受迫振动和阻尼振动区别乐乐课堂

花了一早上时间做完了秀破震动实验，简单介绍一下实验步骤， 要做几个售后震动，这个是波尔共振仪，让我们来看一下怎么来使用它呢？你随意按一个按钮，确认进去之后，它有三个看，我可以选择选择单机模式，选择它的模式，这里有三个呃实验，分别是 自由震荡、阻力震荡、强迫震荡，那么自由震荡其实也就是剪切震动，什么是剪切震动呢？你说一个问题，比如说这个呃剪切震动它有不同的形式，比如说这个鼠标，我将让它摆动， 他在恢复力的作用下会这样来回的摆动，如果他所受的核外力只有啊恢复力的话，那么他将永无止境的摆动下去，一直这样摆动下去不会停止。但是在实际情况当中呢，不可能只有他所受的力，不可能只有恢复力，那么还有其他那些阻力，比如说来 空气的阻力，还有来自机械摩擦的阻力。那我们这个实验，这个轮摆，如果我这个不开这个电机，也不开阻尼的话，它其实就是一个近视的一个剪斜震动。那我们来看一下怎么样做这个实验。首先我把它所选择自由震荡 好，这里是没有阻力的，那我我首先用手把它拨动到大概一百六十度以上，好放手，放手他就开始做自由症状了，然后这边选择测量，打开， 他会自动的测量，我们来看一下他，其实他实际上他是这个政府，也就他这偏转角度是逐渐在减小的，因为他他有些空气阻力，或者说上面那些机械磨砂等等。 在理想情况下，只要你给他一个初始速度或者初始位，而位置偏移量，那么他将一直保持运动下去，这就是物理的奇妙之处，那么具体的物理分析的话，有兴趣的人同学可以去自己去了解一下。 他是在，呃，在大学物理里面学过，那么在力学课本里面也是有的。在震动，那一张结，震动震动那一张结一开始来的时候讲的就是剪下震动，剪下震动还包括弹簧震子的剪下震动，刚才我演示的那个单摆以及副摆等等， 我们看一下他已经测量完成了，测量完成之后你可以选这边，嗯，回查你就可以查记录你刚才你所做的他所测量的数据。好，这边我已经 我已经刚才已经做好了两组这些数据，把它记录下来，最后呢拿去根据需要拿去绘图。好，下面我们看一下。呃， 第二种实验，第二个是叫做阻力震荡，阻力震荡，也就说，嗯，他除了手恢复力之外还会受受一个阻力，那么在这个实验一切当中阻力的来源在哪里呢？我们来看一下， 这里其实有一个线圈，好，当我们把主力，主力打开以后，它里面会通通通电，由于这个电池感应的作用，电池感应的作用，他就是在里面收到一个阻力，好，收到一个阻力，那么这个阻力的大小是跟我们这个轮摆他的角数都是成正比的，你角数越大受到的阻力越大。好，我们来看一下，我们确定 他里面有三个组，你那现在我随便，我就选选第一个吧，为了演示的话选第一个，同样的，我把它拨到大概超过一百六十，然后放手，这边把上下键随任意按一个，他就开始测量蜜蜂 好，测量完成之后，同样呢按回查就可以了。我们来看一下，刚才我做了，呃，三个组，三个组每个组做了两次，你看他的正符衰减比刚才那个快多了，比刚才那个肌肉更快了很多，几个周期内就迅速衰减了，这就是阻尼 总一震荡，下面我们看一下 啊，我们看下这个强迫症状，强迫症状的话就是他会在这个电机带动下逐渐震荡起来， 达到这个摆幅最大，那么这边是他调节这个电机好，调节电机转速的一个旋钮。好，我们以左旋旋到周期最小，就是角数最大，他旋转速度最快 啊，调至距离变，然后我们开始把电机打开，上下键随便按一个，他就会自动打开，然后我们观察这里，这里周期是一，等待一段时间之后，他这里的摆轮和电机他的周期就会达到相同，此时也就达到了共振，共振状态。 好，我们耐心的等待一会， 他在逐步的靠近他的 周期好，现在是啊，已经差不多了，已经很接近了，一点五，幺二，一点五。好，我们再稍等一会，等他稳定，因为现在刚开始震动的话还没有达到稳定， 我们看这边电机在在工作，他通过一个转，这个电机通过一个偏阴轮，通过这个连杆来带动我们的呃，摆轮来做周期性的运动，周期性的摆动。 好，现在已经很接近了，他的周期差不多了，拿去到这个时候他稳定之后呢，我们就可以把周期调到十，然后呢再移过来点上下键，随便按一个他就开始测量了，他会自动测十个周期，测完之后呢，他就会把这个数值显现出来。五，现在这是第五、 第六、第七、第八、第九、第十。好，现在已经出来了。哦，第二百六周期是十， 这其实这里这里测出来的是十个周期，十个周期周期的一个总数总和和十五点二零零好像相差不大，他说明我们这个数据是有效的。好，下面我们可以把我们这个数据记到我们事先准备好的表格里面。好，这边是我刚才记得三个，三个组，三个分为三个总理党的三个表格。好，把它记下来之后。好，相位差，我们要记，那么相位差我们怎么来看呢？ 当你把这两个数据记完之后，我们把这个，这个是一个闪光灯，闪光灯好，你长按这边的闪光灯的话，他就会发出闪光，你把这个闪光对准这个 轮盘，试下能不能看到，因为我手机的效果原因他看不太清楚，你就会很明显的看到这个，当他闪动的时候，他上面就会有个客房，很明显的你把这数据读下来就可以了。好，完成第一第一组数据之后，我们把旋转这个旋钮。好， 反正就旋转一周嘛，旋转一周之后再同理再做一次。好，周期调到一，后面的步骤都是一样的，当他稳定之后再测，当他达到稳定之后调过来，然后测十个周期，再把数据记录下来。好，这样就做完了。

