2.5 阻尼振动 受迫振动(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册（教科版）

该高中物理课件聚焦机械振动中的阻尼振动、受迫振动及共振，通过洗衣机脱水振动情境导入，从自由振动到阻尼振动，再延伸至受迫振动与共振条件，构建连贯知识支架，帮助学生梳理概念逻辑。 其亮点在于结合情境思辨（如洗衣机振动变化分析）和图表（振动图像、共振曲线），通过对比归纳（简谐运动等表格）培养科学思维，用共振应用（共振筛）和防止（部队过桥）案例落实科学态度与责任。学生能深化物理观念，教师可高效组织教学。

5.阻尼振动　受迫振动 第二章　机械振动 1 1.知道阻尼振动、无阻尼振动、自由振动、固有频率等概念。 2.知道驱动力、受迫振动的概念及受迫振动的特点。 3.知道什么是共振以及发生共振的条件。 4.了解共振现象的应用和防止。 素养目标 2 目 录 CONTENTS 基础知识落实 核心要点突破 教学效果检测 课时作业 3 基础知识落实 目 录 4 知识点一　阻尼振动 1. 自由振动 （1）定义：系统不受外力作用，只在自身 ⁠作用下的振动。 （2）固有频率：系统 ⁠的频率，由系统本身的特征决定。 回复力 自由振动 2. 阻尼振动：系统在振动过程中受到 ⁠的作用，振动逐渐减弱，即 振幅逐渐变小，振动能量逐步转变为其他能量，这种振动叫作阻尼振动， 如图甲所示。 阻力 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 3. 无阻尼振动：理想情况下（即不受任何阻力，没有能量损耗）自由振动 的 保持 ⁠的振动，如图乙所示。 振幅 不变 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 知识点二　受迫振动 1. 驱动力：用周期性的外力作用于振动系统，补偿系统的能量损耗，使系 统持续 ⁠地振动下去，这种周期性的外力叫作驱动力。 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）：物体做受迫振动时，振动稳定后的频率 跟物体的 没有关系，而是等于 ⁠的频率。 等幅 驱动力 固有频率 驱动力 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 知识点三　共振　共振的应用和防止 1. 共振：驱动力的频率等于振动物体的 时，受迫振动的 ⁠ ⁠最大，这种现象叫作共振。 2. 共振的应用与防止 （1）应用：在需要利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动系统 的固有频率。如共振筛、荡秋千、共振转速计等。 （2）防止：在需要防止共振时，应使驱动力的频率远离振动系统的固有 频率。如部队过桥要用便步等。 固有频率 振 幅 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 　如图所示是家庭用波轮式、滚筒式两款洗衣机的脱水桶展示图，洗衣机 在完成衣服脱水程序后，电动机还要转动一小段时间才能停下来，在此过 程中发现洗衣机机身的振动会经历如下变化：先是振动幅度越来越大，然 后一小会儿振动得很剧烈，再经历机身的振动幅度慢慢减小直至停下来。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） （1）洗衣机工作时电动机的转动会产生周期性驱动力，使机身做受迫振 动。 （　√　） （2）洗衣机正常脱水时机身振动的幅度较小，是因为电动机转动频率接 近洗衣机的固有频率。 （　×　） （3）当脱水终止后“机身振动幅度越来越大”，是因为电动机转动的频率越 来越接近机身的固有频率。 （　√　） （4）机身“有一小会儿振动得很剧烈”是因为电动机转动频率接近或等于机 身的固有频率时，机身会发生共振现象。 （　√　） （5）“机身的振动幅度会慢慢减小”是因为电动机转动频率逐渐接近机身的 固有频率。 （　×　） √ × √ √ × 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 核心要点突破 目 录 11 要点一　简谐运动、阻尼振动与受迫振动的比较 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 固有频率 频率不变 驱动力频率 振幅 不变 减小 大小变化不确定 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 简谐运动 阻尼振动 受迫振动 振动 图像 形状不确定 实例 弹簧振子振动，单摆做小角度摆动 敲锣打鼓发出的声音越来越弱 扬声器纸盆振动发声， 钟摆的摆动 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 某物理学习小组制作了一个实验装置，如图所示，在曲轴A上悬挂一 个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上下振动，求： （1）如果不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动， 测得振子在 10 s 内完成了40次全振动。 ①如果不计空气阻力和摩擦，振子做什么运动？