6 受迫振动 共振公开课教案教学设计课件资料.docx

6受迫振动共振课时训练基础巩固练题组1阻尼振动1（多选）下列说法中错误的有（BC）A.阻尼振动的振幅不断减小B.物体做阻尼振动时,随着振幅的减小,频率也不断减小C.阻尼振动的振幅逐渐减小,所以周期也逐渐减小D.阻尼过大时,系统将不能发生振动解析:阻尼振动由于阻力影响,要克服阻力做功,在振动过程中机械能一直逐渐减小，因此阻尼振动的振幅一定是不断减小的,故A说法正确;物体做阻尼振动时,振幅虽然不断减小,但是振动频率仍由自身的结构特点决定,不随振幅的减小而变化,阻尼振动的周期也不改变,故B、C说法错误;阻尼过大时,振动能量可能会在四分之一周期内减小为零,系统将不能发生振动,故D说法正确。2.自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,下列说法正确的是（D）.机械能守恒B.能量正在消失C.只有动能和势能相互转化D.减少的机械能转化为内能解析：自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,说明秋千的机械能越来越少,机械能不守恒,故A错误;秋千的机械能越来越少,减少的机械能转化为内能,并不仅仅是动能与重力势能之间的转化,能量并没有消失,故B、C错误,D正确。3 .（多选）对于阻尼振动，下列说法正确的是（ABD）A.阻尼振动就是减幅振动,其振动的能量不断减少B.实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用C.阻尼振动的振幅、振动能量、振动周期逐渐减小D.对做阻尼振动的振子来说,其机械能逐渐转化为内能解析:振动系统的振动频率与本身的结构有关,为固有频率,所以在阻尼振动中,振幅减小,振动能量减少,最终转化为内能,但周期不变,故A、D正确,C错误;实际的振动系统都要受到摩擦或空气阻力等阻尼作用，故B正确。4 .（多选）如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法中正确的是（BD）.摆球A时刻的动能等于B时刻的动能B.摆球A时刻的势能等于B时刻的势能C.摆球A时刻的机械能等于B时刻的机械能D.摆球A时刻的机械能大于B时刻的机械能解析:单摆做阻尼振动，因此其机械能不断减小,选项D正确,C错误；由题图可看出A、B两时刻单摆的位移相同，即在同一位置,势能相同,选项B正确；因机械能越来越小,A、B时刻势能相等,所以B时刻动能比A时刻小,选项A错误。题组2受迫振动5.（2023衢州期末）高压输电线路塔杆较高,杆距较大,当输电线受到风吹动时,会发生较强烈的振动,输电线会因周期性的弯折发生破坏，为此,需要在靠近塔杆悬点处加挂一个小锤,如图所示。下列说法正确的是（B）小锤XJA.小锤的作用是防雷电B.小锤的作用是为了减弱输电线振动的幅度C.小锤的振动与输电线振动是同步的D.小锤的规格与杆距无关解析:在靠近塔杆悬点处加挂一个小锤,是为了减弱输电线振动的幅度,减缓输电线因周期性的弯折发生破坏,选项B正确。6 .超声波洁牙机利用超声波激励工作头产生高频振动,使牙结石因振动而松脱。则（B）.工作头的振动频率小于超声波的频率B.工作头的振动频率与牙结石固有频率接近时,牙结石更容易脱落C.工作头的振动频率越大,洁牙效果越好D.工作头停止振动,牙结石的固有频率逐渐减小解析:超声波洁牙机利用超声波激励工作头产生高频振动,工作头的振动频率和超声波的频率相等,当工作头的振动频率与牙结石固有频率接近时,发生共振,牙结石更容易脱落,A、C错误,B正确;工作头停止振动,牙结石的固有频率不变,D错误。7 .（多选）如图所示的装置中,在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子,若不转动把手C,让其上下振动,周期为T1,若使把手以周期T2（T2>T）匀速转动，当运动都稳定后，则下列说法正确的是（BC）A.弹簧振子的振动周期为“8 .弹簧振子的振动周期为T2C.弹簧振子的振动频率为:D.