【双基提要】
1．知道什么是受迫振动，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率；
2．知道什么是共振及共振发生的条件；
3．知道共振的应用与防止。
【课堂反馈】
1．关于阻尼振动，以下说法中正确的是（）
A．机械能不断减小
B．动能不断减小
C．振幅不断减小
D．一定不是简谐运动
2．关于共振的防止和利用，应做到（）
A．利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率
B．利用共振时，应做驱动力的频率大于或小于振动物体的固有频率
C．防止共振危害时，应尽量使驱动力频率接近或等于物体的固有频率
D．防止共振危害时，应使驱动力频率远离振动物体的固有频率
3．A 、B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为4f，若它们均在频率为3f 的驱动力作用下做受迫振动，则（）
A．振子A的振幅不大，振动频率为f
B．振子B的振幅较大，振动频率为3f
C．振子A的振幅较大，振动频率为3f
D．振子B的振幅较大，振动频率为f
4．有两个质量分别为M和m的物体，M比m大很多，悬挂在同一根张紧的绳上，当M被拉开摆动后( )
A．m也跟M以相同的频率振动
B．m摆的振幅随M摆的绳长度的变化而变化
C．当两个摆的长度相等时，m以最大振幅振动
D．当两个摆的长度相等时，m不可以具有比M较大的振幅
5．洗衣机脱水缸正常工作时，转速为2800r/min，脱水后切断电源到电动机停止转动的电间为16s，实际发现13s左右时，洗衣机震动得最为激烈。若切断电源后转速是随时间均匀减小的，则洗衣机振动的固有频率大约是多少？
第8题
【巩固练习】
1．在一根张紧的绳上挂着四个单摆，甲丙摆长相等，当甲摆摆动时 （ ）
A ．乙摆与甲摆周期相同
B ．丁摆频率最小
C ．乙摆振幅最大
D ．丙摆振幅最大
2.做简谐运动的物体，振动周期为2s ，运动经过平衡位置时开始计时，那么当t=1.2s 时，则物体（ ）
A.正在做减速运动，加速度值在增大 B ．正在做加速运动，加速度值在增大 C ．动能在减少，势能在增加 D ．动能在增加，势能在增加
3．关于受迫振动，下列说法错误的是（ ） A ．它必然受周期性变化的外力 B ．它可以是无阻尼的振动 C ．稳定后物体做简谐振动 D ．稳定后物体做周期性振动 4．在火车车厢里用悬挂一个小球，由于铁轨接合处的震动使小球摆动，如果铁轨长12.5m ，线长40cm ，那么当火车的速度达到_________时，球摆动的振幅最大？
5．用一台声波发生器向一酒杯发出频率连续变化的声波，某一时刻，酒杯突然碎裂，试解释这一现象。
6.A 、B 两个单摆,A 摆的固有频率为f ,B 摆的固有频率为4f ,若让它们在频率为5f 的驱动力作用下做受迫振动,那么A 、B 两个单摆比较( )
A .A 摆的振幅较大,振动频率为f
B .B 摆的振幅较大,振动频率为5f
C .A 摆的振幅较大,振动频率为5f
D .B 摆的振幅较大,振动频率为4f
7．如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计的原理图,在同一铁支架MN 上焊有固有频率依次为80、60、40、20Hz 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 钢片振幅最大,则电动机的转速为 ( )
A .4800r/min
B .3600 r/min
C .2400 r/min
D .1200r/min
8．把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个策动力，这就做成了一个共振筛。筛子在做自由振动时，完成20次全振动用15秒，在某电压下，电动偏心轮转速是88转／分。已知，如果增大电压，可以使偏心轮转速提高，
第1题
增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期。那么，要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的：（）
A．提高输入电压 B．降低输入电压
C．增加筛子质量 D．减少筛子质量
9.任何物体都有一定的固有频率,如果把人作为一个整体来看,在水平方向的固有频率约为3～6Hz,竖直方向的固有频率约为4-8Hz.拖拉机、风镐、风铲、铆钉机等操作在工作时将做______振动,这时若操作工的振动频率跟振源的频率______就会对操作工的健康造成伤害为了保障操作工的安全与健康,有关部门作出规定:用手操作的各类振动机械的频率必须大于20Hz,这是为了防止______所造成的危害.