其固有周期和固有频率各 是多少？ ②如果考虑空气阻力和摩擦，振子做什么运动？其振动的周期和频率各是多少？ 答案：①简谐运动　0.25 s　4 Hz　②阻尼振动　0.25 s　4 Hz　 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） ①如果不计空气阻力和摩擦的情况下，振子因所受回复力与位移成正比， 方向与位移方向相反（F=－kx），故它做简谐运动，其周期和频率是由它 本身的性质决定的，称固有周期（T固）和固有频率（f固），根据题意可得 T固= s=0.25 s，f固= Hz=4 Hz。 ②如果考虑空气阻力和摩擦，振子在振动过程中要克服摩擦力和阻力做功 消耗机械能，导致其振幅越来越小，故振动为阻尼振动；阻尼作用不改变 振动的周期和频率，即T=0.25 s，f=4 Hz。 解析： 如果不转动把手，用手往下拉振子使振动系统获得一定能量，放手后： 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） （2）如果同学以转速8 r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么 运动？其振动周期和频率各是多少？ 答案：受迫振动　0.125 s　8 Hz 解析： 如果同学以转速8 r/s匀速转动把手，振子做受迫振动，振动达到稳定 状态后，其振动的频率f（或周期T）等于驱动力的频率（或周期），而跟 固有频率（或周期）无关，故弹簧振子的振动频率为f驱= 8 Hz，周期T驱= s=0.125 s。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 易错警示 （1）阻尼振动中振动系统的机械能逐渐减小，振幅逐渐变小；但是不改 变振动的周期和频率。 （2）受迫振动的频率（周期）决定于驱动力的频率（周期），与固有频 率（周期）无关。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 1. 〔多选〕（2025•四川省成都市蓉城联盟高二期末）下列说法正确的是 （　　） A． 做简谐运动的弹簧振子，其速度增大时，加速度一定减小 B． 同一弹簧振子振动的振幅越大，其振动的能量和周期越大 C． 做简谐运动的单摆，摆球的回复力由其所受合力提供 D． 做受迫振动的物体，振动稳定后的频率等于驱动力的频率 √ √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　做简谐运动的弹簧振子，其速度增大时，靠近平衡位置，位移 减小，根据F=－kx=ma，可知其加速度一定减小，选项A正确；同一弹簧 振子振动的振幅越大，其振动的能量越大，但其振动的周期与振幅无关， 选项B错误；做简谐运动的单摆，摆球的回复力由其重力沿圆弧切线方向 的分力提供，选项C错误；做受迫振动的物体，振动稳定后的频率等于驱 动力的频率，选项D正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 2. 上海中心大厦内部的“上海慧眼”阻尼器重达一千吨，有效抵御了大风对 建筑的影响。该阻尼器沿水平方向做阻尼振动，振动图像如图所示。关于 阻尼器的说法正确的是（　　） A． 振动周期越来越小 B． t=4 s时的动能为零 C． t=8 s时沿x轴负方向运动 D． t=10 s时加速度沿x轴负方向 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　由图可知，振动周期不变，选项A错误；t=4 s时正好经过平衡位 置，速度最大，动能最大，选项B错误；t=8 s时图线切线的斜率为正，则 沿x轴正方向运动，选项C错误；t=10 s时位移达到正向最大，则加速度最 大，方向沿x轴负方向，选项D正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 要点二　共振的理解及应用 【探究】唐朝洛阳有个和尚喜欢弹拨一种叫磬的乐器， 如图所示。奇怪的是磬在无人弹拨时经常自发鸣响， 无缘无故地发出嗡嗡的声音，磬无故而鸣，使和尚大 为惊奇，渐渐由惊而疑，由疑而怯，以为是妖孽作怪， 结果忧虑成疾，病倒在床。一天，和尚向前来探望他 的朋友诉说了内心的忧虑，正在说话时，寺院里的钟声响了，说来奇怪，磬也发出了嗡嗡的响声。和尚的朋友明白了原因，悄悄用钢锉在磬上锉了几处，从此之后，磬再也不会无故发声了。和尚以为妖怪已被赶走，心事顿消，病也不治而愈。请思考： 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） （1）磬为什么会不敲自鸣呢？ 提示： 磬不敲自鸣是共振现象。磬的固有频率和钟的振动频率一 样，因此每当钟响时，引起磬的共振而发出嗡嗡之声。 （2）和尚的朋友悄悄用钢锉在磬上锉了几处之后，为什么磬再也不会无 故发声？ 提示： 和尚的朋友悄悄用钢锉在磬上锉了几处之后，改变了其固有 频率，使其固有频率与钟的振动频率不一致了，钟响时不会引起磬的共振 而无故发声了。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 【归纳】 1. 