2.6 受迫振动　共振-2021-2022学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第一册）

第二章 机械振动 2.6：受迫振动　共振 一：知识精讲归纳 考点一、固有振动、阻尼振动 1．固有振动和固有频率 (1)固有振动：振动系统在不受外力作用下的振动． (2)固有频率：固有振动的频率． 2．阻尼振动 (1)阻尼：当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了阻尼． (2)阻尼振动：振幅逐渐减小的振动，如图所示． (3)振动系统能量衰减的两种方式 ①振动系统受到摩擦阻力作用，机械能逐渐转化为内能． ②振动系统引起邻近介质中各质点的振动，能量向外辐射出去． 考点二、受迫振动 1．驱动力 作用于振动系统的周期性的外力． 2．受迫振动 (1)定义：系统在驱动力作用下的振动． (2)受迫振动的频率(周期) 物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关． 考点三、共振 1．定义 驱动力的频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振． 2．共振曲线(如图2所示) 图2 技巧归纳：三种振动 (1)简谐运动：一种理想化的模型，物体运动过程中的一切阻力都不考虑． (2)阻尼振动：考虑阻力的影响，是更实际的一种运动． (3)受迫振动：物体做阻尼振动时在驱动力作用下的振动． 2．三种振动的比较 振动类型 比较项目 简谐运动 阻尼振动 受迫振动 产生条件 不受阻力作用 受阻力作用 受阻力和驱动力作用 频率 有固有频率 频率不变 由驱动力的频率决定 振动图像 形状不确定 常见例子 弹簧振子或单摆 敲锣打鼓时发出的声音越来越弱 机器运转时底座发生的振动 二：考点题型归纳 题型一：阻尼振动的问题 1．（2021·江苏铜山·高二期中）如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，小球在水中振动，其阻尼振动的频率约为3Hz。使圆盘以4s的周期匀速运动，经过一段时间后，小球振动达到稳定。则（　　） A．振动系统的固有周期为4s B．小球稳定振动时的频率为3 Hz C．若增加圆盘转速，系统的振动再次稳定时，振幅一定变大 D．若减小圆盘转速，系统的振动再次稳定时，振幅一定变小 2．（2022·全国·）下列振动中属于受迫振动的是（　　） A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动 B．打点计时器接通电源后，振针的振动 C．小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动 D．弹簧振子在竖直方向上振动 3．（2021·湖南·高二阶段练习）如图所示，水平张紧的绳子上用细线挂有5个相同的小球，细线质量可忽略，细线长远大于球半径，A、D两球的细线长度相等，使小球A小角度垂直于纸面摆动，其余各球随之开始摆动，稳定后（　　） A．小球C振动的周期最长 B．5个小球的振动周期均相同 C．小球C的振幅最大 D．小球E的振幅最大 题型二：周期性外力作用下物体振动的频率 4．（2021·湖南·高二）如图，薄金属条上通过不可伸长的轻绳悬挂5个相同的小球，已知轻绳长远大于小球半径，A、D两球的绳长相等，使A小角度在竖直平面内摆动，其余各球随之开始摆动。各球摆动稳定后（　　） A．B、C、D、E频率一定相同 B．B、C、D、E频率可能不相同 C．C振动的周期最长 D．C的振幅最大 5．（2021·山东·巨野县实验中学）如图所示为受迫振动的演示装置，当单摆A振动起来后，通过水平悬绳迫使单摆B、C振动，则下列说法正确的是（　　） A．只有单摆A、C振动周期相等 B．单摆A的振幅比单摆B的小 C．单摆B的振幅比单摆C的小 D．单摆B、C振动时的周期与其摆长有关 题型三：共振条件和曲线 6．（2021·全国·高二如图所示是一个单摆做受迫振动时振幅A与驱动力的频率f关系的共振曲线，下列说法正确的是（　　） A．该单摆摆长约为6cm B．发生共振时单摆的周期为1s C．单摆实际摆动的频率可能大于驱动力的频率 D．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动 题型四：共振的利用和防止 7．（2021·江苏常熟·高二期中）如图所示“洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成，现代亦有许多仿制的工艺品，倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花，下列关于“洗”的说法正确的是（　　） A．手掌摩擦的越快则溅起的水花越高 B．溅起水花的原因是由于手推动了“洗” C．该种现象属于受迫振动 D．盆中的嗡嗡声是手与“洗”摩擦产生的声音 8．（2021·山东·乳山市银滩高级中学高二阶段练习）铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过钢轨接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。普通钢轨长为12.