10．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2Hz.现匀速转动摇把，转速为240r/min。（1）当振子稳定振动时，它的振动周期是多大？（2）转速多大时，弹簧振子的振幅最大？
第12题
第11题
11．如图所示是一单摆的共振曲线,该单摆的摆长约为多少?共振时单摆的振幅多大?共振时单摆摆球的最大加速度和最大速度各是多少?(g取10m/s2)
11.5 外力作用下的振动 【课堂反馈】
1．ACD 2．AD 3．B 4．ABCD 5．9Hz 【巩固练习】
1．AD 2．AC 3．C 4．10m/s
5．当声波的频率接近玻璃杯的固有频率时，发生共振现象把酒杯震碎。 6． B 7．B 8．BD 9．受迫；相等；共振
10．T=0.25s ；转速为2r/s 11．1m L =；A =8cm ,s /25m .0v m =；)s /m (8.0a 2m =
11.5、外力作用下的振动 学习目标： （1）知道阻尼振动和无阻尼振动，并能从能量的观点给予说明。 （2）知道受迫振动的概念。知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的 固有频率无关。 （3）理解共振的概念，知道常见的共振的应用和危害。 教学重点、难点：受迫振动，共振。 一、阻尼振动 1、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动 2、阻尼振动的图像： 3、振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时，系统将不能发生振动。 4、实际的自由振动一定是阻尼振动 二、受迫振动 1、驱动力：作用在振动系统上的周期性外力 2、受迫振动：系统在驱动力作用下的振动 3、受迫振动的特点：受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。 三、共振 1、定义：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，这种现象叫做共振。 2、共振条件：驱动力的频率等于物体的固有频率 3、共振曲线 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、驱动力的频率与系统的固有频率相差越少，振幅越大，相差越多，振幅越小。文档来自于网络搜索 四、共振的防止和应用 1、防止：使驱动力的频率与物体的固有频率不同，而且相差越大越好。 2、应用：使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率。 考点一对阻尼振动的理解 例1一单摆做阻尼振动，则在振动过程中[ ] A．振幅越来越小，周期也越来越小 B．振幅越来越小，周期不变 C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变 D．振动过程中，机械能不守恒，周期不变 跟踪训练1如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说 法正确的是() A．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 考点二对受迫振动和共振的理解
课时训练5外力作用下的振动 题组一阻尼振动 1.如果存在摩擦和空气阻力,那么任何物体的机械振动严格地讲都不是简 谐运动,在振动过程中振幅、周期和机械能将() A.振幅减小,周期减小,机械能减少 B.振幅减小,周期不变,机械能减少 C.振幅不变,周期减小,机械能减少 D.振幅不变,周期不变,机械能减少 解析:在振动过程中,由于摩擦和空气阻力要损失机械能,所以机械能减少,振幅减小,但其周期为固有周期,只与其本身有关,与振幅无关,即周期不变,所以选项B正确。 答案:B 2.(多选)关于阻尼振动,以下说法中正确的是() A.机械能不断减小 B.动能不断减小 C.振幅不断减小 D.一定不是简谐运动 解析:阻尼振动是振幅不断减小的振动,故阻尼振动一定不是简谐运动,而 振幅是振动能量的标志,故阻尼振动中机械能也不断减小,但动能在振动过程中是不断变化的,无法比较其大小,故正确选项为A、C、D。 答案:ACD 题组二受迫振动 3. 如图所示,曲轴上悬挂一弹簧振子,转动摇把,曲轴可以带动弹簧振子上下 振动。开始时不转动摇把,让振子上下自由振动,测得振动频率为2 Hz,然
后匀速转动摇把,转速为240 r/min,当振子振动稳定后,它的振动周期为() A. s B. s C.2 s D.4 s 解析:弹簧振子做受迫振动时,其振动周期等于驱动力的周期,就等于曲轴 转动的周期,故T= s= s。 答案:B 4. 如图,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8 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( ) A.甲的振幅较大,且振动频率为8 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 解析:因为甲的固有频率接近驱动力的频率,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,无论其固有频率是多少,此时做受迫振动的频率都等于驱动力频率9 Hz,所以B选项正确。 答案:B 题组三共振 5.(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,快速运行的列车经过轨端接缝处时,车轮就会受到一次冲撞,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() A.列车的危险速率为40 m/s
第5节 外力作用下的振动 1．知道什么是固有振动、固有频率和阻尼振动，并对固有振动和阻尼振动能从能量转化的角度予以说明。 2．知道什么是受迫振动，知道物体做受迫振动的频率特点。 3．知道什么是共振现象，掌握产生共振的条件，知道常见的共振的应用和危害。 一、固有振动、阻尼振动 1．固有振动 振动系统□ 01在不受外力作用下的振动叫做固有振动，固有振动的频率叫做□02固有频率。 小球和弹簧组成了一个系统——弹簧振子。弹簧对于小球的作用力——回复力，是系统的□ 03内力；而来源于系统以外的作用力，例如摩擦力或手指对小球的推力，则是□04外力。 2．阻尼振动 当振动系统受到阻力的作用时，我们说振动受到了□ 05阻尼。系统克服□06阻尼的作用要做功，消耗机械能，因而□07振幅减小，最后停下来。这种振幅逐渐□08减小的振动，叫做阻尼振动。 二、受迫振动与共振 1．受迫振动 (1)驱动力：为了使系统持续振动，作用于振动系统的□01周期性的外力。 (2)受迫振动：振动系统在□ 02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□03驱动力的频率，跟系统的□ 04固有频率没有关系。 2．共振 (1)定义：驱动力的频率f 等于系统的固有频率f 0时，受迫振动的□ 05振幅最大的现象。 (2)共振曲线：如图所示。表示受迫振动的□ 06振幅A 与□07驱动力频率f 的关系图象，图中f 0为振动系统的固有频率。