对共振条件的理解 共振的条件：f驱=f固（或T驱=T固） （1）从受力角度看：当振动物体所受驱动力的方向跟它的运动方向相 同时，驱动力对它起加速作用，使它的振幅增大，当驱动力的频率等 于物体的固有频率时，它的每一次作用都使物体的振幅增加，从而振 幅达到最大。 （2）从功能关系看：当驱动力的频率等于物体的固有频率时，驱动力始 终对物体做正功，使振动能量不断增加，振幅不断增大，直到增加的能量 等于克服阻尼作用损耗的能量，振幅才不再增加。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 2. 对共振曲线的理解 （1）共振曲线的意义：反映了物体做受迫振动的振幅与驱动力频率的关 系，如图所示。 （2）f0的意义：表示做受迫振动物体的固有频率。 （3）规律：①当f=f0时，发生共振，振幅最大； ②当f＜f0时，f增大，振幅增大； ③当f＞f0时，f增大，振幅减小； （4）结论：驱动力的频率f越接近振动系统的固有频率f0，受迫振动的振幅 越大，反之振幅越小。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 类型一　共振现象的理解及应用 （2025•四川省泸州市泸县联考高二期中）公路上的减速带用于降低 车速。一辆汽车悬架的固有频率为15 Hz，驶过某路面上的一排减速带，相 邻减速带的间距为2 m，则（　　） A． 汽车颠簸的频率始终为15 Hz B． 汽车速度越大，颠簸得越厉害 C． 当汽车以30 m/s的速度行驶时颠簸得最厉害 D． 汽车速度越大，汽车悬架的固有频率越大 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：汽车悬架的固有频率与汽车悬架的刚度和悬架弹簧支撑的质量有 关，与汽车速度无关，选项D错误；设汽车速度为v，经过间距为2 m的减 速带时，时间为t==，颠簸的频率为f==，汽车颠簸的频率与速 度有关，选项A错误；汽车的固有周期为T== s，则汽车的速度为 v==30 m/s，则当汽车速度为30 m/s时，汽车发生共振现象，颠簸得最厉 害，选项B错误，选项C正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 类型二　共振曲线的理解及应用 如图所示为“双峰值”的共振曲线。 （1）若两个“峰值”表示在地球上同一地点的两个不同单摆的共振曲线，求 两个单摆的摆长之比； 答案：25∶4　 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 若两个“峰值”表示在地球上同一地点的两个不同单摆的共振曲 线，则g相同，由共振曲线得单摆Ⅰ的固有频率fⅠ=0.2 Hz，则固有周期TⅠ=5 s，单摆Ⅱ的固有频率fⅡ=0.5 Hz，则固有周期TⅡ=2 s，由单摆的周期公式 T=2π得两个单摆的摆长之比LⅠ∶LⅡ=∶=25∶4。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） （2）若两个“峰值”表示同一单摆分别在地球和另一个星球上的共振曲线， 求地球和该星球表面的重力加速度之比。 答案： 4∶25 解析： 若两个“峰值”表示同一单摆分别在地球和另一个星球上的共振曲 线，则摆长l一定，由单摆的周期公式T=2π 得地球和该星球表面的重力 加速度之比gⅠ∶gⅡ=∶=4∶25。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 1. 图（a）为演示单摆共振的装置，实验时依次让不同的单摆先摆起来，观 察单摆P（图中未标出）能达到的最大振幅A和稳定时的振动频率f，并描 点记录在图（b）中，用光滑曲线连接各点得到如图（b）所示曲线。取重 力加速度g=π2m/s2，下列说法正确的是（　　） A． 单摆P的固有频率约为1 Hz B． 装置（a）中只有一个单摆的摆长约为 1.0 m C． 当单摆P稳定时的振动频率为1.0 Hz时，先振动的单摆摆长约为0.25 m D． 单摆P的振动周期总为2 s √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　图（b）为单摆P的共振曲线，振幅最大时对应的频率为0.50 Hz，接近或等于其固有频率，故A错误；单摆P振幅最大时，先振动的单 摆与P的固有周期相近或相同，P的固有周期约为2.0 s，由 T=2π 可求得 其摆长约为 1.0 m，说明装置中至少有两个单摆的摆长约为1.0 m，故B错 误；当单摆P稳定时的振动频率为1.0 Hz时，先振动的单摆的固有频率也为 1.0 Hz，由T=2π，可得摆长约0.25 m，故C正确；单摆P做受迫振动的周 期与先振动的单摆周期相同，故D错误。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 2. （2024•四川省泸州市泸县高二期中）如图所示是用来测量各种发动机 转速的转速计原理图。在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为100 Hz、90 Hz、80 Hz、70 Hz的四个钢片a、b、c、d，将M端与正在转动的电动机接 触，发现b钢片振幅很大，其余钢片振幅很小，则（　　） A． 钢片a的振动频率约为90 Hz B． 钢片b受到的驱动力最大 C． 钢片c的振幅最小 D． 