《2025年金版新学案高中物理选择性必修第一册人教版》

如图所示的装置为一挂在曲轴上的弹簧振子，匀速摇动摇把，下面的弹簧振子就会振动起来。

任务 1. 摇把不动而用手拉动一下振子，从振幅变化角度看弹簧振子的振动属于什么振动？从系统振动的驱动力来源看弹簧振子的振动属于什么振动？
任务 2. 转动摇把逐渐增大其转速，会观察到弹簧振子的振幅怎样变化？振动的快慢怎样变化？这能说明什么问题？
任务 3. 转动摇把能否使弹簧振子的振幅保持不变？为什么？

答案： 任务1.阻尼振动；固有振动。
任务2.会观察到弹簧振子的振幅先逐渐增大后逐渐减小；振动的越来越快；说明弹簧振子做受迫振动的振幅与摇把的转速有关，振幅最大时发生共振，受迫振动的周期（频率）由摇把的转速决定。
任务3.摇把的转速如果恒定就能使弹簧振子的振幅保持不变。
弹簧振子做受迫振动，从外界获取能量，若转速恒定，振动稳定后，弹簧振子从外界获取的能量恰好能补偿因阻尼产生的能量损失，其振幅保持不变。

角度① 受迫振动与共振的理解
例 2 （多选）（2024·安徽合肥高二期末）如图所示，A、B、C、D 四个单摆的摆长分别为 $ L $、$ 2L $、$ L $、$ \frac{L}{2} $，摆球的质量分别为 $ 2m $、$ 2m $、$ m $、$ \frac{m}{2} $，四个单摆静止地悬挂在一根水平细线上。现让 A 球振动起来，通过水平细线迫使 B、C、D 也振动起来，则下列说法正确的是（ ）


A.B、C、D 中 B 的摆长最长，振幅最大
B.B、C、D 中 C 的振幅最大
C.B、C、D 中因 D 的质量最小，故其振幅是最大的
D.A、B、C、D 四个单摆的周期均相同
尝试解题：

答案： BD 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同，D正确；由于C、A的摆长相等，则C的固有周期与驱动力的周期相等，会发生共振，其振幅比B、D的大，A、C错误，B正确。故选BD。

针对练.（2024·江苏苏州高二月考）如图所示，在一条张紧的绳上挂 7 个摆，摆球质量均相同，先让 A 摆振动起来，则其余各摆也随之振动，已知 A、B、F 三摆的摆长相同，则下列判断正确的是（ ）


A.7 个摆的固有频率都相同
B.振动稳定后 7 个摆的振动频率都相同
C.D 摆的振幅最大
D.D、E 摆离 A 摆最近，它们的振幅最大

答案： B 7个摆的摆长不完全相同，固有频率不完全相同，A错误；A摆振动起来后，带动其余6个摆做受迫振动，振动稳定后7个摆的振动频率都相同，B正确；B、F摆的摆长与A摆相同，会发生共振，振幅最大，C、D错误。故选B。