(3)共振的应用与防止 08固有频率，如转速计、 ①应用：在应用共振时，应使驱动力频率接近或等于振动系统的□ 共振筛。 09固有频率相差越大越好，如部队过桥时 ②防止：在防止共振时，驱动力频率与系统的□ 用便步。 判一判 (1)阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小。( ) (2)系统做受迫振动时的振动频率与其固有频率无关。( ) (3)做受迫振动的系统的机械能守恒。( ) (4)驱动力的频率越大，系统的振幅越大。( ) (5)驱动力的频率等于系统的固有频率时发生共振。( ) (6)共振只有害处，没有好处。( ) 提示：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)× 想一想 (1)实际的弹簧振子的运动是阻尼振动吗？ 提示：实际的弹簧振子在运动中除受弹力外，还受摩擦力等阻力的作用，振幅逐渐减小，因此振子做的是阻尼振动。当阻尼很小时，在不太长时间内看不出振幅有明显的减小，于是就可以把它当做简谐运动来处理。 (2)做受迫振动的物体一定会发生共振吗？ 提示：不一定。物体做受迫振动时，当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，才会发生共振，即发生共振的物体一定做受迫振动，做受迫振动的物体不一定发生共振。 课堂任务阻尼振动 对阻尼振动的认识 (1)振动系统最常见的外力是摩擦力或其他阻力。当系统受到阻力作用时，我们说系统振
第5节外力作用下的振动 学习目标； 1．知道什么是固有振动、固有频率和阻尼振动，并对固有振动和阻尼振动能从能量转化的角度予以说明。 2．知道什么是受迫振动，知道物体做受迫振动的频率特点。 3．知道什么是共振现象，掌握产生共振的条件，知道常见的共振的应用和危害。 课前预习： 一、固有振动、阻尼振动 1．固有振动 振动系统□01在不受外力作用下的振动叫做固有振动，固有振动的频率叫做□02固有频率。 小球和弹簧组成了一个系统——弹簧振子。弹簧对于小球的作用力——回复力，是系统的□03内力；而来源于系统以外的作用力，例如摩擦力或手指对小球的推力，则是□04外力。 2．阻尼振动 当振动系统受到阻力的作用时，我们说振动受到了□05阻尼。系统克服□06阻尼的作用要做功，消耗机械能，因而□07振幅减小，最后停下来。这种振幅逐渐□08减小的振动，叫做阻尼振动。 二、受迫振动与共振 1．受迫振动 (1)驱动力：为了使系统持续振动，作用于振动系统的□01周期性的外力。 (2)受迫振动：振动系统在□02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□03驱
动力的频率，跟系统的□04固有频率没有关系。 2．共振 (1)定义：驱动力的频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的□05振幅最大的现象。 (2)共振曲线：如图所示。表示受迫振动的□06振幅A与□07驱动力频率f的关系图象，图中f0为振动系统的固有频率。 (3)共振的应用与防止 ①应用：在应用共振时，应使驱动力频率接近或等于振动系统的□08固有频率，如转速计、共振筛。 ②防止：在防止共振时，驱动力频率与系统的□09固有频率相差越大越好，如部队过桥时用便步。 判一判 (1)阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小。() (2)系统做受迫振动时的振动频率与其固有频率无关。() (3)做受迫振动的系统的机械能守恒。() (4)驱动力的频率越大，系统的振幅越大。() (5)驱动力的频率等于系统的固有频率时发生共振。() (6)共振只有害处，没有好处。() 提示：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)× 想一想
外力作用下的振动 一、阻尼振动 1．固有振动和固有频率 (1)固有振动：不受外力作用的振动。 (2)固有频率：固有振动的频率。 2．阻尼振动 图11-5-1 (1)阻尼：当振动系统受到阻力作用时，振动受到了阻尼。 (2)阻尼振动：振幅逐渐减小的振动，如图11-5-1所示。 二、受迫振动 1．自由振动 在没有任何阻力的情况下，给振动系统一定能量，使它开始振动，这样的振动叫自由振动。自由振动的周期是系统的固有周期。如果把弹簧振子拉离平衡位置后松手，弹簧振子的振动就是自由振动。 2．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，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗，这种周期性的外力叫做驱动力。 3．受迫振动 (1)定义：系统在驱动力作用下的振动，叫做受迫振动。 (2)受迫振动的频率(周期) 做受迫振动的物体，其振动频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。 三、共振 1．条件：驱动力的频率等于系统的固有频率。
2 ．特征：在受迫振动中，共振时受迫振动的振幅最大。 3．共振曲线：如图11-5-2所示。 1．简谐运动是一种理想化的模型，物体运动过程中的一切阻力都不考虑。 2．阻尼振动考虑阻力的影响，是更实际的一种运动。 3．受迫振动是物体做阻尼振动时受到周期性驱动力作用下的振动。 4．三者对比列表如下： 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 1．对共振条件的理解 (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。 2．对共振曲线的理解 (1)两坐标轴的意义： 如图11-5-5所示。