电动机的转速为100 r/s √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　因b钢片振幅很大，其余钢片振幅很小，可知b钢片与电动机接 近共振，即电动机的振动频率接近90 Hz，则其它钢片在电动机带动下做受 迫振动，则振动频率接近90 Hz，且驱动力都是一样大，选项A正确，选项 B错误；因钢片d的固有频率与驱动力频率的差值最大，则振幅最小，选项 C错误；电动机的转速为n=f=90 r/s，选项D错误。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 教学效果检测 目 录 35 1. 〔多选〕（2025•四川省成都市实验外国语学校高二阶段性考试）关于 简谐运动和受迫振动，下列说法中正确的有（　　） A． 做简谐运动的物体在平衡位置时的加速度为零 B． 做简谐运动的物体在平衡位置时回复力为零 C． 当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大 D． 一个受迫振动系统在非共振状态时，其振动周期与驱动力的周期不同 √ √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　物体在平衡位置时，处在位移为零的位置，此时受到的回复力 为零；但由于物体可能受到其他外力，如单摆的摆动过程中，最低点为平 衡位置，此时还有向心力，有向心加速度，故在平衡位置物体的加速度不 一定为零，选项A错误，选项B正确；当驱动力的频率等于系统的固有频率 时，受迫振动的振幅最大，产生共振，选项C正确；一个受迫振动系统在 非共振状态时，其振动周期等于驱动力的周期，选项D错误。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 2. 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． 手掌摩擦得越快则溅起的水花越高 B． 溅起水花的原因是手推动了“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 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　用手摩擦盆耳，溅起水花是因为“洗”做受迫振动造成的，当其 摩擦的频率等于“洗”的固有频率，使其达到共振时，溅起的水花最高，并 不是手掌摩擦得越快溅起的水花越高。盆中的嗡嗡声是“洗”振动时产生的 声音，故A、B、D错误，C正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 3. 一个单摆在地面上做受迫振动，其振幅与驱动力频率的关系如图所示， 下列说法正确的是（　　） A． 此单摆的固有周期约为1 s B． 此单摆的摆长约为1 m C． 若摆长增大，曲线的峰将向右移动 D． 若摆长减小，单摆的固有频率减小 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　由图可知，当f=0.5 Hz时发生共振，此时驱动力的频率等于单摆 的固有频率，得单摆的固有周期T==2 s，选项A错误；根据单摆的周期公 式T=2π，可得单摆的摆长l≈1 m，选项B正确；摆长增大，由f=可 知单摆的固有频率将减小，故曲线的峰将向左移动，摆长减小，单摆的固 有频率增大，选项C、D错误。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 4. 一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，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形支架的下面系着一个由弹 簧和小球组成的振动系统，小球做受迫振动。圆盘静止时，让小球做简谐 运动，其振动图像如图乙所示（以竖直向上为正方向）。下列说法正确的 是（　　） 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） A． t=1 s到t=2 s小球所受的回复力增加，且方向为x轴正方向 B． t=2 s到t=3 s弹簧弹性势能一定减小 C． 若圆盘以30 r/min的转速匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期 为4 s D． 若圆盘正以30 r/min的转速匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转 速适当减小 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　以竖直向上为正方向，t=1 s到t=2 s小球从最低点向平衡位置振 动，则所受的回复力减小，振动方向为x轴正方向，故A错误；t=2 s到t=3 s 小球从平衡位置向最高点振动，小球可能会经过弹簧的原长，则弹簧弹性 势能可能一直减小或先减小后增大，故B错误；若圆盘以30 r/min的转速匀 速转动，其周期为T驱==2 s，小球振动达到稳定时其振动的周期等于驱动 力的周期为2 s，故C错误；若圆盘正以30 r/min的转速匀速转动时，有T驱＜ T固=4 s，欲使小球振幅增加则要增大驱动力的周期，可使圆盘转速适当减 小，故D正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 课时作业 目 录 45 题组一　简谐运动、阻尼振动与受迫振动的比较 1. 