2.6 受迫振动 共振-【高效课堂】2023-2024学年高二物理同步讲练（人教版2019选择性必修第一册）

2.6 受迫振动 共振 学习目录 考点一、固有振动、阻尼振动 1 考点二、受迫振动 2 考点三、共振 2 【巩固练习】 5 知识掌握 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 作用下的振动． (2)固有频率： 振动的频率． 2．阻尼振动 (1)阻尼：当振动系统受到 的作用时，振动受到了阻尼． (2)阻尼振动： 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 阻力作用，机械能逐渐转化为 ②振动系统引起邻近介质中各 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 的外力． 2．受迫振动 (1)定义：系统在 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 驱动力的频率，与系统的固有频率 考点三、共振 1．定义 驱动力的频率f 系统的固有频率f0时，受迫振动的 最大，这种现象叫做共振． 2．共振曲线(如图2所示) [例题1] （2023春•南海区校级期中）下列有关振动的说法正确的是（　　） A．阻尼振动的振幅不会变化 B．物体振动的频率就是物体的固有频率 C．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 D．共振是普遍的现象，都是有利的 [例题2] （2023春•深圳期中）飞力士棒是一种健身、康复器材，它由一根PVC软杆、两端的负重头和中间的握柄组成，使用时，用手驱动使其振动，如图所示。若某棒的固有振动频率为4.5Hz，下列说法正确的是（　　） A．用力越大，该棒振动的越快 B．增大手驱动的频率，该棒的振幅一定变大 C．增大手驱动的频率，该棒的振动频率可能减小 D．用同样大小的力驱动该棒，每分钟完成270次全振动时负重头的振幅最大 [例题3] （2023春•西城区校级期中）铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过轨端接缝处时，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12.6m，列车固有振动周期为0.315s。下列说法正确的是（　　） A．列车的危险速率为40m/s B．列车过桥需要减速，为了防止列车发生共振现象 C．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的 D．列车的危险速率是指钢轨产生共振时列车速率 [例题4] （2023春•南岗区校级月考）图甲所示是一个共振筛，该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高：增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。在某电压下此刻偏心轮的转速是54r/min。下列说法正确的是（　　） A．偏心轮现在的频率是0.8Hz B．增加偏心轮转速，可以使筛子振幅增大 C．增加筛子质量，可以使筛子振幅增大 D．降低偏心轮转速，可以使筛子振幅增大 [例题5] （2022秋•六盘水期末）图为CCTV10“我爱发明”节目中播放的松果采摘机工作时的场景，其采摘过程是利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动松树，使得松果脱落，对此，下列说法正确的是（　　） A．采摘振动头的振动频率越接近松树的固有频率，松树的振幅越大 B．采摘振动头的振动频率越低，松树的振辐越大 C．采摘振动头的振动频率越高，松树的振幅越大 D．采摘松果的快慢与采摘振动头的振动频率无关 知识深化 (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 【巩固练习】 1. （2022秋•辽阳期末）为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到迫使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速，称为“洗衣板”效应。如果某路面上减速带的间距为2m，一辆固有频率为5Hz的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（　　） A．汽车的速度越小，颠簸得越厉害 B．汽车的速度越大，颠簸得越厉害 C．当汽车以10m/s的速度行驶时颠簸得最厉害 D．当汽车以0.4m/s的速度行驶时颠簸得最厉害 2. （2023•辽宁模拟）图（a）中医生正在用“彩超”技术给病人检查身