第2章 6 受迫振动 共振（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（人教版）江苏专版

6　受迫振动　共振

[学业要求与核心素养]

[对应学生用书P57]

一、振动中的能量损失

1．固有频率

如果振动系统__不受__外力的作用，此时的振动叫作固有振动，其振动频率称为__固有频率__。

2．阻尼振动

(1)阻尼振动：指__振幅__逐渐减小的振动。振动系统受到的__阻尼__越大，__振幅__减小越快。

(2)阻尼振动的图像：如图，振幅__逐渐减小__，最后停止振动。

二、受迫振动

阅读教材，并回答：

本节教材“做一做”中图2.6-2实验现象说明了什么？

答　见教材

[概念·规律]

1．驱动力：如果存在阻尼作用，振动系统最终会停止振动。为了使系统持续振动下去，对振动系统施加的__周期性__的外力，叫作驱动力。

2．受迫振动：系统在__驱动力__作用下的振动叫受迫振动。

3．受迫振动的频率：做受迫振动的物体振动稳定后，其振动频率等于__驱动力__的频率，与物体的__固有频率__无关。

三、共振现象及其应用

阅读教材，并回答：

本节教材“做一做”中图2.6-3实验

(1)各摆的固有频率取决于什么？

(2)B、C、D 三个摆在驱动力的作用下开始摆动，它们做受迫振动的频率相同吗？

(3)三个摆的振幅与它们的固有频率有什么关系？

(4)你认为驱动力的频率与固有频率满足什么关系，才能使受迫振动的振幅最大？

答　(1)摆长。　(2)相同。　(3)驱动力的频率与固有频率越接近，振幅越大。　(4)相等。

[概念·规律]

1．条件：驱动力频率__等于__物体的固有频率。

2．特征：在无阻尼受迫振动中，共振时受迫振动的__振幅__最大。

3．共振曲线：如图所示。

(1)受迫振动的频率与振动系统的固有频率无关。(　　)

(2)驱动力频率越大，振幅越大。(　　)

(3)共振只有害处没有好处。(　　)

(4)做受迫振动的物体一定会发生共振。(　　)

(5)阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小。(　　)

答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×

[对应学生用书P58]

探究点一　比较简谐运动、阻尼振动和受迫振动

　单摆做阻尼振动的振动图线如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．摆球在A时刻的动能等于B时刻的动能

B．摆球在A时刻的势能大于B时刻的势能

C．摆球在A时刻的机械能等于B时刻的机械能

D．摆球在A时刻的机械能大于B时刻的机械能

[审题探究]　单摆做阻尼振动，机械能减少。

[解析]　在单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使动能逐渐转化为内能，故选项C错误，D正确；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和重力势能仍在不断地相互转化，由于A、B两时刻，单摆的位移相等，所以重力势能相等，但动能不相等，故选项A、B错误。

[答案]　D

●核心素养·思维升华

阻尼振动及能量变化

(1)阻尼振动与简谐运动的关系：实际的振动都会受到阻力的作用，是阻尼振动。当阻力很小时，可以认为是简谐运动。

(2)机械能E等于动能Ek和势能Ep之和，即E＝Ek＋Ep，阻尼振动中，E减小，但动能和势能仍相互转化。

1．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是(　　)

A．振动的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．后一时刻的机械能可能小于前一时刻的机械能

解析　单摆振动过程中，会不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能，A对，D错；虽然单摆总的机械能在逐渐减少，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化。动能转化为势能时，动能逐渐减少，势能逐渐增加，而势能转化为动能时，势能逐渐减少，动能逐渐增加，所以不能断言后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能)，故B、