〔多选〕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． 后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　单摆在振动过程中，会不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转 化为内能，故A、D正确。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、C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 2. 〔多选〕如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把曲轴可带动弹簧 振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2 Hz。现匀速转动摇把，转速为 240 r/min。则（　　） A． 当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5 s B． 当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25 s C． 当摇把转速为240 r/min时，弹簧振子的振幅最大， 若减小摇把转速，弹簧振子的振幅一定减小 D． 若摇把转速从240 r/min逐渐减小到120 r/min，弹簧振子的振幅逐渐增大 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　摇把的转速为n=240 r/min=4 r/s，它的周期T== s=0.25 s，转 动摇把时，弹簧振子做受迫振动，振动周期等于驱动力的周期，当振子稳 定振动时，它的振动周期是0.25 s，故A错误，B正确；弹簧振子的固有周 期T固== s=0.5 s，当 n=240 r/min=4 r/s，驱动力周期是0.25 s 时，振子没 有发生共振，若减小摇把转速，振动周期变大，与固有周期接近，弹簧振 子的振幅增大，故C错误；当n=120 r/min=2 r/s，驱动力周期是0.5 s，与固 有周期相等，若摇把转速从240 r/min逐渐减小到120 r/min，弹簧振子的振 幅逐渐增大，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 3. （2025•四川省眉山市仁寿一中北校区高二月考）如图所示为某同学研 究单摆做阻尼振动的位移—时间图像， M、N是图像上的两个点，且M、N 两点到平衡位置的距离相等， 下列说法正确的是（　　） A． 单摆做阻尼振动的过程中周期变小 B． 摆球在M点时的动能大于在N点时的动能 C． 摆球在M点时做减速运动 D． 摆球在N点时正在升高 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　单摆的周期T=2π，周期与振幅无关，单摆做阻尼振动的周期 不变，选项A错误；M、N两点对应位置高度相同，故从M到N重力做功为 0，由于单摆做阻尼振动，可知摆球需克服阻力做功，由动能定理可知摆 球在M点时的动能大于在N点时的动能，选项B正确；由图可知摆球在M点 时正在靠近平衡位置，速度在增大，即摆球在M点时做加速运动，选项C 错误；摆球在N点时正在靠近平衡位置，高度在降低，即摆球在N点时正在 下落，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 题组二　共振的理解及应用 4. （2024•四川省仁寿县铧强中学等二校高二月考）关于受迫振动、共 振，下列说法正确的是（　　） A． 为了防止共振产生危害，建厂房时要考虑厂房的固有频率与机器的固 有频率的差别 B． 做受迫振动的物体的频率与固有频率相等，与驱动力的频率无关 C． 快艇上的机关炮正连续向敌人射击时的振动是共振现象 D． 驱动力频率与固有频率之差越小，振幅越小，二者之差越大，振幅越大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　当物体发生共振时，驱动力的频率等于物体的固有频率，此时 振动物体的振幅最大，能量最大，故建厂房时要考虑厂房的固有频率与机 器的固有频率的差别，选项A正确；做受迫振动的物体的频率与驱动力的 频率相等，与固有频率无关，选项B错误；快艇上的机关炮正连续向敌人 射击时的振动与机关炮在射击时的反冲运动有关，与共振无关，选项C错 误；受迫振动的周期、频率与驱动力周期、频率相等，与固有周期、频率 无关，并且驱动力频率与固有频率之差越小，振幅越大，二者之差越大， 振幅越小，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 5. 〔多选〕某电影中主人公一声“狮子吼”可将桌上的杯子震碎。用手指轻 弹同样的杯子，杯子发出清脆的声音，测得声音频率为500 Hz。