5、外力作用下的振动 教学目标： （一）知识与技能 （1）知道阻尼振动和无阻尼振动，并能从能量的观点给予说明。 （2）知道受迫振动的概念。知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关。 （二）过程与方法理解共振的概念，知道常见的共振的应用和危害。 （三）情感、态度与价值观常见的共振的应用和危害 二、教学重点、难点：受迫振动，共振。 三、教具：弹簧振子、受迫振动演示仪、摆的共振演示器 四、教学过程 （一）复习提问 让学生注意观察教师的演示实验。教师把弹簧振子的振子向右移动至B点，然后释放，则振子在弹性力作用下，在平衡位置附近持续地沿直线振动起来。重复两次让学生在黑板上画出振动图 象的示意图（图1中的Ⅰ）。 再次演示上面的振动，只是让起始位置明显地靠近平衡位置，再让学生在原坐 标上画出第二次振子振动的图象（图1中的Ⅱ）。Ⅰ和Ⅱ应同频、同相、振幅不同。 结合图象和振子运动与学生一起分析能量的变化并引入新课。 （二）新课教学 现在以弹簧振子为例讨论一下简谐运动的能量问题。 问：振子从B向O运动过程中，它的能量是怎样变化的？引导学生答出弹性势能 减少，动能增加。 问：振子从O向C运动过程中能量如何变化？振子由C向O、又由O向B运动的过程中，能量又是如何变化的？ 问：振子在振动过程中总的机械能如何变化？引导学生运用机械能守恒定律，得出在不计阻力作用的情况下，总机械能保持不变。 教师指出：将振子从B点释放后在弹簧弹力（回复力）作用下，振子向左运动，速度加大，弹簧形变（位移）减少，弹簧的弹性势能转化为振子的动能。当回到平衡位置O时，弹簧无形变，弹性势能为零，振子动能达到最大值，这时振子的动能等于它在最大位移处（B点）弹簧的弹性势能，也就是等于系统的总机械能。 在任何一位置上，动能和势能之和保持不变，都等于开始振动时的弹性势能，也就是系统的总机械能。 由于简谐运动中总机械能守恒，所以简谐运动中振幅不变。如果初始时B点与O点的距离越大，到O点时，振子的动能越大，则系统所具有的机械能越大。相应地，振子的振幅也就越大，因此简谐运动的振幅与能量相对应。 问：怎样才能使受阻力的振动物体的振幅不变，而一直振动下去呢？引导学生答出，应不断地向系统补充损耗的机械能，以使振动物体的振幅不变。 指出：这种振幅不变的振动叫等幅振动。 举几个等幅振动的例子，例如电铃响的时候，铃锤是做等幅振动。电磁打点计时器工作时，打点针是做等幅振动。挂钟的摆是做等幅振动。……它们的共同特点是，工作时振动物体不断地受到周期性变化外力的作用。
《外力作用下的振动》教学设计
达到学以致用的目的。水到渠成的学习的过程中，体验成功的愉 悦。 教学过程 教 学 环节教师活动学生活动 设计意 图 情境导入3分钟导入： 教师出示PPT并播放新闻视频： 引导学生通过观看“塔科马大桥垮 塌”的视频，引起学生探究现象背 后的秘密的欲望。 PPT出示本节课的学习目标 思考悲剧发生的原因 创设情 境，激 发学生 探究问 题的兴 趣 完成导学一、阻尼振动 【问题一】 1.什么是固有振动？ 1.如果系统不受外力的作 用，此时的振动称为固有振 动。 学生阅 课本， 基本可 以完成
案的 自主学习部分5分钟2.什么是固有周期和固有频率？ 【问题二】 1.什么是阻尼振动？ 2.阻尼振动有什么样的特点？ 3.阻尼振动的图像 4、阻尼振动过程中，振动快慢是 否有变化？ 2.固有振动的频率（周期）， 叫做系统的固有频率（固有 周期）。 系统振动过程中受到阻力 作用，系统克服阻力做功， 消耗机械能，因而振幅减 小，这种振动叫做阻尼振 动。 振动系统受到的阻尼越大， 振幅减小得越快，阻尼过大 时，系统将不能发生振动。 周期和频率不变。 实际的振动一定是阻尼振 动 自主学 习的任 务。 个别学 困生， 小组讨 论过程 也可以 组解决
5、实际的振动都是是阻尼振动吗？ 创设情境2分钟思考：怎样才能使受阻力的振动的 物体的振幅不变，而一直振动下去 呢？ 二、受迫振动 【问题三】 1.什么是驱动力？ 2.什么是受迫振动？ 用周期性的外力作用于振 动系统，通过外力对系统做 正功，补偿系统机械能的损 耗，使系统持续地振动下 去。 驱动力（又叫策动力）： 使系统持续振动下去的周 期性外力 物体在驱动力作用下的振 动 由学生 熟悉的 荡秋千 引入驱 动力和 受迫振 动的概 念，顺 理成章
高中物理-外力作用下的振动练习 1．(多选)(河南郑州一中网校高二下学期期中联考)一洗衣机，当脱水桶转的很快时，机身振动并不强烈，而切断电源，转动逐渐减慢直到停下来的过程中，在某一时刻t时，机身反而会发生强烈振动，此后脱水桶转速继续减慢，机身的振动也随之减弱，对于这一现象，下列说法正确的是( BD ) A．正常工作时，洗衣机驱动力的频率比洗衣机固有频率小 B．正常工作时，洗衣机驱动力的频率比洗衣机固有频率大 C．正常工作时，洗衣机驱动力的频率等于洗衣机固有频率 D．当洗衣机振动最剧烈时，驱动力的频率等于洗衣机固有频率 解析：正常工作时，洗衣机驱动力的频率比洗衣机的固有频率大，洗衣机脱水桶转动的越来越慢时，做受迫振动的频率在减小，当减小到跟洗衣机的固有频率相等时，发生共振，振动最强烈，然后受迫振动的频率继续减小，远离固有频率，振动又减弱，故AC错误，BD正确. 2．(多选)(陕西西安一中高二下学期检测)在张紧的水平柔绳上挂7个单摆，其中D摆的质量远大于其它摆的质量，先让D摆振动起来，其余各摆也会随之振动，已知A、D、G三摆的摆长相同，则下列判断正确的是( BC ) A．7个单摆的固有频率都相同 B．稳定后7个单摆的振动频率都相同 C．除D摆外，A、G摆的振幅最大 D．除D摆外，C摆的振幅最大 解析：各个单摆的固有频率f固＝1 2πg L ，故A错误；稳定后各单摆的频率都等于D摆的频 率，故B正确；根据共振条件可知选项C正确，D错误. 3．(河北省鸡泽县一中高二下学期期末)一个摆长约1m的单摆，在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是( C )
高中物理-外力作用下的振动练习 基础夯实 一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题) 1．手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们.振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动.当叶片转动后，电动机就跟着振动起来.其中叶片的形状你认为是下图中的( A ) 解析：B、C、D中图形均为中心对称图形，转动起来不会引起振动. 2．(吉林省扶余市第一中学高二下学期期中)在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦地探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是( D ) A．加大飞机的惯性B．使机体更加平衡 C．使机翼更加牢固D．改变机翼的固有频率 解析：飞机抖动得厉害是因为发生了共振现象，想要解决这一问题，需要使系统的固有频率与驱动力的频率差距增大，在飞机机翼前缘处装置一个配重杆，改变的是机翼的固有频率，故选项D正确. 3．