高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册课件_2.6受迫振动振
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(多选)下列说法正确的是( ACD ) A．实际的自由振动必然是阻尼振动 B．在外力作用下的振动是受迫振动 C．阻尼振动的振幅越来越小 D．受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关
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第14页
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【解析】 由题图可知当驱动力的频率为 f2 时，振子的振幅 最大，即振子发生共振现象，故 A 项正确；由共振条件知振子的 固有频率为 f2，故 C 项正确，D 项错误；振子做受迫振动时，振 动频率由驱动力的频率决定，故 B 项正确．
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【解析】 对于受迫振动，当驱动力的频率与固有频率相等 时将发生共振现象，所以列车的危险速率 v＝LT＝40 m/s，A 项正 确；列车过桥做减速运动，是为了使驱动力的频率远小于桥梁的 固有频率，防止桥梁发生共振，B 项错误；列车运动的振动频率 等于驱动力的频率，与列车的固有频率无关，C 项错误；由 v＝TL 知，L 增大时，T 不变，危险车速 v 变大，有利于列车高速运行， D 项正确．
第源自文库6页
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【解析】 因为甲的固有频率等于驱动力的频率，根据受迫 振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，做受迫振动的物体的频 率等于驱动力的频率，故 B 项正确．
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(多选)铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有 一定的间隙，匀速运动的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 12.6 m， 列车固有振动周期为 0.315 s．下列说法正确的是( AD )
A．列车的危险速率为 40 m/s B．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象 C．列车运动的振动频率和列车的固有频率总是相等的 D．增加钢轨的长度有利于列车高速运行
2.6 受迫振动 共振
第1页
讲课提纲必记清单
第2页
一、固有振动和阻尼振动 1．固有振动：不受外力干预的简谐运动，叫作固有振动， 其振动频率由系统自身性质决定，称为固有频率． 2．阻尼振动：振动系统由于受到阻力的作用，振幅随时间 逐渐减小的振动．能量不断减少，但阻尼振动的频率不变．
第3页
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：振动系统在驱动力作用下的振动． 3．受迫振动的频率：做受迫振动的系统振动稳定后，其振 动频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率没有关系．
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受迫振动
产生条件 频率 振幅
不受阻力作用 受阻力作用 受阻力和驱动力作用
固有频率 频率不变 由驱动力的频率决定
不变
变小 随驱动力频率变化
第7页
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考点二 对共振的理解 【名师解读】 1．共振的条件：驱动力的频率与系统的固 有频率相等，即 f 驱＝f 固．
2．共振曲线：f＝f0，共振；f＞f0 或 f＜f0，振幅较小，f 与 f0 相差越大，振幅越小．
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课堂检测即时巩固
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1．(多选)一单摆做阻尼振动，则在振动过程中( BD ) A．振幅越来越小，频率也越来越小 B．振幅越来越小，频率不变 C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变 D．在振动过程中，机械能不守恒 解析 因单摆做阻尼振动，所以振幅越来越小，机械能越来越 小，振动频率不变，故选 B、D 两项．
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2．下列振动中属于受迫振动的是( B ) 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沿上下方向振动
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三、共振 1．共振特征：共振时受迫振动的振幅最大． 2．共振条件：驱动力频率等于系统的固有频率． 3．共振曲线：如图所示，驱动力频率越接近系统的固有频 率时，振幅越大．
第5页
考点剖析对点训练
第6页
考点一 固有振动、阻尼振动和受迫振动
【名师解读】 三种振动的比较
振动类型 简谐运动
比较项目
阻尼振动
A．甲的振幅较大，且振动频率为 18 Hz B．甲的振幅较大，且振动频率为 9 Hz C．乙的振幅较大，且振动频率为 9 Hz D．乙的振幅较大，且振动频率为 72 Hz
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如图所示，把两个弹簧振子悬 挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频 率为 9 Hz，乙弹簧振子的固有频率为 72 Hz， 当支架在受到竖直方向且频率为 9 Hz 的驱动力作用做受迫振动 时，则两个弹簧振子的振动情况是( B )
第8页
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【解析】 实际的自由振动中，由于阻力不可避免，故是阻 尼振动，A 项正确；只有在周期性外力(驱动力)的作用下物体所 做的振动才是受迫振动，B 项错误；阻尼振动振幅越来越小，C 项正确；受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率，D 项正确．
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如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是
4 Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，
测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为 1 Hz，则把手
转动的频率为( A )
A．1 Hz
B．3 Hz
C．4 Hz
D．5 Hz
【解析】 转动把手后，弹簧振子开始做受迫振动，受迫振动
是按照外界驱动力的频率振动的，既然振子稳定后的振动频率为 1 Hz，则把手转动的频率为 1 Hz.
