6 受迫振动 共振 [教材链接] 1.(1)没有外力干预 (2)固有 2.(1)阻碍 振幅 (2)①摩擦 内能 ②减少 例1 BC [解析] 单摆做阻尼振动,振幅越来越小,机械能越来越小,但振动周期保持不变,选项B、C正确. 变式1 BD [解析] 在单摆振动过程中,因不断克服空气阻力做功而使摆球的机械能逐渐转化为内能,C错误,D正确;单摆做阻尼振动的过程中,再次经过同一位置时,势能不变,动能减小,A错误,B正确. [教材链接] 1.周期性 2.(1)驱动力 (2)驱动力 无关 例2 A [解析] 受迫振动是物体在周期性外力(即驱动力)作用下的运动,而锣面在敲击后并没有受到周期性外力作用,故A不是受迫振动,B、C、D都是受迫振动. [教材链接] (1)固有频率 (2)固有频率 最大值 例3 BD [解析] A做自由振动,其振动周期就等于其固有周期,而B、C、D在A产生的驱动力作用下做受迫振动,受迫振动的周期等于驱动力的周期,即等于A的固有周期,所以四个单摆的振动周期相等,D正确;由于C、A的摆长相等,则C的固有周期与驱动力周期相等,产生共振,其振幅比B、D的大,A、C错误,B正确. 变式2 B [解析] 根据图像可得当转速为n=20 r/min= r/s,振动系统受迫振动的振幅最大,所以振动系统的固有周期为T==3 s,A错误,B正确;由图可知,开始时圆盘转速越大,驱动力频率越大,此时摆件振动的振幅变大,当达到共振时振幅最大,再随着转速增大,驱动力频率增大,振幅又减小,C错误;受迫振动的频率与驱动力频率相同,转速越大,驱动力频率越大则摆件振动的频率越大,D错误. 变式3 A [解析] 工作中,树干做的是受迫振动,其振动频率等于采摘振动头的振动频率,故A正确;采摘振动头振动频率和树干的固有频率相同时,振幅最大,落果效果最好,故B、C错误;采摘振动头停止振动,则树干的振动频率不变,振幅逐渐减小,故D错误. 随堂巩固 1.AD [解析] 有空气阻力时,振动为阻尼振动,振幅不断减小,机械能也不断减小;位移周期性变化,不是一直减小,故选项A、D正确;根据单摆周期公式T=2π可知,l、g不变,则T不变,故选项B、C错误. 2.C [解析] 受迫振动的频率等于驱动力的频率,当系统的固有频率等于驱动力的频率时,系统达到共振,振幅最大,故A、B两个单摆都做受迫振动,频率为5f,A摆固有频率接近驱动力的频率,则A的振幅较大,所以C正确,A、B、D错误. 3.D [解析] 用双手摩擦盆耳,起初频率非常低,逐渐提高摩擦频率,当摩擦频率等于盆的固有频率时,会发生共振现象,则嗡嗡声是因为共振现象,此时贱起的水花振幅最大,即能溅起水花的摩擦节奏与盆有关,故选D. 4.ACD [解析] 处于共振状态时,振幅最大,A正确;振子做受迫振动的频率等于驱动力的频率,所以驱动力频率为f3时,受迫振动的振幅比共振小,但振子振动的频率为f3,B错误;当驱动力频率等于振子固有频率时,振子处于共振状态,所以如果振子做自由振动,则它的频率为f2,C正确;振子可以做频率为f1的等幅振动,D正确.6 受迫振动 共振 1.BD [解析] 振子开始振动时振幅太大或动能和势能相互转化,都不会让弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小,故A、C错误;由于阻力作用,在振动过程中要不断克服外界阻力做功,消耗能量,振子的机械能逐渐转化为内能,所以弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小,故B、D正确. 2.B [解析] 由于存在空气阻力,振动系统在振动过程中机械能逐渐减小,转化为内能,振幅逐渐减小,而振动系统的振动周期与本身结构有关,故周期不变,选项B正确. 3.B [解析] 受迫振动是物体在周期性驱动力作用下的往复运动,分析知,受周期性驱动力的只有振针,其他均为自由振动,故选B. 4.B [解析] 驱动力的频率越接近汽车的固有频率,颠簸越厉害,A错误;汽车以约8 m/s的速度行驶时,驱动力的周期为T== s=0.25 s,驱动力的频率为f== Hz=4 Hz,汽车做受迫振动的振动频率为4 Hz,恰好等于汽车的固有频率,汽车发生共振, ... ...
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