实际震动在阻尼的作用下最终都要停下来，要想让他持续震动该咋办呢？最简单的办法就是给他一个周期性的外力，来不断补偿系统的能量损耗，从而使系统的震动能维持下去。 并且这个外力有个专门的名字叫做驱动力，这种在驱动力的作用下的震动就叫做受迫震动。 这个视频就来探究一下受迫震动。实际生活中，持续震动的物体都是受迫震动，比如打点计时器的震震，他受到电磁力的驱动，上下震动，还有摇摆的秋千，也需要个小伙伴不断使劲才能持续摆动。 知道了什么是受迫震动，再利用实验来探究他震动的规律。这个装置叫做偶合摆球，先让 a 球摆动起来， 他的频率恰好是他的固有频率，而其他摆球会在 a 球提供的驱动力下做受迫震动。不难看出，其他摆球因为百常不同，他们本应该有各自的固有频率，可他们的实际摆动频率却都与 a 球的频率相同，也就是与 a 提供的驱动力频率相同。 这样就能得到第一个结论，受迫震动的频率等于驱动力的频率，与自身的故有频率无关。 出了频率关系，他们的阵幅也有一定的规律。你看，受迫震动的摆球中， e 的摆长与 a 最接近，也就是说他的固有频率与 a 最接近，而他的阵幅最大， 然后 bcd 的振幅依次减小。这样就能得到第二个结论，固有频率与驱动力频率的差距越小，其振幅就会越大。 经过多次重复实验，将驱动力频率作为横坐标，受迫震动的震幅作为纵坐标，就可以画出这样的图像，其中 f 撇是受迫震动的固有频率，当驱动力频率等于固有频率时，物体震幅最大。 知道了结论，来一道小题试试。手在这个绷紧的绳子上挂上四个摆球， a 和 d 的摆长是 l， b 的摆长是二分之 l， c 的摆长是二分之三。 l 先让 a 摆动起来，其他个球也将随着摆动。你知道 b、 c、 d 谁的阵幅最小吗？ 题中说 a 球先摆动，那他就会迫使水平绳跟着震动，水平绳又迫使 b、 c、 d 三个小球做受迫震动。那要判断谁的阵幅最小，只要看谁的固有频率与驱动力 a 的 频率差距更大就可以了。 a 的百长是 l， 它的频率是周期分之一，也就是二派分之一，乘以根号下 gblb 的百长是二分之一 l， 那它的固有频率就是二派分之一，乘以根号下 gb 零点五 l 约等于一点四倍的 fa。 同理， c 的百长是二分之三 l， 那它的固有频率就是二派分之一，乘以根号下 gb 一点五 l 约等于零点八倍的 fa。 最后， d 的百长和 a 的百长相同，所以 d 的固有频率与 a 的频率相同。不难看出， b 的固有频率与 a、 t、 o 呢？驱动力频率差距最大，所以 b 的阵幅最小。 另外提醒一句，题目中 d 与 a 的百长相同，所以 d 发生了共振，其振幅是最大的。 以后遇到这种判断受迫震动的震幅大小问题，你只要分析出物体的固有频率与驱动力频率的关系，就能搞定了。 好了，这个视频你学习了什么是兽破震动，它是系统在驱动力作用下的震动。其次，兽破震动物体的频率由驱动力决定，与它自身的固有频率无关。 但是当驱动力频率越接近物体的固有频率时，物体的震幅就会越大。在碰到受迫震动问题时，只要找到二者的频率关系就能解决问题了。都听明白了吗？如果明白了，就去刷题闯关去吧！

