《受迫振动》受迫振动 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《受迫振动》受迫振动

1多选题

(多选)下列各种振动，属于受迫振动的是（　　）

A

敲击后的锣面的振动

B

缝纫机针的振动

C

人挑担时，担子上下振动

D

蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动

题目答案

BCD

答案解析

分析：

受迫振动也称强迫振动．在外来周期性力的持续作用下，振动系统发生的振动称为受迫振动．这个“外来的周期性力”叫驱动力(或强迫力)；物体的受迫振动达到稳定状态时，其振动的频率与驱动力频率相同，而与物体的固有频率无关；当周期性驱动力的频率和物体的固有频率相等时振幅达到最大，即共振．

解答：

解：选项1-、敲击后的锣面不在受驱动力，其振动是自由振动，故选项1-错误；选项2-、缝纫机针的振动是在驱动力作用下的振动，是受迫振动，故选项2-正确；选项3-、人挑担时，担子在人的驱动力作用下上下振动，是受迫振动，故选项3-正确；选项4-、蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动是在自身驱动力作用下的振动，是受迫振动，故选项4-正确；故选：选项2-选项3-选项4-．

点评：

本题关键是明确受迫振动的概念，知道受迫振动的频率特点，基础问题．

纠错重做

2单选题

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．则 (　　)

A
当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5s
B
当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25s
C
当转速为240 r/min时，弹簧振子的振幅最大
D
转速越大，弹簧振子的振幅就越大

题目答案

B

答案解析

分析：

若不转动摇把，弹簧振子做自由振动，周期等于固有周期．摇把匀速转动时，通过曲轴对弹簧振子施加驱动力，使弹簧振子做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期．当驱动力的周期等于弹簧振作的固有周期时，弹簧振子发生共振，振幅最大．

解答：

解：摇把的转速为n=240r/min=4r/s，它的周期T=$\frac {1}{n}$=$\frac {1}{4}$s=0.25s；转动摇把时，弹簧振子做受迫振动；

A、振子做受迫振动，振动周期等于驱动力的周期，当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25s，故A错误，B正确；

C、弹簧振子的固有周期T_固=$\frac {1}{f_固}$=$\frac {1}{2Hz}$=0.5s，当驱动力周期是0.5s时，提供驱动力的摇把转速为2r/s=120r/min，振子发生共振，振幅最大，故C错误；

D、摇把转动的周期与弹簧振子固有周期相差越小，振子的振幅越大，并不是转速越大，弹簧振子的振幅就越大，故D错误；

故选B．

点评：

本题关键根据受迫振动的周期等于驱动力的周期和产生共振的条件：驱动力的周期等于固有周期．

纠错重做

3单选题

有A、B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为4f，如果它们都在频率为2f的驱动力作用下做受迫振动，那么下列结论中正确的是（　　）

A
振子A的振幅较大，振动频率为2f
B
振子A的振幅较大，振动频率为f
C
振子B的振幅较大，振动频率为2f
D
振子B的振幅较大，振动频率为4f

题目答案

A

答案解析

分析：

振动系统在周期性的外力作用下，其所发生的振动称为受迫振动，这个周期性的外力称为驱动力．

受迫振动也称强迫振动．在外来周期性力的持续作用下，振动系统发生的振动称为受迫振动．这个“外来的周期性力”叫驱动力(或强迫力)．

物体的受迫振动达到稳定状态时，其振动的频率与驱动力频率相同，而与物体的固有频率无关．

物体作受迫振动的振幅保持不变，它的大小不仅和驱动力的大小有关，还与驱动力的频率以及作振动的物体自身的固有频率有关．作受迫振动的物体一边克服阻力做功，输出能量，一边从驱动力的做功中输入能量．当从驱动力输入系统的能量等于物体克服阻力做功输出的能量时，系统的能量达到动态平衡，总量保持不变，振幅保持不变，作等幅振动．当周期性驱动力的频率和物体的固有频率相等时振幅达到最大，即共振．

解答：

解：受迫振动的振动频率等于驱动力的频率，故都为2f；

在驱动力相同的情况下，受迫振动的振动幅度取决于振子的固有频率和驱动力平衡的接近程度，两者越接近，振动的幅度越大，故振子A的振动幅度较大；

故选A．

点评：

本题关键要明确：(1)受迫振动的频率等于驱动力频率；(2)受迫振动的幅度取决于驱动力的大小和驱动力的频率以及作振动的物体自身的固有频率的接近程度．

纠错重做

4单选题

如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，己知甲弹簧振子的固有频率为30Hz，乙弹簧振子的固有频率为5Hz，当支架在受到竖直方向且频率为10Hz的驱动力作用下做受迫振动时，稳定后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8Hz
B
甲的振幅较大，且振动频率为10Hz
C
乙的振幅较大，且振动频率为10Hz
D
乙的振幅较大，且振动频率为50Hz

题目答案

C

答案解析

分析：

物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率接近于物体的固有频率时，物体发生共振，振幅最大．

解答：

解：支架在受到竖直方向且频率为10Hz的驱动力作用下做受迫振动时，甲乙振动的频率等于10Hz，乙的频率接近于驱动力的频率，所以乙的振幅较大．故C正确，A、B、D错误．

故选C．

点评：

解决本题的关键知道受迫振动的频率与驱动力频率的关系，以及知道在什么条件下可以发生共振．

纠错重做

5单选题

如图所示，两个弹簧振子悬挂在同一个支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8Hz乙弹簧振子的固有频率为72Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用而做受迫振动时，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

题目答案

B

答案解析

分析：

物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关．当驱动力的频率接近于物体的固有频率时，物体发生共振，振幅最大

解答：

解：支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时，甲乙两个弹簧振子都做受迫振动，它们振动的频率都等于驱动力的频率9Hz，由于甲的频率接近于驱动力的频率，所以甲的振幅较大．故B正确，A、C、D错误．

故选：B

点评：

解决本题的关键知道受迫振动的频率等于驱动力频率，并要知道在什么条件下可以发生共振

纠错重做

6单选题

如图所示，在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，让振子自由上下振动，测得其频率为2HZ；然后以60r/min的转速匀速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为(　　)

A
0.25s
B
0.5s
C
1s
D
2s

题目答案

C

答案解析

分析：

振子做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率．

解答：

解：匀速转动摇把，转速为60r/min，故转动频率为：

f=n=60r/min=1r/s=1Hz

受迫振动的频率等于驱动力的频率，故振子振动稳定后它的振动为1Hz，故周期为1s；故ABD错误，C正确．

故选：C．

点评：

解决本题的关键掌握共振的条件，以及知道振子受迫振动的频率等于驱动力的频率．

纠错重做

7单选题

两个弹簧振子，甲的固有频率为2f，乙的固有频率为3f，当它们均在频率为f的驱动力作用下受迫振动，则（　　）

A
甲的振幅较大，振动频率为2f
B
甲的振幅较大，振动频率为f
C
乙的振幅较大，振动频率为3f
D
乙的振幅较大，振动频率为4f

题目答案

B

答案解析

分析：

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，振幅达最大．

解答：

解：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，振幅达最大．

故甲乙两个振子都做受迫振动，频率为f，甲的固有频率与驱动频率相差较小，所以甲的振幅较大，所以ACD错误，B正确．

故选：B．

点评：

本题应明确受迫振动的频率等于驱动力的频率，而当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振动最强烈．

纠错重做