5　外力作用下的振动

[学习目标]　1.知道什么是阻尼振动和固有振动，并能从能量的观点给予说明.2.知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关.3.理解共振的概念，知道常见共振的应用和危害．

一、阻尼振动

[导学探究]　在研究弹簧振子和单摆振动时，我们强调忽略阻力的影响，它们做的振动都属于简谐运动．而实际上，在实验室中让一个弹簧振子振动起来，观察它的振幅是怎样变化的？你知道是什么原因造成的吗？

答案　振幅逐渐减小，阻力阻碍了振子的运动，使机械能转化为内能．

[知识梳理]　固有振动与阻尼振动

1．固有振动

如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫做固有振动，其振动频率称为固有频率．

2．阻尼振动

(1)系统受到摩擦力或其他阻力的作用时，我们说振动受到了阻尼．系统克服阻尼的作用要做功，消耗机械能，因而振幅减小，最后停下来，阻尼振动的图象如图1所示．

图1

(2)能量变化：振动系统受到摩擦阻力或其他阻力作用，机械能随时间减少，同时振幅也在逐渐减小．阻尼越小，能量减少越慢，振幅减小越慢；阻尼过大时，系统将不能发生振动．

(3)物体做阻尼振动时，振幅虽不断减小，但振动的频率仍由自身结构特点所决定，并不会随振幅的减小而变化.

[即学即用]　判断下列说法的正误．

(1)阻尼振动是减幅振动．(√)

(2)实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用．(√)

(3)阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小．(×)

(4)阻尼过大时，系统将不能发生振动．(√)

(5)阻尼振动的机械能逐渐转化为其他形式的能．(√)