要使弹簧振子的振幅增大,可让把手转速减小解析:弹簧振子在把手作用下做受迫振动,其振动周期等于驱动力的周期，因此振动周期为T2,错误,B、C正确；由于T2>T1,要使弹簧振子的振幅增大,可让把手转速增大,即周期减小，当与固有周期接近或相等时,振幅可达到最大,D错误。题组3共振曲线8.（多选）某简谐振子，自由振动时的振动图像如图甲中实线所示,而在某驱动力作用下做受迫振动时,稳定后的振动图像如图甲中虚线所示,那么,此受迫振动对应的状态可能是图乙中的（图乙为该简谐振子的共振曲线）（AD）A.a点B.b点C.c点D.一定不是C点解析:某简谐振子,设自由振动时的振动周期为T1,在某驱动力作用下做受迫振动时的周期为T2,显然T1<T2,根据f=i,有f1>f2,题图乙中C点对应的是发生共振时驱动力的频率,其等于固有频率储;当受迫振动时,驱动力频率为f2<f1,故此受迫振动对应的状态可能是题图乙中的a点，一定不是b点、C点，故选A、D09.（多选）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，曲杆给弹簧振子一个驱动力,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,给祛码一向下的初速度,祛码便做简谐运动,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,祛码的振动图线如图丙所示。若用T。表示弹簧振子的固有周期,T表示驱动力的周期,表示受迫振动达到稳定后祛码振动的振幅,则下列说法正确的是（AC）.由图可知T0=4sB.由图可知TO=8sC.当T在4S附近时,A显著增大;当T比4S小得多或大得多时,A很小D.当T在8S附近时,A显著增大;当T比8S小得多或大得多时,A很小解析:题图乙描述的是弹簧振子在不受驱动力的情况下振动情况的图像,此时的振动周期是该弹簧振子的固有周期,从图中可直接读出固有周期为4s,正确,B错误;当驱动力的频率与固有频率相近时,发生共振,振幅显著增大,所以当曲杆的转动周期T与弹簧振子的固有周期4s接近时,振幅A显著增大,当T比4s小得多或大得多时,A很小,C正确,D错误。10.两单摆在不同的驱动力作用下其振幅A随驱动力频率f变化的图像如图中甲、乙所示,则下列说法正确的是（B）.单摆振动时的频率与固有频率有关,振幅与固有频率无关B.若两单摆放在同一地点，则甲、乙两单摆的摆长之比为4：1C.若两单摆摆长相同放在不同的地点，则甲、乙两单摆所处两地的重力加速度之比为4：1D.周期为2S的单摆叫作秒摆,在地面附近,秒摆的摆长约为2m解析:做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，由驱动力的频率决定,与物体固有频率无关,当驱动力频率等于物体的固有频率时,物体的振幅最大,发生共振,选项A错误；由图像可知，甲、乙两个单摆的固有频率之比为1：2,则由T=2日可知，外,则若两单摆放在同一地点，则甲、乙两单摆的摆长之比为4：1;若两单摆摆长相同放在不同的地点，则甲、乙两单摆所处两地的重力加速度之比为1：4,选项B正确,C错误;周期为2s的单摆叫作秒摆,在地面附近,秒摆的摆长约为1需41m,选项D错误。能力提升练11.（2023丽水期末）（多选）关于受迫振动和共振,下列说法正确的是（BC）.受迫振动系统的机械能守恒B.大桥建设中使用的调谐质量阻尼器对大桥能起到减振的效果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.物体受迫振动达到稳定后,其振动频率由驱动力频率和固有频率共同决定解析：受迫振动系统,驱动力做功,系统的机械能不守恒,A错误;大桥建设中使用的调谐质量阻尼器,将其振动频率调整至主结构频率附近,改变结构共振特点,对大桥能起到减振的效果,B正确；由共振的定义可知，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，C正确;物体受迫振动达到稳定后,其振动频率等于驱动力的频率,与固有频率无关,D错误。