高二物理选修 单摆 简谐运动的能量 受迫振动和共振一、考点聚焦1、单摆，在小振幅条件下单摆做简谐运动 Ⅱ2、单摆周期公式 Ⅱ3、振动中的能量转化 Ⅰ4、自由振动和受迫振动，受迫振动的频率 Ⅰ5、共振及其常见的应用 Ⅰ二、知识扫描1、单摆：一根上端固定的细线，下系一个小球就构成了单摆。要求细线的质量、弹性可以忽略，线的长度比小球的直径大得多。单摆的回复力是摆球重力的切向分力。在偏角很小的情况下，单摆做简谐运动。单摆的周期公式为 T=2π2、简谐运动的能量：简谐运动的能量就是振动系统的总机械能。振动系统的机械能与振幅有关，振幅越大，则系统机械能越大。阻尼振动的振幅越来越小。3、简谐运动的过程是系统的动能和势能相互转化的过程，转化过程中机械能的总量保持不变。在平衡位置处，动能最大势能最小，在最大位移处，势能最大，动能为零。4、受迫振动：物体在外界驱动力的作用下的运动叫做受迫振动。物体做稳定的受迫振动时振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。5、共振：当驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振。当驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大。驱动力的频率与物体的固有频率相差越远，受迫振动的振幅越小。声波的共振现象叫做共鸣。三、好题精析例 1 铁道上每根钢轨长 12.5m，若支持车厢的弹簧和车厢组成的系统周期为 0.6s，那么列车的速度为多大时，车厢振动得最厉害？〖解析〗车厢振动的最厉害是因为发生了共振，由共振条件可知T 驱=T 固=0.6sT 驱=V==21(m/s)〖点评〗火车行驶时，每当通过钢轨的接缝处时就受到一次冲击，该力即为驱动力。当驱动力的频率与振动系统的固有频率相等时就发生了共振，车厢振动得最厉害。例 2 单摆做简谐运动时，下列说法正确的是（ ）A、摆球质量越大、振幅越大，则单摆振动的能量越大B、单摆振动能量与摆球质量无关，与振幅有关C、摆球到达最高点时势能最大，摆线弹力最大D、摆球通过平衡位置时动能最大，摆线弹力最大〖解析〗对于无阻尼单摆系统，机械能守恒，其数值等于最大位移处摆球的重力势能或平衡位置处摆球的动能。摆球质量越大、振幅越大，则最大位移处摆球的重力势能越大，所以 A 选项正确，而 B 选项错误；在最高点时速度为零，所需向心力为零，故摆线弹力最小，所以 C 选项错误；同理，D 选项正确。选 AD.〖点评〗有同学认为振幅越大系统能量越大，其实这是在摆球质量一定...