现实生活中，由于空气阻力和恶魔擦力的阻碍作用，弹簧震子的震服会越来越小，直到最后他会停下来。 这些外力阻碍了震子的震动，就说震动受到了阻尼，比如敲一下音差，就会听到音差发出的声音，这个声音会随着时间减弱，最后消失。 再比如荡秋千的时候，如果没有人帮忙，秋千的摆动幅度会越来越小，最终停止。像这种战俘逐渐减小的震动就被称作阻尼震动， 和他相对的就是非阻尼震动。咱按之前学的，理想状态下的弹簧震子震幅固定不变，就是典型的非阻尼震动。这个视频就来探究一下阻尼震动和非阻尼震动。 先来看这个受到摩擦力和空气阻力的弹簧震子，显然阻力如果越大，震子的震幅减小的就会越快。随着震幅的减小，震动的频率会变化吗？ 微视用音差来回答这个问题。敲击音差后，听到声音的强度逐渐减弱，但声音的音调并不会发生改变，这就说明震腐变小了，但是频率并没有变。 知道了阻尼震动的阵幅间小，频率不变，咱就可以画出阻尼震动图像了。来，为师直接画给你看，就是这个样子的， 你看是不是镇府在减小频率不变呢？很形象吧。知道了图像，我们就来一个图像题试试手。这是一个单板做阻尼震动的图像， a、 b 是百球先后经过的同一个位置。来比较一下 ab 的机械能、势能和动能的关系。 从图像分析，先说机械，能进行运动的机械能只和正服有关，而 a 点的正符比 b 点的正符大，所以 a 的机械能就大于 b 的机械能。 再看势能，势能是摆球离开平衡位置所具有的能量，从图中能看出 a、 b 的位移是相同的，所以他们的势能就是相同的。 最后是动能，因为动能加势能等于机械能，他们的势能相同，而 a 的机械能大于 b 的机械能，那必然是 a 的动能也大于 b 的动能。以后遇到这种阻尼阵中的图像题，只要通过振幅就可以找到机械能的变化关系，通过位移 就可以找到势能的变化关系。至于动能，只要利用机器能和势能的结论就可以搞定了。 好了，这个视频我跟你讲了阻尼震动和非阻尼震动，简单的说，震幅变小就是阻尼运动，震幅不变就是非阻尼运动。对于阻尼运动，虽然震幅会变，但是频率不变。 再分析他的能量变化时，就从镇服和位移的变化入手。这些你都掌握了，掌握了就去刷题巩固一下吧！

大家好，这是一个重达三百斤的拳击不倒翁沙袋，现在我让他发生震动， 如果忽略外界阻力的情况下，他将永远的自己震动下去，我们把这种震动叫做固有震动， 在自由震动的过程中，他会有自己的周期和频率，我们把这种频率叫做他的固有频率，但是在实际生活中，他会不断的受到阻力作用， 一线人会不断的减小，政府也会不断减小，最终会停下来， 那我们就把这种震动叫做主泥震动，主泥震动过程中虽然正浮在不断的减小，但是它的震动频率是没有变的。 如果现在他在做阻尼震动过程中，我不断的用外力给他补充刚刚阻尼震动损耗的能量，那我们就会发现他的稳定的 震动过去了，那么我们把这种震动叫做无阻力震动， 那我现在给他一个周期性的外界力量，也叫做驱动力， 我们来看看需动力有周期，他的震动也会有周期， 驱动力的频率多大，那么他的震动频率就为多大。再看看 我们把此时这个不倒翁的震动叫做受破震动，因为受到了外界的虚动力而震动起来， 如果他在震动过程中受到我外界的驱动力的频率，他本身不有震动， 固有频率一致的话，那我就会持续的对他做正宫，那么他的正府就会越来越大，我们一起来看一下， 那么我们就把这种震动叫做共振，现在共振，共振，这个百的政府 会越来越大，好，这就是共争。

