外力作用下的振动
一、阻尼振动
1．固有振动和固有频率
(1)固有振动：不受外力作用的振动。 (2)固有频率：固有振动的频率。 2．阻尼振动
图11-5-1
(1)阻尼：当振动系统受到阻力作用时，振动受到了阻尼。 (2)阻尼振动：振幅逐渐减小的振动，如图11-5-1所示。 二、受迫振动 1．自由振动
在没有任何阻力的情况下，给振动系统一定能量，使它开始振动，这样的振动叫自由振动。自由振动的周期是系统的固有周期。如果把弹簧振子拉离平衡位置后松手，弹簧振子的振动就是自由振动。
2．驱动力
如果存在阻尼作用，振动系统最终会停止振动。为了使系统持续振动下去，对振动系统施加的周期性的外力，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗，这种周期性的外力叫做驱动力。
3．受迫振动
(1)定义：系统在驱动力作用下的振动，叫做受迫振动。 (2)受迫振动的频率(周期)
做受迫振动的物体，其振动频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。 三、共振
1．条件：驱动力的频率等于系统的固有频率。 2．特征：在受迫振动中，共振时受迫振动的振幅最大。 3．共振曲线：如图11-5-2所示。
1．简谐运动是一种理想化的模型，物体运动过程中的一切阻力都不考虑。 2．阻尼振动考虑阻力的影响，是更实际的一种运动。
3．受迫振动是物体做阻尼振动时受到周期性驱动力作用下的振动。 4．三者对比列表如下： 产生条件 频率 振幅 简谐运动 不受阻力作用 固有频率 不变 阻尼振动 受阻力作用 频率不变 减小 受迫振动 受阻力和驱动力作用 驱动力频率 大小变化不确定 振动图像 实例 弹簧振子振动，单摆做小角度摆动 敲锣打鼓发出的声音越来越弱
1．对共振条件的理解
形状不确定 扬声器纸盆振动发声、钟摆的摆动 (1)从受力角度看：当振动物体所受驱动力的方向跟它的运动方向相同时，驱动力对它起加速作用，使它的振幅增大，当驱动力的频率等于物体的固有频率时，它的每一次作用都使物体的振幅增加，从而振幅达到最大。
(2)从功能关系看：当驱动力的频率等于物体的固有频率时，驱动力始终对物体做正功，使振动能量不断增加，振幅不断增大，直到增加的能量等于克服阻尼作用损耗的能量，振幅才不再增加。
2．对共振曲线的理解 (1)两坐标轴的意义： 如图11-5-5所示。 纵轴：受迫振动的振幅。 横轴：驱动力频率。 (2)f0的意义：表示固有频率。
(3)认识曲线形状：f＝f0，共振；f>f0或f 越小。 当堂达标 1、(多选)如图11-5-3所示是一个弹簧振子做阻尼振动的振动图像，曲线上A、B两点的连线与横轴平行，下列说法正确的是( ) A．振子在A时刻的动能等于B时刻的动能 B．振子在A时刻的势能等于B时刻的势能 C．振子在A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D．振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能 2、如图11-5-4所示，在曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由上下振动，测得其频率为2 Hz；然后以60 r/min的转速匀速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为( ) A．0.25 s C．1 s B．0.5 s D．2 s 3、(多选)若空气阻力不可忽略，单摆在偏角很小的摆动中，总是减小的物理量为( ) A．振幅 C．周期 4、(多选)一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是( ) A．正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大 B．正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小 C．正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率 D．当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率 B．位移 D．机械能 5、在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆，其中A、E的摆长为l，B的摆长为0.5l，C的摆长为1.5l，D的摆长为2l，先使A振动起来，其他各摆随后也振动起来，则摆球振动稳定后( ) A．D的振幅一定最大 B．E的振幅一定最大 C．B的周期一定最短 D．四个摆的周期相同
外力作用下的振动
