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1、第六节 简谐运动的能量 阻尼振动,水平弹簧振子和单摆做简谐运动时是否存在能量转化？,弹簧振子和单摆做简谐运动时机械能是否守恒？,如何计算系统的总能量？,1.系统的能量与振幅有关，振幅越大，能量越大。,2.对简谐运动来说，由于机械能守恒，一旦给系统一定能量使它开始振动，它就会永不停息的做等幅振动。,3.简谐运动是一种理想化的振动。,一、简谐运动的能量,二、阻尼振动,1.定义：振幅逐渐减小的振动，叫,2.图像：,3.振动系统受到的阻尼越大，振幅减小的越快。,1890年，一艘名叫“马尔波罗号”帆船在从新西兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了。20年后，人们在火地岛海岸边发现了它。奇怪的是，船上的东西都
2、原封未动，完好如初。船长航海日记的字迹仍然清晰可辨；就连那些死已多年的船员，也都“各在其位”，保持着当年在岗时的“姿势”. 1948年初，一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时，一场风暴过后，全船海员莫明其妙地死光. 在匈牙利鲍拉得利山洞入口，3名旅游者齐刷刷地突然倒地，停止了呼吸.,上述惨案，引起了科学家们的普遍关注，其中不少人还对船员的遇难原因进行了长期的研究。是自杀还是他杀？死因何在？凶手是谁？,第七节 受迫振动 共振,1.驱动力：外界对系统施加的周期性的外力。对系统做功，补充系统的能量损耗,一、受迫振动,2.受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动,3.受迫振动的频率：,物体做受迫振动时，振动稳
3、定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率没有关系。,二、共振,1.定义：驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅增大，这种现象叫做,2.共振曲线：,3.声音的共振叫做共鸣,经过反复调查，终于弄清了制造上述惨案的“凶手”次声波。 次声波是一种每秒振动次数很少，人耳听不到的声波，次声的频率很低，一般均在20赫兹以下。 人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似（0.0120Hz），倘若外来的次声频率与体内脏的振动频率相似或相同，就会引起人体内脏的“共振”，从而使人产生头晕、烦躁、耳鸣、恶心等等一系列症状。特别是当人的腹腔、胸腔等固有的振动频率与外来次声频率一致时，更易引起人体内脏的共振，使
4、人体内脏受损而丧命。前面开头提到的发生在马六甲海峡的那桩惨案，就是因为这艘货船在驶近该海峡时，恰遇上海上起了风暴。风暴与海浪摩擦，产生了次声波。次声波使人的心脏及其它内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡。,18世纪中叶，一座桥因大队士兵齐步走产生的频率正好与大桥的固有频率一致，使桥发声共振而断裂。1940年，美国的全长860米的塔柯姆大桥因大风引起的共振而榻毁。持续发出的某种频率的声音能将玻璃杯震碎。机器可以因共振而毁坏基座。高山上的一声大喊，可引起山顶积雪的共振，顷刻间造成一场大雪崩。行驶着的汽车，如果轮转频率正好与弹簧的固有频率相等，所产生的共振就能导致汽车失去控制，造成车毁人亡
5、,次声武器 发射频率低于20Hz的次声波，使其与人体器官发声共振，致使人头晕、恶心、神经错乱，或使共振的器官、部位发生位移、变形、甚至破裂，从而造成损伤以致死亡的高技术武器。,微波炉 炉内产生很强的振荡电磁场，使食物中的水分子发生共振。将电磁辐射能转化为内能，从而使事物的温度迅速升高。微波加热是对物体内部的整体加热，极大地提高了加热效率。,共振能充当地球生物的保护神 紫外线是太阳发出的一种射线，它们如果大举入侵地球，人类及各种生物势必遭受极大的危害。当紫外线经过大气层时，臭氧层的振动频率恰恰能与紫外线产生共振，因而就使这种振动吸收了大部分的紫外线。所以，共振能使大气中的臭氧层变得如防晒油一样，保证我们不至于被射线的伤害。,万物生长靠共振 植物的光合作用，也是叶绿素与某些可见光共振，才能吸收阳光，产生氧气与养分。所以没有共振，植物便不能生长，人类和许多动物也就因此会失去了食物的来源。也就是说，没有共振，地球上的生命便不能长期存在。,4.共振的应用和防止(1).应用：使驱动力的频率尽量接近物体的固有频率(2).防止：使驱动力的频率尽量远离物体的固有频率,