2024年高中物理新教材（人教版2019）講義選擇性第2章6受迫振動(dòng)共振

6受迫振動(dòng)共振[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道什么是固有振動(dòng)和阻尼振動(dòng)，會(huì)用能量的觀點(diǎn)分析阻尼振動(dòng)的特點(diǎn)。2.知道受迫振動(dòng)及其產(chǎn)生的條件，會(huì)分析受迫振動(dòng)的特點(diǎn)(重難點(diǎn))。3.理解共振現(xiàn)象，掌握共振產(chǎn)生的條件，知道常見(jiàn)共振的應(yīng)用和危害(重點(diǎn))。一、振動(dòng)中的能量損失如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置為一掛在曲軸上的彈簧振子，用手將振子向下拉動(dòng)一下釋放，觀察較長(zhǎng)一段時(shí)間，你發(fā)現(xiàn)振子在振動(dòng)過(guò)程中振幅有什么變化？為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？答案振子在振動(dòng)的過(guò)程中振幅逐漸減小，因?yàn)檎褡釉趯?shí)際振動(dòng)過(guò)程中受到空氣的阻礙作用，振動(dòng)的能量逐漸減少。1．固有振動(dòng)和固有頻率(1)固有振動(dòng)：振動(dòng)系統(tǒng)在沒(méi)有外力干預(yù)的情況下的振動(dòng)。(2)固有頻率：固有振動(dòng)的頻率。2．阻尼振動(dòng)(1)阻尼振動(dòng)：振動(dòng)系統(tǒng)受到阻礙作用時(shí)，振幅隨時(shí)間逐漸減小的振動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖所示。(2)振動(dòng)系統(tǒng)能量衰減的兩種方式①振動(dòng)系統(tǒng)受到摩擦阻力作用，機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。②振動(dòng)系統(tǒng)引起鄰近介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，能量向四周輻射出去，從而自身的機(jī)械能減少。1．阻尼振動(dòng)的振幅、周期和頻率特點(diǎn)物體在做阻尼振動(dòng)的過(guò)程中，振幅逐漸減小，但其周期是由振動(dòng)系統(tǒng)本身決定，與振幅大小無(wú)關(guān)，振動(dòng)過(guò)程中周期和頻率保持不變。2．阻尼振動(dòng)的能量特點(diǎn)物體在做阻尼振動(dòng)的過(guò)程中，總機(jī)械能逐漸減小，物體位移大小相等時(shí)，勢(shì)能大小相等，但動(dòng)能與上一次相比將減小。例1(2022·福安市第一中學(xué)高二月考)如圖是一單擺做阻尼振動(dòng)的位移—時(shí)間圖像，比較擺球在M與N對(duì)應(yīng)時(shí)刻的物理量，(EpM代表M點(diǎn)重力勢(shì)能，EpN代表N對(duì)應(yīng)點(diǎn)重力勢(shì)能)以下說(shuō)法正確的是()A．速率vM＝vNB．受到的拉力FM>FNC．重力勢(shì)能EpM>EpND．機(jī)械能EM<EN答案B解析由于單擺在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要克服阻力做功，振幅逐漸減小，擺球的機(jī)械能逐漸減少，所以擺球在M點(diǎn)所對(duì)應(yīng)時(shí)刻的機(jī)械能大于在N點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的機(jī)械能，擺球的勢(shì)能是由擺球相對(duì)最低點(diǎn)的高度h和擺球的質(zhì)量m共同決定的(Ep＝mgh)。單擺擺球的質(zhì)量是定值，由于M、N兩時(shí)刻擺球的位移大小相同，故在這兩個(gè)時(shí)刻擺球相對(duì)最低點(diǎn)的高度相同，重力勢(shì)能也相同，但由于M點(diǎn)的機(jī)械能大于N點(diǎn)的機(jī)械能，所以M點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的動(dòng)能大于在N點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的動(dòng)能，可得速率vM>vN，故A、C、D錯(cuò)誤；由于M、N兩時(shí)刻擺球的位移大小相同，所以其細(xì)線拉力與豎直方向上的夾角θ也相等，對(duì)單擺受力分析，根據(jù)牛頓第二定律F－mgcosθ＝meq\f(v2,L)，得F＝mgcosθ＋meq\f(v2,L)，由于vM>vN，所以FM>FN，故B正確。