(吉林省八校高二下学期期中联考)下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则( B ) 驱动力频率/Hz304050607080 受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3 A．f固固 C．60Hz 《外力作用下的振动》教案 教学目标： 1、了解固有振动、固有周期和固有频率； 2、了解阻尼振动，知道阻尼振动时振动物体的能量变化情况； 3、通过实验认识受迫振动的特点，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有 频率无关； 4、知道共振现象产生的条件以及应用共振和防止共振的事例和方法； 5、理解共振曲线。 教学重点：通过实验认识受迫振动的特点，知道共振现象产生的条件。 教学难点：通过共振实验，全面认识共振现象，理解共振曲线。 教学方法：设问法、实验法、分析法、介绍法 板书设计： 外力作用下的振动 1、阻尼振动：振幅(能量)逐渐减小的振动 2、受迫振动：物体在外界驱动力作用下的振动 物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关。 3、共振: 驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动的物体振幅达到最大的现象。 A、利用共振时：应使驱动力的频率f接近或等于振动物体的固有频率f0 B、防止共振时：应使驱动力的频率f与物体的固有频率f0不同，而且相差越大越好 教学过程： （师）提问: 1.弹簧振子、单摆分别如何理想化处理，其振动能被认为是简谐运动？其x-t图像是什么曲 线？ 弹簧振子理想化处理：摩擦阻力忽略不计，弹簧的质量跟小球相比忽略不计； 单摆理想化处理：忽略悬挂小球的细绳的伸缩，细绳的质量与小球相比可以忽略，球的直径与线的长度相比可以忽略，小球的体积可以忽略，即可将其视为质点，摆角小于5度。 简谐运动的x-t图像是正余弦曲线。 2.考虑实际情况，它们的x-t图像还是正余弦曲线吗？ 3.你会用什么方法绘制其x-t图像？ 4.你认为是什么原因导致了其机械能的损耗呢？ 在实际振动中，由于阻力的存在，振动系统最初所获得的能量，在振动的过程中因不断克服阻力做功而减小。振动强度逐渐衰减，振幅也就越来越小，最后停止振动。这种振动称为阻尼振动。 课件展示： 一、阻尼振动 1、阻尼振动：振幅逐渐减小的振动 2、阻尼振动的图像 3、振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时， 系统将不能发生振动。 4、实际的自由振动一定是阻尼振动 （师）思考：用什么方法才能得到持续的振动呢？ 用周期性的外力作用于振动系统，通过外力对系统做正功，补偿系统损耗的机械能，使系统持续地振动下去。 外力作用下的振动 1．一单摆做阻尼振动，则在振动过程中( )。 A．振幅越来越小，周期也越来越小 B．振幅越来越小，周期不变 C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变 D．振动过程中，机械能不守恒，周期不变 2．由于存在摩擦和空气阻力，任何物体的机械振动严格地讲都不是简谐运动，这时振动的振幅、周期和机械能的变化情况是( )。 A．振幅减小，周期减小，机械能减少 B．振幅减小，周期不变，机械能减少 C．振幅不变，周期减小，机械能减少 D．振幅不变，周期不变，机械能减少 3．某简谐振子，自由振动时的振动图象如图甲中的曲线Ⅰ 所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如图甲中的曲线Ⅱ 所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中的( )。 A．A点B．B点 C．C点D．一定不是C点 4．下列叙述中不属于共振现象的有( )。 A．大队人马迈着整齐步伐过桥可能会导致桥梁断裂 B．耳朵凑近空热水瓶口能听到嗡嗡的声音 C．海上风暴引起强烈的震动所产生的次声波(频率f<20 Hz)可使海员丧命 D．把弹簧振子拉到距离平衡位置最远处时放手，则此时振幅最大 5．两个弹簧振子，甲的固有频率为100 Hz，乙的固有频率为400 Hz。若它们均在频率为300 Hz的驱动力作用下振动，则( )。 A．甲的振幅较大，振动频率是100 Hz B．乙的振幅较大，振动频率是300 Hz C．甲的振幅较大，振动频率是300 Hz D．乙的振幅较大，振动频率是400 Hz 6．虽然有些振动有能量损耗，但只要不断补充能量，振动就能持续，心脏跳动就是这 样。下列振动现象中与心跳相似的是( )。 外力作用下的振动 ●课标要求 1 .知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况． 2 .知道什么是受迫振动，知道受迫振动的频率跟固有频率无关，而等于驱动力的频率． 3 .知道共振以及发生共振的条件，知道共振的应用和防止的实例． ●课标解读 1 .能从能量转化的角度区别阻尼振动和无阻尼振动． 2 .掌握受迫振动的概念，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关． 3 .知道什么是共振及产生共振的条件． 4 .通过实例分析，知道共振的防止和应用． ●教学地位 本节从生活中常见的阻尼振动分析入手进而引入受迫振动的概念，然后通过演示 ＝f 实验说明受迫振动的周期与驱动力频率的关系，最后通过演示实验证明当f 驱 时，物体做受迫振动的振幅最大，引入共振的概念，本节具有较强的实用性．固 ●新课导入建议 实际的振动系统不可避免受到摩擦阻力和其它因素的影响，系统的机械能损耗，导致振动最后停下来，这种振动叫阻尼振动，如果在机械能损耗的同时我们不断地给系统补充能量，物体运动的振动情形又如何呢？这节课我们共同探究这一问题． ●教学流程设计 课前预习安排 看教材，学生合作讨论完成【课前自主导学】 步骤1：导入新课，本节教学地位分析 步骤2：老师提问，学生回答补充，检查预习效果 步骤3：师生互动完成“探究1”教师讲解例题 步骤7：指导学生完成【当堂双基达标】验证学习情况 步骤6：完成“探究3”重在讲解综合应用规律、方法、技巧 步骤5：师生互动完成“探究2”方式同完成“探究1” 步骤4：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评 步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】 1. (1)固有振动 如果振动系统不受外力的作用，此时的振动叫做固有振动，其振动频率称为固有频率． (2)阻尼振动 ①阻力作用下的振动 当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了阻尼，系统克服阻尼的作用要做功， 课时11.5外力作用下的振动 1.