结合所学 知识推断电影中主人公发出的“狮子吼”的攻击原理及声波的特点，下列说 法可能的是（　　） A． “狮子吼”引发了共振现象 B． “狮子吼”的频率应该远小于500 Hz C． “狮子吼”的音量一定很大 D． “狮子吼”的频率应该接近500 Hz √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　“狮子吼”使被攻击的物体发生受迫振动，其振动频率等于“狮 子吼”声波的频率，当“狮子吼”的频率接近或等于物体的固有频率时，物体 发生共振，振幅达到最大，从而使物体被破坏，A正确，C错误；由题意可 知杯子的固有频率为500 Hz，所以主人公发出的“狮子吼”的频率应该接近 或等于500 Hz，B错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 6. （2025•四川省攀枝花市第三中学高二月考）如图所示为受迫振动的演 示装置，在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球，可以用一个单摆（称为“驱动 摆”）驱动另外几个单摆。下列说法不正确的是（　　） A． 某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度可能不 同而加速度一定相同 B． 如果驱动摆的摆长为L，则其他单摆的振动周期都等于2π C． 如果驱动摆的摆长为L，振幅为A，若某个单摆的摆长 大于L，振幅也大于A D． 如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的振幅最大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度大小相等但方向可能不同，根据F=－kx可得，加速度a==－x，位移相同，故加速度一定相同，选项A正确；如果驱动摆的摆长为L，根据单摆周期公式T=2π，而其他单摆都做受迫振动，故其振动周期都等于驱动摆的周期，选项B正确；当受迫振动的单摆的固有周期等于驱动摆的周期时，受迫振动的振幅最大，某个单摆的摆长大，但振幅不一定也大，选项C错误；同一地区，单摆的固有频率只取决于单摆的摆长，只有当单摆的摆长等于驱动摆的摆长时，单摆的振幅才能够达到最大，这种现象称为共振，选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 7. （2024•四川省成都市树德中学期末）“伽利略”研究小组记录了某受迫振 动的振幅随驱动力频率变化的关系，如下表所示。若该振动系统的固有频 率为f固，则下式可能正确的是（　　） 驱动力频率/Hz 40 50 60 70 80 90 受迫振动振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3 A． 60 Hz＜f固≤70 Hz B． 80 Hz＜f固＜90 Hz C． f固=80 Hz D． f固=50 Hz √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　共振曲线如图所示 由图可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大，比较各组数据可知f驱在60 Hz~80 Hz范围内，因此60 Hz＜f固≤70 Hz为可能范围，故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 8. 〔多选〕正在运转的机器，当其飞轮以角速度ω0匀速转动时，机器的振 动不强烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却 发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱，在 机器停下来之后，若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从0较缓慢地增 大到ω0，在这一过程中（　　） A． 机器不一定还会发生强烈的振动 B． 机器一定还会发生强烈的振动 C． 若机器发生强烈振动，强烈振动可能发生在飞轮角速度为ω0时 D． 若机器发生强烈振动，强烈振动时飞轮的角速度肯定不为ω0 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　飞轮在转速逐渐减小的过程中，机器出现强烈的振动，说明发 生共振现象，共振现象产生的条件是驱动力频率等于系统的固有频率，故 当机器重新启动时，飞轮转速缓慢增大的过程中，一旦达到共振条件，机 器一定还会发生强烈的振动，故A错误，B正确；由题意可知，发生强烈共 振时，飞轮的角速度一定小于ω0，故C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 9. 