二、受迫振動(dòng)在一中，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄從而給彈簧上端一個(gè)周期性的上、下外力，幾次改變手柄的轉(zhuǎn)速，觀察不同轉(zhuǎn)速下振子的振動(dòng)情況有什么特點(diǎn)？答案手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的越快，振子上下振動(dòng)的也越快，手柄不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，振子也將持續(xù)的振動(dòng)。1．驅(qū)動(dòng)力作用于振動(dòng)系統(tǒng)的周期性的外力。2．受迫振動(dòng)(1)定義：系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)。(2)受迫振動(dòng)的頻率(周期)物體做受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，其振動(dòng)頻率總等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無(wú)關(guān)。類型項(xiàng)目固有振動(dòng)阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)概述振動(dòng)圖像(x－t圖像)是一條正弦曲線振幅逐漸減小的振動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)產(chǎn)生條件不受阻力作用受阻力作用受阻力和驅(qū)動(dòng)力作用頻率固有頻率固有頻率驅(qū)動(dòng)力頻率振幅不變減小大小不確定振動(dòng)圖像形狀不確定振動(dòng)能量振動(dòng)物體的機(jī)械能不變機(jī)械能逐漸減小驅(qū)動(dòng)力對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)做功，補(bǔ)償系統(tǒng)的能量損耗常見(jiàn)例子彈簧振子或單擺敲鑼打鼓時(shí)發(fā)出的聲音越來(lái)越弱機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)底座發(fā)生的振動(dòng)(1)受到阻力作用的振動(dòng)一定是阻尼振動(dòng)。(×)(2)阻尼振動(dòng)的振幅逐漸減小，機(jī)械能逐漸減小。(√)(3)受迫振動(dòng)的振幅越來(lái)越大。(×)(4)受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率無(wú)關(guān)。(√)例2如圖所示，曲軸上懸掛一彈簧振子，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，曲軸可以帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng)。(1)開(kāi)始時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，而用手往下拉振子，然后放手讓振子上下振動(dòng)，測(cè)得振子在10s內(nèi)完成20次全振動(dòng)，不考慮阻力，振子做什么振動(dòng)？其固有周期和固有頻率各是多少？若考慮阻力，振子做什么振動(dòng)？(2)在振子正常振動(dòng)過(guò)程中，以轉(zhuǎn)速4r/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，振子的振動(dòng)穩(wěn)定后，振子做什么運(yùn)動(dòng)？其周期是多少？答案(1)固有振動(dòng)0.5s2Hz阻尼振動(dòng)(2)受迫振動(dòng)0.25s解析(1)用手往下拉振子，放手后，因振子所受回復(fù)力滿足F＝－kx，所以做固有振動(dòng)，根據(jù)題意T固＝eq\f(t,n)＝eq\f(10,20)s＝0.5s，f固＝eq\f(1,T固)＝2Hz，由于阻力的存在，振子克服阻力做功消耗能量，振幅越來(lái)越小，故振動(dòng)為阻尼振動(dòng)。(2)由于把手轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為4r/s，它給彈簧振子的驅(qū)動(dòng)力頻率為f驅(qū)＝4Hz，周期T驅(qū)＝0.25s，故振子做受迫振動(dòng)，振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，其頻率(或周期)等于驅(qū)動(dòng)力的頻率(或周期)，而跟固有頻率(或固有周期)無(wú)關(guān)，即f＝f驅(qū)＝4Hz，T＝T驅(qū)＝0.25s。三、共振現(xiàn)象及其應(yīng)用1．定義驅(qū)動(dòng)力的頻率f等于物體的固有頻率f0時(shí)，物體做受迫振動(dòng)的振幅達(dá)到最大值，這種現(xiàn)象稱為共振。