知道阻尼振动和无阻尼振动,并能从能量的观点给予说明。 2.知道受迫振动的概念。知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振动物体的固有频率无关。 3.理解共振的概念,知道常见的共振的应用和危害。 重点难点:对共振及共振曲线的理解,共振的产生条件。 教学建议:本节首先介绍了固有频率的概念,然后从图象和能量的角度分析了阻尼振动,并介绍了受迫振动,最后通过竖直弹簧振子的共振和单摆的共振两类典型的共振实验,全面认识共振现象,理解共振曲线。教学中要注意阻尼振动、受迫振动、共振三个概念的区别与联系。 导入新课:唐朝开元年间,洛阳有一个姓刘的和尚,他的房间内挂着一幅磬,常敲磬解烦。有一天,刘和尚没有敲磬,磬却自动响起来了。这使他大为惊奇,终于惊忧成疾。他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令,闻讯前来探望刘和尚,他拿出刀来把磬磨去几处,从此以后磬就不再自鸣了。 1.固有频率 如果振动系统不受①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)振动系统中最常见的外力是摩擦力或其他阻力。当系统受到阻力的作用时,我们说振动受到了②阻尼。系统克服阻尼的作用要做功,消耗机械能,因而振幅减小,最后停下来。这种振幅逐渐③减小的振动,叫作阻尼振动。 (2)振动系统受到的阻尼越大,振幅减小得④越快。阻尼过大时,系统不能发生振动。 3.受迫振动 (1)驱动力 作用在振动系统上的⑤周期性外力叫驱动力。 (2)受迫振动 振动系统在⑥驱动力作用下的振动叫受迫振动。受迫振动稳定时,系统振动的频率等于⑦驱动力的频率,与系统的⑧固有频率无关。 4.共振 (1)共振的条件是⑨驱动力频率等于系统的固有频率。 (2)共振是一种特殊的⑩受迫振动,产生共振时,物体的振幅最大(填“最大”或“最小”)。 1.振动系统常见的外力是什么? 解答: 是摩擦力或其他阻力。 2.阻尼振动的图象有什么特点? 解答: 振幅越来越小。 3.驱动力的频率满足什么条件时振子的振幅最大? 解答: 驱动力的频率等于系统的固有频率。 主题1:阻尼振动 问题:(1)观察实际单摆的振动,你会发现什么现象?原因是什么? (2)如果把同样的单摆放入水中,你会发现什么现象?原因是什么? (3)比较上述两种现象,你能得出什么结论? 第五节外力作用下的振动 教学目标： （一）知识与技能 1、知道什么是阻尼振动；知道在什么情况下可以把实际发生的振动看作简谐运动。 2、知道什么叫驱动力，什么叫受迫振动，能举出受迫振动的实例。 3、知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关。 4、知道什么是共振以及发生共振的条件。 （二）过程与方法 1、通过演示实验，了解阻尼振动的特点，明确受迫振动的频率决定于驱动力的频率。 2、通过分析实际例子，得到什么是受迫振动和共振现象，培养学生理论联系实际的能力。 （三）情感、态度与价值观 1、振动有多种不同类型说明各种运动形式都是普遍性下的特殊性的具体体现。 2、通过共振产生条件的教学，认识内因和外因的关系。 教学重点： 受迫振动的概念以及共振及产生共振的条件。 教学难点： 共振及产生共振的条件。 教学方法: 观察、对比、讨论、阅读、实验演示、多媒体展示。 教学用具： 单摆、受迫振动演示仪、共振演示仪、两个相同的带有共鸣箱的音叉、橡皮槌、CAI课件 教学过程: （一）引入新课 教师：通过前面的学习，我们知道做简谐运动的物体都要受到回复力的作用。 回复力是振动系统内部的相互作用，是内力。如果振动系统不受外力的作用。此时的振动叫固有振动，其振动频率叫做固有频率。而实际的振动系统不可避免地要受到摩擦阻力和其他因素的影响，系统的机械能要不断损耗，在这种情况下，它将怎样运动呢？本节课我们来学习这方面的问题。 （二）新课教学 1、阻尼振动 前面我们研究了简谐运动中能量的转化，对简谐运动而言，当供给振动系统一定的能量使它开始振动后，由于机械能守恒，它就以一定的振幅永不停息地振动下去，简谐运动是一种理想化的振动。下面我们来观察两个实际振动：演示： （1）实际的单摆发生的振动； （2）敲击音叉后音叉的振动。 现象：单摆和音叉的振幅越来越小，最后停下来。 解释：在单摆和音叉的振动过程中，不可避免地要克服摩擦及其他阻力做功，系统的机械能就要损耗，振动的振幅就会逐渐减小，机械能耗尽之时，振动就会停下来了。 ①阻尼振动：振幅逐渐减小的振动，叫做阻尼振动。 所谓“阻尼”是指消耗系统能量的因素，它主要分两类：一类是摩擦阻尼，例如单摆运动时的空气阻力等；另一类是辐射阻尼，例如音叉发声时，一部分机械能随声波辐射到周围空间，导致音叉振幅减小。 由于振动系统受到摩擦和其他阻力，即受到阻尼作用，系统的机械能随着时间而减少，同时振幅也逐渐减小。阻尼越小，振幅减小得越慢。阻尼过大时，系统将不能发生振动。 当阻尼很小时，在一段不太长的时间内，看不出振幅有明显的减小，就可以把它作为理想振动来处理。 ②阻尼振动的图象： （要求学生画出上述单摆和音叉的运动图象，在实物投影仪Array上展示，并给予讲评） 2、受迫振动 第5节外力作用下的振动 阻尼振动 1．固有振动和固有频率 (1)固有振动：不受外力作用的振动。 (2)固有频率：固有振动的频率。 2．阻尼振动 (1)阻尼：当振动系统受到阻力作用时，振动受到了阻尼。 (2)阻尼振动：振幅逐渐减小的振动，如图所示。 [辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．阻尼振动的振幅是逐渐减小的。(√) 2．做阻尼振动的物体机械能可能不变。(×) 3．做阻尼振动的物体频率是不变的。(√) [释疑难·对点练] 1．阻尼振动的特点 阻尼振动中振幅逐渐减小，其机械能逐渐减小，但振动的频率不会变化，此频率称为固有频率，由振动系统决定。 2．阻尼振动与简谐运动的比较 阻尼振动简谐运动 产生原因受到阻力作用不受阻力作用 振幅如果没有能量补充，物体的振幅会越来越小振幅不变 振动能量有损失保持不变 振动图象 实例汽车上的减振器的振动弹簧振子在光滑面上的振动 [试身手] 1．(多选)一单摆做阻尼振动，则在振动过程中( ) A．振幅越来越小，周期也越来越小 B．振幅越来越小，周期不变 C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变 D．振动过程中，机械能不守恒，周期不变 解析：选BD 因单摆做阻尼振动，根据阻尼振动的定义可知，其振幅越来越小。而单摆振动过程中的周期是其固有周期，是由本身条件决定的，是不变的，故A项错误，B项正确；又因单摆做阻尼振动的过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减小，即机械能在减少，所以C项错误，D项正确。 