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(多选)如图表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与 驱动力频率的关系，由图可知( ABC )
A．驱动力频率为 f2 时，振子处于共振状态 B．驱动力频率为 f3 时，振子的振动频率为 f3 C．假如让振子自由振动，它的频率为 f2 D．振子做自由振动时，频率可以为 f1、f2、f3
如图所示是一个弹簧振子做阻尼振动的振动图像， 曲线上 A、B 两点的连线与横轴平行，下列说法正确的是( B )
A．振子在 A 时刻的动能等于在 B 时刻的动能 B．振子在 A 时刻的势能等于在 B 时刻的势能 C．振子在 A 时刻的机械能等于在 B 时刻的机械能 D．振子从 A 到 B 过程周期逐渐减小
【解析】 由于弹簧振子做阻尼振动，所以 A 时刻的机械能 大于 B 时刻的机械能，C 项错误；由于振子的势能与振子偏离平 衡位置的位移有关，A、B 时刻振子偏离平衡位置的位移相同， 故 A、B 两时刻振子的势能相同，振子的机械能在减小，故振子 在 A 时刻的动能大于在 B 时刻的动能，A 项错误，B 项正确；振 子做阻尼振动时，周期、频率不改变，D 项错误．
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【解析】 由题图可知当驱动力的频率为 f2 时，振子的振幅 最大，即振子发生共振现象，故 A 项正确；由共振条件知振子的 固有频率为 f2，故 C 项正确，D 项错误；振子做受迫振动时，振 动频率由驱动力的频率决定，故 B 项正确．
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【解析】 对于受迫振动，当驱动力的频率与固有频率相等 时将发生共振现象，所以列车的危险速率 v＝LT＝40 m/s，A 项正 确；列车过桥做减速运动，是为了使驱动力的频率远小于桥梁的 固有频率，防止桥梁发生共振，B 项错误；列车运动的振动频率 等于驱动力的频率，与列车的固有频率无关，C 项错误；由 v＝TL 知，L 增大时，T 不变，危险车速 v 变大，有利于列车高速运行， D 项正确．
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【解析】 因为甲的固有频率等于驱动力的频率，根据受迫 振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，做受迫振动的物体的频 率等于驱动力的频率，故 B 项正确．
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(多选)铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有 一定的间隙，匀速运动的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 12.6 m， 列车固有振动周期为 0.315 s．下列说法正确的是( AD )
A．列车的危险速率为 40 m/s B．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象 C．列车运动的振动频率和列车的固有频率总是相等的 D．增加钢轨的长度有利于列车高速运行
2.6 受迫振动 共振
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第2页
一、固有振动和阻尼振动 1．固有振动：不受外力干预的简谐运动，叫作固有振动， 其振动频率由系统自身性质决定，称为固有频率． 2．阻尼振动：振动系统由于受到阻力的作用，振幅随时间 逐渐减小的振动．能量不断减少，但阻尼振动的频率不变．
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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：振动系统在驱动力作用下的振动． 3．受迫振动的频率：做受迫振动的系统振动稳定后，其振 动频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率没有关系．
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受迫振动
产生条件 频率 振幅
不受阻力作用 受阻力作用 受阻力和驱动力作用
固有频率 频率不变 由驱动力的频率决定
不变
变小 随驱动力频率变化
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考点二 对共振的理解 【名师解读】 1．共振的条件：驱动力的频率与系统的固 有频率相等，即 f 驱＝f 固．
2．共振曲线：f＝f0，共振；f＞f0 或 f＜f0，振幅较小，f 与 f0 相差越大，振幅越小．
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1．(多选)一单摆做阻尼振动，则在振动过程中( BD ) A．振幅越来越小，频率也越来越小 B．振幅越来越小，频率不变 C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变 D．在振动过程中，机械能不守恒 解析 因单摆做阻尼振动，所以振幅越来越小，机械能越来越 小，振动频率不变，故选 B、D 两项．
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2．下列振动中属于受迫振动的是( B ) 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沿上下方向振动
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三、共振 1．共振特征：共振时受迫振动的振幅最大． 2．共振条件：驱动力频率等于系统的固有频率． 3．共振曲线：如图所示，驱动力频率越接近系统的固有频 率时，振幅越大．
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考点剖析对点训练
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考点一 固有振动、阻尼振动和受迫振动
【名师解读】 三种振动的比较
振动类型 简谐运动
比较项目
阻尼振动
A．甲的振幅较大，且振动频率为 18 Hz B．甲的振幅较大，且振动频率为 9 Hz C．乙的振幅较大，且振动频率为 9 Hz D．乙的振幅较大，且振动频率为 72 Hz
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如图所示，把两个弹簧振子悬 挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频 率为 9 Hz，乙弹簧振子的固有频率为 72 Hz， 当支架在受到竖直方向且频率为 9 Hz 的驱动力作用做受迫振动 时，则两个弹簧振子的振动情况是( B )
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【解析】 实际的自由振动中，由于阻力不可避免，故是阻 尼振动，A 项正确；只有在周期性外力(驱动力)的作用下物体所 做的振动才是受迫振动，B 项错误；阻尼振动振幅越来越小，C 项正确；受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率，D 项正确．
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4 Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，
测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为 1 Hz，则把手
转动的频率为( A )
A．1 Hz
B．3 Hz
C．4 Hz
D．5 Hz
【解析】 转动把手后，弹簧振子开始做受迫振动，受迫振动
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(多选)如图表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与 驱动力频率的关系，由图可知( ABC )
A．驱动力频率为 f2 时，振子处于共振状态 B．驱动力频率为 f3 时，振子的振动频率为 f3 C．假如让振子自由振动，它的频率为 f2 D．振子做自由振动时，频率可以为 f1、f2、f3
如图所示是一个弹簧振子做阻尼振动的振动图像， 曲线上 A、B 两点的连线与横轴平行，下列说法正确的是( B )
A．振子在 A 时刻的动能等于在 B 时刻的动能 B．振子在 A 时刻的势能等于在 B 时刻的势能 C．振子在 A 时刻的机械能等于在 B 时刻的机械能 D．振子从 A 到 B 过程周期逐渐减小
【解析】 由于弹簧振子做阻尼振动，所以 A 时刻的机械能 大于 B 时刻的机械能，C 项错误；由于振子的势能与振子偏离平 衡位置的位移有关，A、B 时刻振子偏离平衡位置的位移相同， 故 A、B 两时刻振子的势能相同，振子的机械能在减小，故振子 在 A 时刻的动能大于在 B 时刻的动能，A 项错误，B 项正确；振 子做阻尼振动时，周期、频率不改变，D 项错误．
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