受迫震动和共振一 在这个实验装置中，我们利用可调转速的电动机驱动两个偏心轮，使两个固有频率不同的弹簧震磁作受迫震动。 受迫震动的频率与 电动机转组相同。 现在我们使电动机转速降低， 也就是使测动力频率减小。首先可以观察到左侧弹簧震子震幅逐渐增大，继而达到很大的震幅， 说明侧动力频率与这个弹簧震子固有频率相同了，达到了共振状态， 继续降低电动机转速。左侧弹簧震次震幅减小，而右侧弹簧震次震幅开始增大， 继而达到很大的震幅，说明侧动力频率与右侧弹簧震子固有频率相同了，达到了共振状态。 再降低电动机转速。因为测动力频率远离两个震子的固有频率，震子只随测动力作震幅较小的受迫震动。

什么是阻力震动？阻力震动是指由于震动系统受到摩擦和介质阻力或其他能耗而使政府随时间逐渐衰减的震动， 又称碘伏震动。衰减震动是不是每个字都认识，但是连在一起就不知道在说什么了？ 其实阻尼震动是物理学的名词，转换到生活中，简而言之就是减震， 毫不夸张的说，如果没有他，就不会有摩天高楼的存在。那么阻尼震动到底是何方神圣呢？今天就让我们走进湖北省科技馆数理世界展厅，一起去研究阻尼摆震动吧。现在看到的这件展品是叫阻尼摆震动，可以看到这个展 展品主要是由阻尼板和皮带组成，仔细观察一下会发现摆的底部安装了荧光笔，皮带则是感光材料，荧光笔可以在感光材料上留下轨迹。那么让我们按下启动按钮，看看展品会发生什么变化吧。 摆开始摆动了，同时皮带也开始转动了，可以看到阻尼摆在运动的过程中，会在皮带上画出运动的曲线，通过观察大家会发现， 白在皮带上画出的曲线的宽度是不是越来越小，到最后基本成了一条直线？ 其实呀，由于摩擦力和介质阻力的存在，阻尼摆在摆动过程中要不断克服阻力，做工消耗能量，能量逐渐变小，阵幅就会逐渐减小，经过一段时间， 震动就会完全停下来。这其实就是之前提到的对阻尼震动的简单解释。前面提到没有阻尼震动就不会有摩天高楼，其实一点也不夸张，摩天高楼基本都在楼顶安装了阻尼器， 主要是通过阻尼器的阻尼震动消耗能量，从而在高楼遭遇台风时减少楼体的摇晃，以此来达到稳定楼体的作用。 我们生活中祖民还有着广泛的应用，例如各类机器，尤其是精密机床，在动态环境下工作要有较高的抗震性和动态稳定性， 通过各种阻尼处理可以大大的提高其动态性能。你还知道生活中有哪些运用到了阻尼震动吗？快在评论区留言和我们讨论吧！

这是一个售后震动演示仪器，钢球的震动会带动上面的衡量震动，衡量震动又会带动下面的小红球震动。 现在我们把钢球的板长调节至与这个最长板长的红球一致，我们来观察一下这个小红球的被迫震动现象。 好，谁可以观察到？等百场的小红球已经达到了共振，他的政府 最大，并且它的步调基本上与钢球是反向的。现在我们再调节下，把钢球的摆船调节至与中间这个红球长度一致。 我们再来演示一遍，观察受迫震动， 现在处于共振的水中间是红球，且他的正服是最大的别双臂。

首先请大家思考一个问题，敲击音叉会发生什么现象呢？今天我们用音叉来探究震动、受迫震动、共振。 首先我们准备一个四百四十赫兹的音差，敲击音差发出声音，然后缓慢移动音差至乒乓球处， 发现乒乓球被弹起来了，说明声音是由震动产生的。用手触摸音叉，发现声音停止了，说明震动停止，发声停止。 再准备两个音叉，两个音叉的频率同为四百四十赫兹，我们敲击第二个音叉，实验现象，发现乒乓球又运动了起来，说明 乒乓球旁边的音差也发生了震动，这种现象叫做受迫震动。我们换一个五百一十克二赫兹的音差，敲打音差，观察乒乓球的运动情况。我们看到乒乓球的运动并不明显， 这是因为两个音差的固有频率不一样，所以受迫震动的震幅比较小。当两个音差的频率相同的时候，敲击其中一个音差驱动力的频率等于固有频率， 物体做受迫震动的震幅达到最大，这种现象称为共振。我们来总结一下，一、声音是由震动产生的，震动停止，发声停止。 二、受迫震动是震动系统在外来周期性力的持续作用下所发生的震动。三、共 共振。当两个音差的频率相同的时候，敲击其中一个音差驱动力的频率等于其固有频率，物体做受迫震动的震幅达到了最大，这种现象叫做共振。