振振子子的的固固有有频频率率为为5 Hz，在在周周期期为为0.1 s 的的驱驱动动力力的的作作用用下下振振动动达达到到稳稳定定状状态态时时，弹弹簧簧振振子子振振动动的的周周期期为为多多少少？为为了了使使它它振振动动最最强强烈烈，应应把把驱驱动动力力的的周周期期变变为为多多少？少？D