2．共振曲線(如圖所示)洗衣機(jī)在衣服脫水完畢關(guān)閉電源后，脫水桶還要轉(zhuǎn)動(dòng)一會(huì)才能停下來(lái)。在關(guān)閉電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先振動(dòng)得比較弱，有一陣子振動(dòng)得很劇烈，然后振動(dòng)慢慢減弱直至停下來(lái)。(1)開(kāi)始時(shí)，洗衣機(jī)為什么振動(dòng)比較弱？(2)期間劇烈振動(dòng)的原因是什么？答案(1)開(kāi)始時(shí)，脫水桶轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率遠(yuǎn)高于洗衣機(jī)的固有頻率，振幅較小，振動(dòng)比較弱。(2)當(dāng)洗衣機(jī)脫水桶轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率時(shí)發(fā)生共振，振動(dòng)劇烈。1．共振的條件：驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等，即f驅(qū)＝f固。2．共振曲線如圖所示，共振曲線的橫坐標(biāo)為驅(qū)動(dòng)力的頻率，縱坐標(biāo)為受迫振動(dòng)的振幅。f＝f0時(shí)發(fā)生共振；f>f0或f<f0時(shí)振幅較小。f與f0相差越大，振幅越小。3．共振的利用與防止(1)利用：要利用共振，就應(yīng)盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率一致。如共振篩、共振轉(zhuǎn)速計(jì)等。(2)防止：在需要防止共振危害時(shí)，要盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率和固有頻率不相等，而且相差越多越好。如：部隊(duì)行軍過(guò)橋時(shí)應(yīng)便步走。特別說(shuō)明：共振是物體做受迫振動(dòng)時(shí)的一種特殊現(xiàn)象。(1)驅(qū)動(dòng)力頻率越大，受迫振動(dòng)的振幅越大。(×)(2)做受迫振動(dòng)的物體一定會(huì)發(fā)生共振。(×)例3(多選)(2022·長(zhǎng)沙市高二期末)如圖所示，A、B、C、D四個(gè)單擺的擺長(zhǎng)分別為L(zhǎng)、2L、L、eq\f(L,2)，擺球的質(zhì)量分別為2m、2m、m、eq\f(m,2)，四個(gè)單擺靜止地懸掛在一根水平細(xì)線上?，F(xiàn)讓A球振動(dòng)起來(lái)，通過(guò)水平細(xì)線迫使B、C、D也振動(dòng)起來(lái)，則下列說(shuō)法正確的()A．B、C、D中B的擺長(zhǎng)最長(zhǎng)，振幅最大B．B、C、D中C的振幅最大C．B、C、D中因D的質(zhì)量最小，故其振幅是最大的D．A、B、C、D四個(gè)單擺的周期均相同答案BD解析A做自由振動(dòng)，其振動(dòng)周期就等于其固有周期2πeq\r(\f(L,g))，而B(niǎo)、C、D在A產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，即等于A的固有周期，所以四個(gè)單擺的振動(dòng)周期相等，選項(xiàng)D正確；由于C、A的擺長(zhǎng)相等，則C的固有周期與驅(qū)動(dòng)力周期相等，產(chǎn)生共振，其振幅比B、D的大，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確。例4(多選)一個(gè)彈簧振子做受迫振動(dòng)，它的振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f之間的關(guān)系如圖所示。由圖可知()A．驅(qū)動(dòng)力頻率為f2時(shí)，振子處于共振狀態(tài)B．驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅比共振小，但振子振動(dòng)的頻率仍為f2C．如果振子做自由振動(dòng)，它的頻率為f2D．振子可以做頻率為f1的等幅振動(dòng)答案ACD解析處于共振狀態(tài)時(shí)，振幅最大，A正確；振子做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅比共振小，但振子振動(dòng)的頻率為f3，B錯(cuò)誤；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于振子固有頻率時(shí)，振子處于共振狀態(tài)，所以如果振子做自由振動(dòng)，則它的頻率為f2，C正確；振子可以做頻率為f1的等幅振動(dòng)，D正確。