受迫振动 1．自由振动 在没有任何阻力的情况下，给振动系统一定能量，使它开始振动，这样的振动叫自由振动。自由振动的周期是系统的固有周期。如果把弹簧振子拉离平衡位置后松手，弹簧振子的振动就是自由振动。 2．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，对振动系统施加周期性的外力，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗，这种周期性的外力叫做驱动力。 3．受迫振动 (1)定义：系统在驱动力作用下的振动，叫做受迫振动。 (2)受迫振动的频率(周期)：做受迫振动的物体，其振动频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。 [辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．做受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的频率。(√) 2．物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。(√) 3．做受迫振动的系统的机械能守恒。(×) [释疑难·对点练] 受迫振动的特点 (1)做受迫振动的物体，其振动频率由驱动力频率决定，即其振动频率总等于驱动力的频率，驱动力频率改变，物体做受迫振动的频率就改变，与系统的固有频率无关。 (2)物体的固有频率对其所做的受迫振动也有影响，表现在其振幅的大小上，驱动力频率越接近物体的固有频率，其振幅越大。 [试身手] 外力作用下的运动 学习目标 1.知道阻尼振动和阻尼振动能量的转化情况． 2．知道什么是受迫振动及产生条件，掌握物体做受迫振动的特点．(重点) 3．知道共振现象，掌握产生共振的条件，知道常见的共振的应用和危害．(重点) 考点一、固有振动、阻尼振动 阻尼振动与简谐运动(无阻尼振动)的比较 振动类型阻尼振动无阻尼振动(简谐运动) 产生条件受到阻力作用不受阻力作用 振动能量振动能量有损失振动能量保持不变振幅如果没有能量补充，振幅越来越小振幅不变频率不变不变 振动图象 常见例子悬挂的电灯被风吹动后开始振动，振幅越来越小，属于阻尼振动弹簧振子的振动 1．一单摆做阻尼振动，则在振动过程中() A．振幅越来越小，周期也越来越小 B．振幅越来越小，周期不变 C．通过某一位置时，机械能减小 D．机械能不守恒，周期不变 E．机械能守恒，频率不变 【解析】单摆做阻尼振动时，振幅会减小，机械能减小，振动周期不变，故选项B、C、D对，A、E错． 【答案】BCD 2．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小．下列说法正确的是() A．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 E．后一时刻的动能可能大于前一时刻的动能 【解析】单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功，使机械能逐渐转化为内能，选项A和D对；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，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，动能逐渐减小，势能逐渐增大，而势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，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)，故选项B、C不对．选项E对． 【答案】ADE 3．如图11-5-2所示是单摆做阻尼振动的振动图线． 图11-5-2 则摆球A时刻的动能________B时刻的动能，摆球A时刻的势能________B时刻的势能． 【解析】该题考查阻尼振动的图象以及能量的转化关系．在单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化．由于A，B两时刻，单摆的位移相等，所以势能相等，但动能不相等． 【答案】大于等于 4．一单摆做阻尼振动，则在振动过程中() A．振幅越来越小，周期也越来越小 B．振幅越来越小，周期不变 C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变 D．振动过程中，机械能不守恒，周期不变 4．BD[该题考查阻尼振动的能量和周期．因单摆做阻尼振动，所以振幅越来越小，机械能越来越小．振动周期不变，只是比单摆的固有周期大．] 点评阻尼振动的周期是不变的，但它不等于固有周期，由于阻力的作用，它比固有周期大． 5．如图3所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法中正确的是() 05课后课时精练 1. 下列说法正确的是() A．实际的自由振动必然是阻尼振动 B．做阻尼振动的振子的振幅和频率都在减小 C．有阻力的振动叫做受迫振动 D．物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动 E．受迫振动稳定后频率与自身物理条件有关 F．驱动力频率等于物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大 解析：做阻尼振动的振子频率保持不变，B错；有阻力的振动叫做阻尼振动，C错；受迫振动稳定后的频率由驱动力频率决定，E错。 答案：ADF 2. 部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登高山时，不许高声叫喊，主要原因是() A．减轻对桥的压力，避免产生回声 B．减少对桥、雪山的冲击力 C．避免使桥发生共振和使雪山发生共振 D．使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少 解析：部队过桥时如齐步走，给桥梁施加周期性外力，容易使桥的振动幅度增加，即发生共振，造成桥梁倒塌；登山运动员登高山时高声叫喊，声波容易引发雪山共振而发生雪崩，故应选C。 答案：C 3. 如图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8 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() A．甲的振幅较大，且振动频率为8 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 解析：当驱动力的频率与固有频率接近时，振幅增大，且受迫振动的频率等于驱动力频率，B对。 答案：B 4. 