12 .科技馆内有共振秋千,观众坐上秋千,双脚离地,前后摆动,会发现对面的球摆也在跟着大幅度摆动。关于这个现象，以下说法不正确的是（A）.如果改变对面球的质量,会使球摆动幅度变小B.秋千系统的重心高度与对面球摆的重心高度大致相同C.如果对秋千施加一个周期性的驱动力,摆球的振动周期与该驱动力周期相同D.若把共振秋千移到太空舱中则无法实现共振现象解析:球发生摆动是因为观众晃动秋千使球做了受迫振动,若改变对面球的质量,即改变了球摆的固有频率,可能会使球摆的固有频率更接近驱动力的频率,球摆的摆动幅度可能会变大,A说法错误;发现对面的球摆也在跟着大幅度摆动，说明发生共振,则周期相同,摆长相同,说明重心高度大致相同，否则球跟随观众摆动不明显,B说法正确;受迫振动的周期等于驱动力的周期,故摆球的振动周期与对该秋千施加一个周期性的驱动力的周期相同,C说法正确;单摆的重力沿切线方向的分力提供回复力,共振秋千移到太空舱中处于完全失重状态,则不能形成单摆,所以无法实现共振现象,D说法正确。13 .在实验室可以做“声波碎杯”的实验,用手指轻弹一只玻璃杯,可以听到清脆的声音,测得这声音的频率为500Hz,将这只玻璃杯放在一个大功率的声波发声器前,操作人员通过调整其发出的声波,能使玻璃杯碎掉。下列说法中正确的是（D）.操作人员只要把声波发生器发出的声波频率调到最大B.操作人员只要把声波发生器输出的功率调到最大C.操作人员必须同时把声波发生器输出的功率和发出声波的频率调到最大D.操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到约为500Hz,且适当增大其输出功率解析：由题知用手指轻弹一只玻璃杯,测得这声音的频率为500Hz,就是玻璃杯的固有频率。当物体发生共振时,物体振动的振幅最大,甚至可能造成物体解体,将这只玻璃杯放在一台大功率的声波发生器前，操作人员通过调整其发出的声波,将玻璃杯震碎是共振现象,而发生共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率,而玻璃杯的固有频率为500Hz,故操作人员要将声波发生器发出的声波频率调到500Hz,使玻璃杯产生共振,从而能将玻璃杯震碎,选项D正确。14 .如图所示,一台玩具电机的轴上安有一个小皮带轮甲，通过皮带带动皮带轮乙转动（皮带不打滑），皮带轮乙上离轴心O距离2mm处安有一个圆环P0一根细绳一端固定在圆环P上,另一端固定在对面的支架上,绳呈水平方向且绷直。在绳上悬挂着4个单摆a、b、c、do已知电动机的转速是149r/min,甲、乙两皮带轮的半径之比为1：5,4个单摆的摆长分别是100cm、80cm、60cm、40cmo电动机匀速转动过程中,振幅最大的是（A）A.单摆aB.单摆bC.单摆CD.单摆d解析：电动机的转速是149rmin,则周期T甲,二黑s,甲、乙的半径n149之比是1：5,则乙的周期是T乙二5T小黑S,要发生共振，由单摆周期149公式T=2ji得,对应单摆的摆长约为1m;题中给出的四个单摆中，a最接近,所以a的振幅最大。15 .（2023嘉兴期末）如图所示是一单摆做阻尼振动的x_t图像,则此单摆的摆球在图中P与N时刻的（）A.速率vp>VnB.重力势能EPP>EpC.机械能Ep<EnD.受到的拉力FP=FN解析：由于两个时刻的位移相等,所以高度相等,则重力势能相等,即EPP二EpN,则动能Ekp>EkN,即vp>v,A正确,B错误;摆球在P时刻的振幅大于N时刻的振幅,所以机械能Ep>En,C错误;将摆球所受重力沿绳子方向和垂直绳子方向进行分解,绳子拉力和重力沿绳子方向的分力这两个力的合力即是向心力,摆球速度越大,需要的向心力越大,绳子的拉力就越大，即A>R,D错误。16 .飞力土棒是一种物理康复器材，也是一种有效加强躯干肌肉功能的训练器材。标准型飞力土棒整体结构有中间的握柄，两端负重头,用一根软杆连接,质量为508g,长度为1.525m,棒的固有频率为4.5Hz,如图所示,可以使用双手进行驱动，则下列关