例5(多選)(2023·長(zhǎng)春二中月考)鋪設(shè)鐵軌時(shí)，每?jī)筛撥壗涌p處都必須留有一定的間隙，勻速運(yùn)行的列車經(jīng)過(guò)軌端接縫處時(shí)，車輪就會(huì)受到一次沖擊。由于每一根鋼軌長(zhǎng)度相等，所以這個(gè)沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng)。普通鋼軌長(zhǎng)為12.6m，列車的固有周期為0.315s。下列說(shuō)法正確的是()A．列車的危險(xiǎn)速率為40m/sB．列車過(guò)橋需要減速，是為了防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象C．列車運(yùn)行的振動(dòng)頻率和列車的固有頻率總是相等的D．增加鋼軌的長(zhǎng)度有利于列車高速運(yùn)行答案AD解析當(dāng)列車受到?jīng)_擊的頻率和列車的固有頻率相同時(shí)，會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，比較危險(xiǎn)，由T＝eq\f(l,v)可得，列車的危險(xiǎn)速率為v＝eq\f(l,T)＝eq\f(12.6,0.315)m/s＝40m/s，A正確；列車過(guò)橋需要減速，是為了防止橋梁發(fā)生共振現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；列車的速度不同，則振動(dòng)頻率不同，C錯(cuò)誤；根據(jù)T＝eq\f(l,v)可知，增加鋼軌的長(zhǎng)度可以使危險(xiǎn)速率增大，有利于列車高速運(yùn)行，D正確。課時(shí)對(duì)點(diǎn)練考點(diǎn)一振動(dòng)中的能量損失1．(2022·華中師大一附中檢測(cè))由于存在空氣阻力，嚴(yán)格來(lái)講，任何物體的機(jī)械振動(dòng)都不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在振動(dòng)過(guò)程中()A．振幅減小，周期減小，機(jī)械能減小B．振幅減小，周期不變，機(jī)械能減小C．振幅不變，周期減小，機(jī)械能減小D．振幅不變，周期不變，機(jī)械能減小答案B解析由于存在空氣阻力，振動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能逐漸減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，振幅逐漸減小，而振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)周期與本身結(jié)構(gòu)有關(guān)，為固有周期，故周期不變，選項(xiàng)B正確。2．(2022·北京市東城區(qū)檢測(cè))如圖所示為單擺做阻尼振動(dòng)的位移x隨時(shí)間t變化的圖像，t1、t2時(shí)刻的位移大小均為2cm，t3時(shí)刻的位移大于2cm。關(guān)于擺球在t1、t2和t3時(shí)刻的速度、重力勢(shì)能、動(dòng)能、機(jī)械能，下列說(shuō)法正確的是()A．?dāng)[球在t1時(shí)刻的機(jī)械能等于在t2時(shí)刻的機(jī)械能B．?dāng)[球在t1時(shí)刻的動(dòng)能等于在t2時(shí)刻的動(dòng)能C．?dāng)[球在t1時(shí)刻的重力勢(shì)能等于在t2時(shí)刻的重力勢(shì)能D．?dāng)[球在t3時(shí)刻的速度大于在t2時(shí)刻的速度答案C解析擺球做阻尼振動(dòng)，機(jī)械能隨時(shí)間不斷減小，所以擺球在t1時(shí)刻的機(jī)械能大于在t2時(shí)刻的機(jī)械能，故A錯(cuò)誤；根據(jù)對(duì)稱性可知，擺球在t1時(shí)刻的重力勢(shì)能等于在t2時(shí)刻的重力勢(shì)能，而擺球的機(jī)械能等于動(dòng)能與重力勢(shì)能之和，所以擺球在t1時(shí)刻的動(dòng)能大于在t2時(shí)刻的動(dòng)能，故B錯(cuò)誤，C正確；擺球在t3時(shí)刻的速度等于零，擺球在t2時(shí)刻的速度大于零，所以擺球在t3時(shí)刻的速度小于在t2時(shí)刻的速度，故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二受迫振動(dòng)和共振3．(2022·金華市十校調(diào)研)關(guān)于受迫振動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．為了防止橋梁發(fā)生共振而坍塌，部隊(duì)要齊步通過(guò)橋梁B．鼓手隨音樂(lè)敲擊鼓面時(shí)鼓面的振動(dòng)是自由振動(dòng)C．洗衣機(jī)工作時(shí)機(jī)殼的振動(dòng)頻率等于其固有頻率D．