2.共振

当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。

要求会用共振解释现象,知道什么情况下要利用共振,什么情况下要防止共振。

(1)利用共振的有:共振筛、转速计、微波炉、打夯机、跳板跳水、打秋千……

(2)防止共振的有:机床底座、航海、军队过桥、高层建筑、火车车厢……

[例11] 把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时,完成20次全振动用15s;在某电压下,电动偏心轮的转速是88r/min。已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速提高,而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。为使共振筛的振幅增大,以下做法正确的是

A.降低输入电压        B.提高输入电压

C.增加筛子质量        D.减小筛子质量

解析:筛子的固有频率为f=4/3Hz,而当时的驱动力频率为f=88/60Hz,即f< f。为了达到振幅增大,应该减小这两个频率差,所以应该增大固有频率或减小驱动力频率。本题应选AD。

[例12]  一物体做受迫振动,驱动力的频率小于该物体的固有频率。当驱动力的频率逐渐增大时,该物体的振幅将:( )

A.逐渐增大

B.先逐渐减小后逐渐增大; 

C.逐渐减小

D.先逐渐增大后逐渐减小

解析:此题可以由受迫振动的共振曲线图来判断。

受迫振动中物体振幅的大小和驱动力频率与系统固有频率之差有关。驱动力的频率越接近系统的固有频率,驱动力与固有频率的差值越小,作受迫振动的振子的振幅就越大。当外加驱动力频率等于系统固有频率时,振动物体发生共振,振幅最大。  由共振曲线可以看出,当驱动力的频率小于该物体的固有频率时,增大驱动力频率,振幅增大,直到驱动力频率等于系统固有频率时,振动物体发生共振,振幅最大。在此之后若再增大驱动力频率,则振动物体的振幅减小。

所以本题的正确答案为D。

[例13]如图所示,在一根张紧的水平绳上,悬挂有 a、b、c、d、e五个单摆,让a摆略偏离平衡位置后无初速释放,在垂直纸面的平面内振动;接着其余各摆也开始振动。下列说法中正确的有:( )

A.各摆的振动周期与a摆相同

B.各摆的振幅大小不同,c摆的振幅最大

C.各摆的振动周期不同,c摆的周期最长

D.各摆均做自由振动

解析:a摆做的是自由振动,周期就等于a摆的固有周期,其余各摆均做受迫振动,所以振动周期均与a摆相同。  c摆与a摆的摆长相同,所以c摆所受驱动力的频率与其固有频率相等,这样c摆产生共振,故c摆的振幅最大。

此题正确答案为A、B。

 0  369774  369782  369788  369792  369798  369800  369804  369810  369812  369818  369824  369828  369830  369834  369840  369842  369848  369852  369854  369858  369860  369864  369866  369868  369869  369870  369872  369873  369874  369876  369878  369882  369884  369888  369890  369894  369900  369902  369908  369912  369914  369918  369924  369930  369932  369938  369942  369944  369950  369954  369960  369968  447090 

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