这是一份2023版新教材高中物理第二章机械振动微点11阻尼振动与受迫振动的理解课时作业教科版选择性必修第一册，共3页。
微点11 阻尼振动与受迫振动的理解 eq \a\vs4\al(过基础) 1．(多选)下列说法正确的是( )A．实际的自由振动一定是阻尼振动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振动系统自身物理条件无关2．(多选)做阻尼振动的弹簧振子，它的( )A．固有周期越来越小 B．位移越来越小C．振幅越来越小 D．机械能越来越小3.如图所示为单摆做阻尼振动的位移x随时间t变化的图像，t1、t2时刻的位移大小均为2 cm，t3时刻的位移大于2 cm.关于摆球在t1、t2和t3时刻的速度、重力势能、动能、机械能，下列说法正确的是( )A．摆球在t1时刻的机械能等于在t2时刻的机械能B．摆球在t1时刻的动能等于在t2时刻的动能C．摆球在t1时刻的重力势能等于在t2时刻的重力势能D．摆球在t3时刻的速度大于在t2时刻的速度4．(多选)某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f，下列说法正确的是( )A．当f
f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于fD．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0的整数倍5．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．(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，(不计空气阻力和摩擦)振子做什么运动？其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么运动？(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，振子做什么运动？其周期和频率各是多少？微点11 阻尼振动与受迫振动的理解1．答案：ACD解析：实际的自由振动，必须不断克服外界阻力做功而消耗能量，振幅会逐渐减小，所以必然是阻尼振动，故选项A、C正确；只有在周期性外力(驱动力)作用下的物体所做的振动才是受迫振动，故选项B错误；受迫振动稳定后的频率由驱动力的频率决定，与自身物理条件无关，故选项D正确．方法总结：(1)对阻尼振动的理解①由于阻力做功，振动系统的机械能逐渐减小，振幅逐渐变小；②周期和频率由振动系统本身决定，阻尼振动中周期和频率不变．(2)对受迫振动的理解①受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关；②驱动力频率越接近固有频率，振幅越大．2．答案：CD解析：弹簧振子的固有周期是由它本身的性质决定的，即使做阻尼振动，固有周期也不变，故A错误；由题意可知，弹簧振子做阻尼振动，振子的振幅逐渐减小，但不能说弹簧振子的位移越来越小，故B错误，C正确；根据能量守恒定律可知，由于阻力做负功，所以机械能越来越小，故D正确．3．答案：C解析：摆球做阻尼振动，机械能随时间不断减小，所以摆球在t1时刻的机械能大于在t2时刻的机械能，故A错误；根据对称性可知，摆球在t1时刻的重力势能等于在t2时刻的重力势能，而摆球的机械能等于动能与重力势能之和，所以摆球在t1时刻的动能大于在t2时刻的动能，故B错误，C正确；摆球在t3时刻的速度等于零，摆球在t2时刻的速度大于零，所以摆球在t3时刻的速度小于在t2时刻的速度，故D错误．4．答案：BC解析：当f＝f0时，系统发生共振，振幅最大，当ff0时，随f的减小，驱动力的频率接近固有频率，该振动系统的振幅增大，故B正确；该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于驱动力的频率，故C正确，D错误．5．答案：(1)简谐运动 0.25 s 4 Hz 阻尼振动(2)受迫振动 0.125 s 8 Hz解析：(1)用手往下拉振子使振动系统获得一定能量，放手后，在不计空气阻力和摩擦的情况下，振子因所受回复力与位移成正比，方向与位移方向相反(F＝－kx)，故它做简谐运动，其周期和频率是由它本身的性质决定的，称固有周期(T固)和固有频率(f固)，根据题意可得T固＝ eq \f(10,40) s＝0.25 s．f固＝ eq \f(1,0.25) Hz＝4 Hz；当摩擦和空气阻力存在时，振子在振动过程中要克服摩擦力和阻力做功消耗能量，导致其振幅越来越小，故振动为阻尼振动．(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＝ eq \f(1,8) s＝0.125 s，故振子做受迫振动，振动达到稳定状态后，其振动的频率f(或周期T)等于驱动力的频率(或周期)，而跟固有频率(或周期)无关．