唱歌時(shí)胸腔共鳴是由于聲帶振動(dòng)激起空氣柱振動(dòng)傳到胸腔引起的共振答案D解析為了防止橋梁發(fā)生共振而坍塌，部隊(duì)要散步通過(guò)橋梁，A錯(cuò)誤；鼓手隨音樂(lè)敲擊鼓面時(shí)鼓面的振動(dòng)是受迫振動(dòng)，B錯(cuò)誤；洗衣機(jī)工作時(shí)機(jī)殼的振動(dòng)頻率等于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所給的驅(qū)動(dòng)力的頻率，C錯(cuò)誤；唱歌時(shí)胸腔共鳴是由于聲帶振動(dòng)激起空氣柱振動(dòng)傳到胸腔引起的共振，D正確。4．(多選)某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f0，在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的頻率為f，下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)f<f0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小B．當(dāng)f>f0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大C．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于fD．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于f0的整數(shù)倍答案BC解析當(dāng)f＝f0時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生共振，振幅最大，當(dāng)f<f0時(shí)，隨著f的增大，驅(qū)動(dòng)力的頻率接近固有頻率，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅增大，故A錯(cuò)誤；當(dāng)f>f0時(shí)，隨著f的減小，驅(qū)動(dòng)力的頻率接近固有頻率，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅增大，故B正確；該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，故C正確，D錯(cuò)誤。5．(2022·唐山一中月考)如圖所示，兩個(gè)彈簧振子懸掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為8Hz，乙彈簧振子的固有頻率為72Hz，當(dāng)支架受到豎直方向且頻率為9Hz的驅(qū)動(dòng)力做受迫振動(dòng)時(shí)，兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)情況是()A．甲的振幅較大，且振動(dòng)頻率為8HzB．甲的振幅較大，且振動(dòng)頻率為9HzC．乙的振幅較大，且振動(dòng)頻率為9HzD．乙的振幅較大，且振動(dòng)頻率為72Hz答案B解析支架受到豎直方向且頻率為9Hz的驅(qū)動(dòng)力做受迫振動(dòng)時(shí)，甲、乙兩個(gè)彈簧振子都做受迫振動(dòng)，它們的振動(dòng)頻率都等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，即9Hz，由于甲的固有頻率接近驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以甲的振幅較大，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。6．(多選)下列關(guān)于共振和防止共振的說(shuō)法，正確的是()A．共振現(xiàn)象總是有害的，所以要避免共振現(xiàn)象發(fā)生B．隊(duì)伍過(guò)橋要慢行是為了不產(chǎn)生周期性的驅(qū)動(dòng)力，從而避免產(chǎn)生共振C．火車過(guò)橋慢行是為了使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)小于橋的固有頻率，從而避免產(chǎn)生共振D．利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率，防止共振危害時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離振動(dòng)物體的固有頻率答案CD解析共振現(xiàn)象有利也有弊，A項(xiàng)錯(cuò)誤；隊(duì)伍和火車過(guò)橋慢行都是為了使驅(qū)動(dòng)力的頻率與橋的固有頻率相差很多，從而避免產(chǎn)生共振，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；要利用共振，應(yīng)盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率與振動(dòng)物體的固有頻率一致。