2.6.2受迫振动 共振 导学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

题目 2.6受迫振动 共振 课型 习题课 主备人 学习目标 1．知道什么是阻尼振动，阻尼振动的图像的特点。 2．知道什么是受迫振动，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率。 3．知道什么是共振以及发生共振的条件，能够解释共振的应用和防止的实例。 基础知识 1．振幅逐渐减小的振动，叫作阻尼振动，阻尼越大，振幅减小得越快。 2．做阻尼振动的物体，振幅越来越小，但周期不变。 3．系统在驱动力作用下的振动叫作受迫振动，受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。 4．共振曲线 如图所示，共振曲线的横坐标为驱动力的频率f，纵坐标为做受迫振动系统的振幅A。 当驱动力的频率与系统的固有频率相等时，受迫振动振幅最大，叫共振，驱动力的频率与系统固有频率相差越多，振幅越小。 例题剖析 (15分)如图所示是探究单摆共振条件时得到的图像，它表示了振幅跟驱动力频率之间的关系，(取π2＝g)试分析： (1)这个单摆的摆长是多少？ (2)如果摆长变长一些，画出来的图像的高峰将向哪个方向移动？ 课堂小结 随堂检测 一、单项选择题(每小题6分，共36分) 1．受迫振动在稳定状态时(　　) A．一定做简谐运动 B．不可能做简谐运动 C．一定按驱动力的频率振动 D．一定发生共振 2．某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f。若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是(　　) A．当f＜f0时，该振动系统的振幅随f增大而减小 B．当f＜f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大 C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0 D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f 3．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题。在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是(　　) A．加大飞机的惯性 B．使机体更加平衡 C．使机翼更加牢固 D．改变机翼的固有频率 4．下列说法不正确的是(　　) A．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频 B．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象 C．部队要便步通过桥梁，是为了防止桥梁发生共振而坍塌 D．较弱声音可震碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振 5．两个弹簧振子，甲的固有频率是100 Hz，乙的固有频率是400 Hz，若它们均在频率是300 Hz的驱动力作用下做受迫振动，则振动稳定后(　　) A．甲的振幅较大，振动频率是100 Hz B．乙的振幅较大，振动频率是300 Hz C．甲的振幅较大，振动频率是300 Hz D．乙的振幅较大，振动频率是400 Hz 6．脱水机把衣服脱完水后切断电源，电动机还要转一会儿才能停下来，在这一过程中，发现脱水机在某一时刻振动得很剧烈，然后又慢慢振动直至停止运转，其中振动很剧烈的原因是(　　) A．脱水机没有放平稳 B．电动机在这一时刻转快了 C．电动机在这一时刻的转动频率跟脱水机的固有频率相近或相等 D．是脱水机出现了故障 二、多项选择题(每小题7分，共21分) 7．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是(　　) A．机械能逐渐转化为其他形式的能 B．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能 C．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能 D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能 8. 如图所示，一根绷紧的水平绳上挂五个摆，摆球质量均相同，其中A、E摆长均为l，先让A摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则稳定后(　　) A．其他各摆振动周期跟A摆相同 B．其他各摆振动的振幅大小相等 C．其他各摆振动的振幅大小不同，E摆的振幅最大 D．B、C、D三摆振动的振幅大小不同，B摆的振幅最小 9．如图甲所示的装置可用于研究弹簧振子的受迫振动，砝码和轻弹簧构成弹簧振子。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期等于驱动力的周期。改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期，若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图像如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图像如图丙所示。若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，A表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅。则(　　) A．由图像可知T0＝4 s B．由图像可知T0＝8 s C．当T在4 s附近时，A显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，A很小 D．当T在8 s附近时，A显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，A很小 三、非选择题(本题共3小题，共43分) 10．(13分) 如图所示，在曲轴A上悬挂一个弹簧振子，如果不转动把手B，而用手向下拉小球m，放开