一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱。对这一现象，下列说法正确的是() A．正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大B．正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小C．正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率D．当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率 外力作用下的振动 阻尼振动 1．固有振动和固有频率 (1)固有振动：不受外力作用的振动。 (2)固有频率：固有振动的频率。 2．阻尼振动 (1)阻尼：当振动系统受到阻力作用时，振动受到了阻尼。 (2)阻尼振动：振幅逐渐减小的振动，如图所示。 [辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．阻尼振动的振幅是逐渐减小的。(√) 2．做阻尼振动的物体机械能可能不变。(×) 3．做阻尼振动的物体频率是不变的。(√) [释疑难·对点练] 1．阻尼振动的特点 阻尼振动中振幅逐渐减小，其机械能逐渐减小，但振动的频率不会变化，此频率称为固有频率，由振动系统决定。 2．阻尼振动与简谐运动的比较 阻尼振动简谐运动 产生原因受到阻力作用不受阻力作用 振幅如果没有能量补充，物体的振幅会越来越小振幅不变 振动能量有损失保持不变 振动图象 实例汽车上的减振器的振动弹簧振子在光滑面上的振动[试身手] 1．(多选)一单摆做阻尼振动，则在振动过程中( ) A．振幅越来越小，周期也越来越小 B．振幅越来越小，周期不变 C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变 D．振动过程中，机械能不守恒，周期不变 解析：选BD 因单摆做阻尼振动，根据阻尼振动的定义可知，其振幅越来越小。而单摆振动过程中的周期是其固有周期，是由本身条件决定的，是不变的，故A项错误，B项正确；又因单摆做阻尼振动的过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减小，即机械能在减少，所以C项错误，D项正确。 受迫振动 1．自由振动 在没有任何阻力的情况下，给振动系统一定能量，使它开始振动，这样的振动叫自由振动。自由振动的周期是系统的固有周期。如果把弹簧振子拉离平衡位置后松手，弹簧振子的振动就是自由振动。 2．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，对振动系统施加周期性的外力，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗，这种周期性的外力叫做驱动力。 3．受迫振动 (1)定义：系统在驱动力作用下的振动，叫做受迫振动。 (2)受迫振动的频率(周期)：做受迫振动的物体，其振动频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。 [辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．做受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的频率。(√) 2．物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。(√) 高中物理选修3－4课后限时训练5 外力作用下的振动 1 .部队经过桥梁时，规定不许齐步走；登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是( ) A ．减轻对桥的压力，避免产生回声 B ．减少声波对桥、雪山的冲击力 C ．避免使桥发生共振和使雪山发生共振 D ．使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少 解析：部队过桥时如果齐步走，给桥梁施加周期性的外力，容易使桥的振动幅度增大，即发生共振，造成桥梁倒塌．登山运动员登高山时(高山上有常年积雪，雪山内部温度较高，有部分雪熔化成了水，对冰层起润滑作用)高声叫喊，声波容易引发雪山共振而发生雪崩，故应选C ． 答案：C 2. 下列说法中正确的是( ) A ．某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关 B ．某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关 C ．某物体发生共振时的频率就是其自由振动的频率 D ．某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动 解析：由自由振动、受迫振动、共振的频率特点可知A 、B 、C 正确． 答案：ABC 3. 铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行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( ) 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 ．列车运行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 解析：列车在钢轨上运动时，受钢轨对它的冲击力作用做受迫振动，当列车固有频率等于钢轨对它的 冲击力的频率时，列车的振幅最大，因v ＝l t ＝40 m/s ，故A 正确；列车过桥做减速运动，是为了使驱动力频率远小于桥梁固有频率，防止桥梁发生共振，而不是列车发生共振，B 、C 错误；增加钢轨的长度有利于列车高速运行，D 对． 答案：AD 4 .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( ) 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 解析：根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，因为甲的固有频率等于驱动力的频率，做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，所以B 选项正确． 答案：B 5. 研究单摆受迫振动规律时得到如图所示的图象，则下列说法不正确的是( ) A ．其纵坐标为位移《外力作用下的振动》教案
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