在防止共振危害時(shí)，要盡量使驅(qū)動(dòng)力的頻率和振動(dòng)物體的固有頻率不相等，而且相差越多越好，D項(xiàng)正確。7．(2022·北京市西城區(qū)高二期末)據(jù)史書(shū)記載：晉朝初期，京城有戶人家掛著的銅盤(pán)每天早晚輕輕自鳴兩次，人們十分驚恐。當(dāng)時(shí)的學(xué)者張華判斷，這是銅盤(pán)與皇宮早晚的鐘聲共鳴所致。后來(lái)把銅盤(pán)磨薄一些，它就不再自鳴了。聲音的共振稱為共鳴，振動(dòng)系統(tǒng)受迫振動(dòng)的振幅A隨驅(qū)動(dòng)力頻率f變化的關(guān)系圖像如圖所示，請(qǐng)根據(jù)圖像分析把銅盤(pán)磨薄的目的是()A．改變銅盤(pán)固有振動(dòng)的振幅B．改變銅盤(pán)固有振動(dòng)的頻率C．改變皇宮敲鐘引起的空氣振動(dòng)的強(qiáng)度D．改變皇宮敲鐘引起的空氣振動(dòng)的頻率答案B解析把銅盤(pán)磨薄一些，是為了改變銅盤(pán)固有振動(dòng)的頻率，銅盤(pán)與皇宮早晚的鐘聲不再發(fā)生共振，即不再出現(xiàn)共鳴，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。8．(多選)(2021·浙江1月選考)為了提高松樹(shù)上松果的采摘率和工作效率，工程技術(shù)人員利用松果的慣性發(fā)明了用打擊桿、振動(dòng)器使松果落下的兩種裝置，如圖甲、乙所示。則()A．針對(duì)不同樹(shù)木，落果效果最好的振動(dòng)頻率可能不同B．隨著振動(dòng)器頻率的增加，樹(shù)干振動(dòng)的幅度一定增大C．打擊桿對(duì)不同粗細(xì)樹(shù)干打擊結(jié)束后，樹(shù)干的振動(dòng)頻率相同D．振動(dòng)器振動(dòng)穩(wěn)定后，不同粗細(xì)樹(shù)干的振動(dòng)頻率始終與振動(dòng)器的振動(dòng)頻率相同答案AD解析要使落果效果最好，應(yīng)使振動(dòng)器(打擊桿)與樹(shù)木做共振，因不同樹(shù)木的固有頻率可能不同，所以振動(dòng)器(打擊桿)的振動(dòng)頻率也可能不同，A項(xiàng)正確；只有當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率相等時(shí)振幅最大，所以振動(dòng)器頻率增加時(shí)樹(shù)干振動(dòng)的振幅不一定增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；不同粗細(xì)樹(shù)干固有頻率不一定相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因樹(shù)干做的是受迫振動(dòng)，穩(wěn)定后受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，D項(xiàng)正確。9．(2022·青島市質(zhì)檢)轎車的懸掛系統(tǒng)是由車身與輪胎間的彈簧及避震器組成的支持系統(tǒng)。某型號(hào)轎車的“車身—懸掛系統(tǒng)”的固有周期是0.5s，這輛汽車勻速通過(guò)某路口的條狀減速帶，如圖，已知相鄰兩條減速帶間的距離為1.0m，該車經(jīng)過(guò)該減速帶過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)轎車以30km/h的速度通過(guò)減速帶時(shí)，車身上下振動(dòng)的頻率為2HzB．轎車通過(guò)減速帶的速度大小不同，車身上下振動(dòng)的幅度大小也必然不同C．轎車通過(guò)減速帶的速度越大，車身上下顛簸得越劇烈D．當(dāng)轎車以7.2km/h的速度通過(guò)減速帶時(shí)，車身上下顛簸得最劇烈答案D解析當(dāng)轎車以30km/h的速度通過(guò)減速帶時(shí)，車身上下振動(dòng)的周期為T(mén)＝eq\f(L,v)＝eq\f(3,25)s，則車身上下振動(dòng)的頻率為f＝eq\f(1,T)＝8eq\f(1,3)Hz，A錯(cuò)誤；車身上下振動(dòng)的頻率與車身系統(tǒng)的固有頻率越接近，車身上下振動(dòng)的幅度越大，所以當(dāng)轎車通過(guò)減速帶的速度大小不同時(shí)，車身上下振動(dòng)的幅度大小可能相同，B、C錯(cuò)誤；當(dāng)轎車以7.2km/h的速度通過(guò)減速帶時(shí)，車身上下振動(dòng)的頻率為f＝eq\f(1,T)＝eq\f(v,L)＝2Hz，車身系統(tǒng)的固有頻率為f0＝eq\f(1,T0)＝2Hz，此時(shí)f＝f0，所以車身發(fā)生共振，上下顛簸得最劇烈，D正確。