〔多选〕一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图甲所示的装置可用于研 究该弹簧振子的受迫振动，匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力， 使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，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，给砝码一个向 下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示，当把手以某一速 度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图丙所示，若用T0 表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，y表示受迫振动达到稳定 后砝码振动的振幅， 则（　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） A． 由图线可知T0=4 s B． 由图线可知T0=8 s C． 当T在4 s附近时，y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，y很小 D． 当T在8 s附近时，y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，y很小 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　图乙是弹簧振子自由振动时的振动图像，故由图乙可知，弹簧 振子的固有周期为T0=4 s，B错误，A正确；当弹簧振子的驱动力的周期等 于弹簧振子的固有周期时，弹簧振子的振动达到最强，振幅最大，故当T 在4 s附近时，振幅显著增大，当T比4 s小得多或大得多时，y很小，D错 误，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 10. 〔多选〕某种减噪装置结构如图所示，通过装置的共振可吸收声波。 已知其固有频率为f0=（SI制），其中σ为薄板单位面积的质量，L为空 气层的厚度。经测试发现它对频率为200 Hz的声音减噪效果最强，若外界 声波频率由200 Hz变为300 Hz，则（　　） A． 系统振动频率为200 Hz B． 系统振动频率为300 Hz C． 为获得更好减噪效果，可仅增大L的大小 D． 为获得更好减噪效果，可仅换用σ更小的薄板 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 　系统做受迫振动，振动时的频率等于驱动力的频率，即为300 Hz，故A错误，B正确；由于驱动力的频率大于系统的固有频率，在驱动 力的频率一定时，为获得更好减噪效果，应使系统的固有频率增大，由 f0=（SI制）可知，应减小σ或L，故C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 11. （2025•四川省成都市四川师范大学附属中学月考）飞力士棒是一种能 加强躯干肌肉功能的训练器材。标准型飞力士棒由握柄、负重头和PVC软 杆连接而成，可以使用双手进行驱动，棒 的固有频率为5 Hz，如图所示。则（　　） A． 使用者用力越大，飞力士棒振动越快 B． 无论手振动的频率如何，飞力士棒振动的频率始终为5 Hz C． 随着手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度一定变大 D． 驱动该飞力士棒与每秒钟振动10次相比，每秒钟振动5次时飞力士棒 的振幅更大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析：　飞力士棒振动的快慢由振动频率决定，与使用者用力大小无 关，选项A错误；飞力士棒发生的是受迫振动，其振动频率等于外界驱动 力的频率，可知，飞力士棒振动的频率不一定为5 Hz，选项B错误；棒的 固有频率为5 Hz，若手振动的频率大于5 Hz，随着手振动的频率增大，飞 力士棒振动的幅度变小，选项C错误；驱动该飞力士棒每秒钟振动10次 时，频率为10 Hz，每秒钟振动5次时，频率为5 Hz，此时棒子发生共振， 振幅最大，可知，驱动该飞力士棒与每秒钟振动10次相比，每秒钟振动5 次时飞力士棒的振幅更大，选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 12. 如图所示为“双峰值”的共振曲线。 （1）若两个“峰值”表示在地球上同一地点的两个不同单摆的共振曲线，求 两个单摆的摆长之比； 答案： 25∶4　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） 解析： 若两个“峰值”表示在地球上同一地点的两个不同单摆的共振曲 线，则g相同，由共振曲线得单摆Ⅰ的固有频率fⅠ=0.2 Hz，则固有周期TⅠ=5 s，单摆Ⅱ的固有频率fⅡ=0.5 Hz，则固有周期TⅡ=2 s，由单摆的周期公式 T=2π得两个单摆的摆长之比LⅠ∶LⅡ=∶=25∶4。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） （2）若两个“峰值”表示同一单摆分别在地球和另一个星球上的共振曲线， 求地球和该星球表面的重力加速度之比。 答案： 4∶25 解析：若两个“峰值”表示同一单摆分别在地球和另一个星球上的共振曲 线，则摆长l一定，由单摆的周期公式T=2π 得地球和该星球表面的重力 加速度之比gⅠ∶gⅡ=∶=4∶25。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·选择性必修第一册（JK） $