由于实际的振动系统都会受到摩擦力、黏滞力等阻碍作用,振幅必然逐渐减小。这种振幅随时间逐渐减小的振动称为 阻尼振动①。
使周期性的外力作用于振动系统,外力对系统做功,补偿系统的能量损耗,使系统的振动维持下去。这种周期性的外力叫作驱动力,系统在驱动力作用下的振动叫作 受迫振动②。
要点二 共振
当驱动力的频率等于固有频率时,物体做受迫振动的振幅达到最大值,这种现象称为 共振③。
自主思考
①(1)实际的弹簧振子的运动是阻尼振动吗?
(2)系统做阻尼振动时什么变化?什么不变?
答案:提示 (1)实际的弹簧振子在运动中除受弹力外,还受阻力的作用,振幅逐渐减小,因此振子做的是阻尼振动。当阻尼很小时,在不太长时间内看不出振幅有明显的减小,于是就可以把它当作简谐运动来处理。
(2)振幅和振动系统的机械能变化,振动的周期和频率不变。
②物体做受迫振动时,振动频率由什么决定?
答案:提示 振动频率由驱动力的频率决定。做受迫振动的物体,其振动频率总等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关。
③(1)做受迫振动的物体一定会发生共振吗?
(2)用扁担挑水前进时,有时桶里的水会荡得厉害,并从桶中溅出来,这是为什么?
答案:提示 (1)不一定。物体做受迫振动时,当驱动力的频率等于固有频率时,才会发生共振,即发生共振的物体一定做受迫振动,做受迫振动的物体不一定发生共振。
(2)人挑水时,通过扁担对水桶施加周期性的驱动力,当驱动力的频率等于桶里水的固有频率时,水发生共振,水的动荡就越来越厉害,就会从桶中溅出来。