10．(多選)單擺M、N、O、P自由振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)圖像分別如圖甲、乙、丙、丁所示。現(xiàn)將單擺M、N、O、P懸掛在如圖所示支架的細(xì)線上，并保持各自的擺長(zhǎng)不變，使其中一個(gè)單擺振動(dòng)，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，其他三個(gè)都可能振動(dòng)起來(lái)，不計(jì)空氣阻力，下列判斷正確的是()A．若使M振動(dòng)起來(lái)，P不會(huì)振動(dòng)B．若使N振動(dòng)起來(lái)，穩(wěn)定時(shí)N振動(dòng)的周期仍小于O的振動(dòng)周期C．若使P振動(dòng)起來(lái)，穩(wěn)定時(shí)M比N的振幅大D．若使O振動(dòng)起來(lái)，穩(wěn)定時(shí)M的振動(dòng)周期等于3s答案CD解析若使M振動(dòng)起來(lái)，其他單擺都會(huì)做受迫振動(dòng)，故A錯(cuò)誤；受迫振動(dòng)的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，故B錯(cuò)誤；若使P振動(dòng)起來(lái)，由于M的固有周期與驅(qū)動(dòng)力的周期相同，M發(fā)生共振，穩(wěn)定時(shí)M比N的振幅大，故C正確；O的周期為3s，使O振動(dòng)起來(lái)，M做受迫振動(dòng)，則周期為3s，故D正確。11．(多選)(2022·福建浦城縣期中考試)如圖所示，曲軸上掛一個(gè)彈簧振子，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，曲軸可帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng)。開(kāi)始時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，讓振子自由振動(dòng)，測(cè)得其頻率為2Hz?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min。則()A．當(dāng)振子振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，它的振動(dòng)周期是0.5sB．當(dāng)振子振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，它的振動(dòng)周期是0.25sC．當(dāng)搖把轉(zhuǎn)速為240r/min時(shí)，彈簧振子的振幅最大，若減小搖把轉(zhuǎn)速，彈簧振子的振幅一定減小D．若搖把轉(zhuǎn)速?gòu)?40r/min逐漸減小到120r/min，彈簧振子的振幅逐漸增大答案BD解析搖把的轉(zhuǎn)速為n＝240r/min＝4r/s，它的周期T＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,4)s＝0.25s，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把時(shí)，彈簧振子做受迫振動(dòng)，振子做受迫振動(dòng)，振動(dòng)周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，當(dāng)振子振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，它的振動(dòng)周期是0.25s，故A錯(cuò)誤，B正確；彈簧振子的固有周期T固＝eq\f(1,f固)＝eq\f(1,2)s＝0.5s，當(dāng)n＝240r/min時(shí)，驅(qū)動(dòng)力周期是0.25s，振子沒(méi)有發(fā)生共振，此時(shí)彈簧振子的振幅不是最大，若減小搖把轉(zhuǎn)速，振動(dòng)周期變大，與固有周期接近時(shí)，彈簧振子的振幅會(huì)增大，故C錯(cuò)誤；當(dāng)n＝120r/min＝2r/s時(shí)，驅(qū)動(dòng)力周期是0.5s，與固有周期相等，則若搖把轉(zhuǎn)速?gòu)?40r/min逐漸減小到120r/min，彈簧振子的振幅逐漸增大，故D正確。12．(多選)(2022·綿陽(yáng)市期末)如圖所示為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線，下列說(shuō)法正確的是()A．若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行，且擺長(zhǎng)相同，則圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線