2021-高中物理人教版选修3-4课件：第十一章 第5节 外力作用下的振动

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外力作用下的振动

题型1ꢀ阻尼振动的理解

1．(多选)做阻尼运动的弹簧振子，它的(ꢀꢀ)CD

A．周期越来越小C．振幅越来越小B．位移越来越小D．机械能越来越小

解析

弹簧振子的周期和频率是由它本身的性质决定的，即使做阻尼振动，周期和频率也不变，故A错误；由题意可知，弹簧振子做阻尼运动，即振子振动的幅度逐渐减小，但不能说弹簧振子的位移越来越小，故B错误，C正确；根据能量守恒定律可知，由于阻力做负功，所以机械能越来越小，故D正确．

题型2ꢀ受迫振动的理解

2．[四川资阳中学2018高二下期中](多选)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，下列说法正确的是(ꢀꢀ)BC

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f

D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0的整数倍

解析

当f＝f时，系统发生共振，振幅最大，当f＜f时，随f的增大，驱动力的频率接近固有频率，该振动00

系统的振幅增大，故A错误；当f＞f0时，随f的减小，驱动力的频率接近固有频率，该振动系统的振幅增大，故B正确；该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于驱动力的频率，故C正确，D错误．

3．[山东淄博第一中学2019高二下期中]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(ꢀDꢀ)

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，它的振动频率是2 Hz

C．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大

D．当转速减小时，弹簧振子的振幅增大

解析

摇把的转速为240 r/min，则驱动力的周期T＝0.25 s，频率f＝4 Hz，当振子稳定振动时，它的振

动周期为0.25 s，振动频率为4 Hz，故A、B错误；当转速减小时，驱动力的频率减小，接近振子的

固有频率，振子的振幅增大，故C错误，D正确．

题型3ꢀ共振现象

4．[四川成都第七中学2019高二下期中]下列关于机械振动的说法正确的是(ꢀCꢀ)

A．做受迫振动的物体稳定后，其振动的周期总等于系统的固有周期

B．阻尼振动振幅逐渐减小，同时周期也逐渐减小

C．当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大

D．为避免共振现象发生，应使驱动力频率接近或等于振动系统的固有频率

解析

做受迫振动的物体稳定后，其振动的周期总等于驱动力的周期，选项A错误；阻尼振动振幅逐渐减小，周期不变，选项B错误；当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，产生共振，此时受迫振动的振幅最大，选项C正确；为避免共振现象发生，应使驱动力频率远离振动系统的固有频率，故D错误．

5．[河南花洲实验高级中学2019高二下月考](多选)据《天中记》一书记载，晋初(公元3世纪)时，京城

有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次，人们十分惊恐．学者张华判断，这是铜盘与皇宫早晚的

钟声共鸣所致．后来把铜盘磨薄一些，它就不再自鸣了．关于这个现象，下列说法中正确的是(ꢀꢀ)

ABD A．共鸣是一种共振

B．铜盘共鸣时的振动频率等于皇宫钟声的频率

C．把铜盘磨薄改变了驱动力的频率

D．把铜盘磨薄使铜盘的固有频率远离驱动力的频率

解析

共鸣是可发声的物体之间的共振，故A正确；发生共鸣的条件是频率相等，故B正确；把铜盘磨薄改变了其固有频率，故C错误；把铜盘磨薄使铜盘的固有频率不等于驱动力的频率，这样就不会再发生共鸣了，故D正确．故选A、B、D.

6．[浙江余姚中学2019高二下月考]工厂测机器转速可用一种振动式转速计．振动式转速计由十几根不同长度的钢丝组成，每根钢丝的固有频率都不同．使用时，将振动式转速计固定在发动机附近，机器工作时，每转一转，活塞上下运动一次，产生一次振动．观察发现，固有频率为60 Hz的那一根钢丝的振动幅度最大，由此可知机器的转速约为(ꢀBꢀ)

A．1 800 r/min B．3 600 r/min

C．7 200 r/min D．60 r/min

解析

当驱动力的频率等于物体固有频率时，发生共振，振幅最大，所以发动机转动的频率等于钢丝的

固有频率，即60 Hz，发动机的转速为n＝f＝60 r/s＝3 600 r/min，故B正确．

7．[河南郑州一中2018高二下期末]如图所示，在一根绷紧的横绳上挂几个摆长不等的单摆，其中A、E的摆长相等，A摆球的质量远大于其他各摆球，当A摆振动起来后，带动其余各摆球也随之振动起来，达到稳定后，以下关于各摆的振动，说法正确的是(ꢀBꢀ)

A．各摆振动的振幅都相等

B．各摆振动的周期都相等

C．B、C、D、E四摆中，C摆的振幅最大

D．B、C、D、E四摆中，C摆振动的周期最大

解析

受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振幅最大，即发生

共振．A摆振动起来后，使得B、C、D、E做受迫振动，达到稳定后，振动的频率都等于A摆振动

的频率，所以各摆振动的周期都相等，B正确，D错误；E摆的摆长与A摆相等，即固有频率相等，

则E摆发生共振，振幅最大，A、C错误．

8．[山东师范大学附中2019高二下期中]如图甲所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球，共同组成一个振动系统．当圆盘静止时，小球可稳定振动．现使圆盘以4 s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定．改变圆盘匀速转动的周期，小球的共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图乙所示，则(ꢀBꢀ)

A．此振动系统的固有频率约为0.25 Hz

B．此振动系统的固有频率约为3 Hz

C．若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率不变

D．若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动

解析

由小球的共振曲线可得，此振动系统的固有频率约为3 Hz，故B正确，A错误；振动系统的振动频率

是由驱动力的频率决定的，所以若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率减小，故C错误；共

振曲线峰值对应振动系统的固有频率，它是由振动系统本身的性质决定的，与驱动力的频率无关，

故D错误．