1、课后素养落实(十)受迫振动共振(建议用时：40分钟)题组一振动中的能量损失1(多选)下列说法中正确的是()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ACD实际的自由振动由于阻力的作用，振幅会越来越小，所以一定为阻尼振动，故A项正确；物体在周期性驱动力的作用下的振动是受迫振动，故物体在外力作用下的振动不一定是受迫振动，故B项错误；阻尼振动的振幅会越来越小，故C项正确；受迫振动稳定后的频率取决于驱动力的频率，与自身物理条件无关，故D项正确。2(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机械能逐渐转化
2、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AD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错。3由于存在空气阻力，严格来讲，任何物体的机械振动都不是简谐运动，在振动过程中()A振幅减小，周期减小，机械能减小B振幅减小，周期不变，
3、机械能减小C振幅不变，周期减小，机械能减小D振幅不变，周期不变，机械能减小B由于存在空气阻力，振动系统在振动过程中机械能减小，振幅减小，但其周期为固有周期，故周期不变，选B。4(多选)关于阻尼振动，下列说法正确的是()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ABD振动系统的振动频率与其本身的结构有关，为固有频率，所以在阻尼振动中，振幅逐渐减小，振动能量逐渐减少，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力或空气阻力等阻尼作用，
4、故B正确。题组二受迫振动和共振5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减小对桥的压力，避免产生回声B减小对桥、雪山的冲量C避免使桥、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C部队过桥梁时不准齐步走，主要是避免使桥梁发生共振，登山运动员登雪山时不许高喊也是避免雪山发生共振，故C正确，A、B、D错误。综上本题选C。6(多选)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
5、幅较大B甲的振动频率为9 HzC乙的振幅较大D乙的振动频率为9 HzABD根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，又因为做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，所以选项A、B、D正确。7(多选)(2020山东烟台高二下期中)如图所示为某振动系统做受迫振动的振幅A随驱动力频率f变化的关系图，则下列说法正确的是()A振动系统的固有频率为f0B当驱动力频率为f0时，振动系统会发生共振现象C振动系统振动的频率由驱动力频率和振动系统的固有频率共同决定D驱动力频率越大，振动系统的振幅越大AB由受迫振动振幅与驱动力频率关系图可知，当驱动力的频率为f0时，振动系统做受迫振动振幅最大，则由共振的条件可知，振
6、动系统的固有频率为f0，A、B正确；振动系统振动的频率由驱动力频率决定，C错误；驱动力频率越接近于振动系统的固有频率时，振动系统振幅越大，D错误。8(新情境题)为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起，以达到使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速，称为洗衣板效应。如果某路面上的一排等间距减速带的间距为1.5 m，一辆固有频率为2 Hz的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是 ()A当汽车以5 m/s的速度行驶时，其振动频率为2 HzB当汽车以3 m/s的速度行驶时最不颠簸C当汽车以3 m/s的速度行驶时颠簸得最厉害D汽车速度越大，颠簸得就越厉害C当
7、汽车振动频率与其固有频率接近时会产生共振现象，此时振幅最大，颠簸最厉害。当车速为3 m/s时，振动周期T s0.5 s，f2 Hz，此时颠簸最厉害。故选C。9如图所示是一个单摆的共振曲线。(1)若单摆所处的环境重力加速度g取9.8 m/s2，试求此摆的摆长。(2)若将此单摆移到高山上，共振曲线的“峰”将怎样移动？解析(1)由图像可知，单摆的固有频率f0.3 Hz，由频率公式f，得l m2.8 m。(2)由f知，单摆移到高山上，重力加速度g减少，其固有频率减小，故共振曲线的“峰”向左移。答案(1)2.8 m(2)峰将向左移1(新情境题)(多选)将一个力传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，
8、用这种方法测得的某单摆振动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示。某同学由此图像提供的信息作出下列判断，其中正确的是()At0.2 s时摆球正经过最低点Bt1.1 s时摆球正经过最低点C摆球振动过程中机械能减少D摆球振动的周期为T1.4 sAC单摆在做简谐运动过程中，悬线上拉力是周期性变化的。摆球在最低点时悬线拉力最大Fmaxmg。在摆到最高点v0时，悬线拉力最小，Fminmgcos 。t0.2 s时，拉力最大，即摆球正经过最低点，A正确；t1.1 s时，摆球正经过最高点，B错误；从题图可看出摆球经过最低点拉力逐渐减小，可知小球的速度减小，机械能逐渐减少，C正确；由题图可知，T2(0.80
9、.2) s1.2 s，D错误。2(多选)把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上安一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，如图所示。筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15 s。在某电压下，电动偏心轮转速是36 r/min。已知增大电压可使偏心轮转速提高，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，下列做法正确的是()A提高输入电压B降低输入电压C增加筛子质量D减小筛子质量AC共振筛的工作原理是，当电动偏心轮的转动周期跟筛子的固有周期相等时，就会发生共振。在题给条件下，筛子振动的固有周期T固 s1.5 s，电动偏心轮的转动周期(对筛子来说是驱动力的周
10、期)T驱 s1.67 s。要使筛子振幅增大，就得使这两个周期值靠近，可采用两种做法：第一，提高输入电压使偏心轮转得快一些，减小驱动力的周期；第二，增加筛子的质量使筛子的固有周期增大。正确选项为A、C。3.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)开始时不转动把手，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40次全振动，其固有周期和固有频率各是多少？(2)某同学若以转速8 r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，其周期和频率各是多少？解析(1)根据题意可得：T固 s0.25 s，f固 Hz
11、4 Hz。(2)由于把手转动的转速为8 r/s，它给弹簧振子的驱动力频率为f驱8 Hz，周期T驱 s0.125 s。答案(1)0.25 s4 Hz(2)0.125 s8 Hz4汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k1.5105 N/m。汽车开始运动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f(l为弹簧的压缩长度)。若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2 Hz，已知汽车的质量为600 kg，每个人的质量为70 kg，则这辆车乘坐几个人时，人感到最难受？解析人体的固有频率f固2 Hz，当汽车的振动频率与其相等时，人体与之发生共振，人感觉最难受，即ff固，得l，代入数据l0.062 1 m，由胡克定律得kl(m1nm2)gn5(人)。答案5人