物理-受迫振动与共振(驱动力频率与固有频率关系)

考点:科学推理 / 物理-受迫振动与共振(驱动力频率与固有频率关系)

问法模型:给出’断电后振动先剧烈后减弱’的物理现象→选正确解释的模型:用共振规律反推正常工作时驱动力频率与固有频率的大小关系

推理链

  1. 第1步:提取现象——正常工作时洗衣机’非常平稳’,关掉电源后振动’先是越来越剧烈,之后又逐渐减弱直至停止’
  2. 第2步:调用共振规律——当驱动力频率逐渐接近系统固有频率时振幅增大,等于固有频率时共振最强,继续远离时振幅减小;且固有频率是系统本身属性,不随电源通断改变
  3. 第3步:断电后波轮失去动力,运转频率只能由正常值单调降低;振动先剧烈后减弱,说明频率降低过程中先接近、穿过、再远离固有频率,即正常工作时的运转频率位于固有频率上方
  4. 第4步:逐项对照——A’运转频率比固有频率大很多’符合上述推断;B’小很多’则断电频率降低会远离固有频率、振动应一直减弱,与’先剧烈’矛盾;C’相等’则正常工作时就会共振最剧烈,与’非常平稳’矛盾;D固有频率是固有属性,不因关电源改变
  5. 第5步:结论——只有A项与’平稳+先剧后弱’的完整现象自洽,故选A

最快解法:⚡ 频率变化方向法(共振曲线口诀):断电后波轮频率单调降低,振动’先剧后弱’说明频率从高处下降穿过固有频率→正常运转频率>固有频率,直接锁定’大很多’的A

易错点

  • ⚠ 误选B:误以为断电后振动加剧是频率升高所致,忽略断电后波轮是减速过程、频率只会降低
  • ⚠ 误选C:误认为’相等即平稳’,实际驱动力频率等于固有频率时共振最强、振动最剧烈,与题干’平稳’矛盾
  • ⚠ 误选D:不清楚固有频率由系统自身性质决定,不随电源通断或驱动力变化

母题抽象

🧩 当题干出现’设备减速/断电过程中振动先加剧后减弱’特征时,用共振规律:驱动力频率单调下降穿过固有频率则振幅先增后减,由此反推正常工作频率位于固有频率的哪一侧

同类特征:正常工作时非常平稳、关掉电源后振动越来越剧烈、之后振动逐渐减弱直至停止、波轮运转频率、共振与固有频率、现象解释类设问

相关题

  • 17674154(上海 2025,相关度1)

题干

一般情况下,洗衣机在正常工作时是非常平稳的。而关掉电源以后,洗衣机先是振动越来越剧烈,之后振动又逐渐减弱直至停止振动。对这一现象,下列解释正确的是        。

选项

  • A. 正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大很多 ✅
  • B. 正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小很多
  • C. 正常工作时,洗衣机波轮的运转频率与洗衣机的固有频率相等
  • D. 关掉电源后,洗衣机的固有振动频率发生了改变

官方解析

关掉电源以后,洗衣机波轮的运转频率逐渐降低,之所以振动越来越剧烈,是因为运转频率逐渐接近洗衣机的固有频率,发生了共振,当运转频率与固有频率相等时,振动达到最强,之后运转频率继续减小,逐渐远离洗衣机固有频率,振动越来越弱,可见在洗衣机正常工作时,波轮的运转频率大于洗衣机的固有频率,A项正确,B、C两项均错误;洗衣机的固有频率是其本身的属性,与其他因素无关,固有频率不会因关掉电源而发生变化,D项错误。 故正确答案为A。

给定材料

(无)