1、课时跟踪检测（五）外力作用下的振动1下列振动中属于受迫振动的是()A用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动B打点计时器接通电源后，振针的振动C小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动D弹簧振子在竖直方向上沿竖直方向振动解析：选B受迫振动是振动物体在驱动力作用下的运动，故只有B对。A、C是阻尼振动，D是简谐运动。2.在实验室可以做“声波碎杯”的实验。用手指轻弹一只酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500 Hz。将这只酒杯放在两个大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发生的声波，就能使酒杯碎掉(如图所示)。下列说法中正确的是()A操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大B操作人员
2、可能是使声波发生器发出了频率很高的超声波C操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率D操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz解析：选D驱动力的周期与固有周期相等，形成共振，共振时振幅最大，操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz，就能使酒杯碎掉。3.如图所示，三个单摆的摆长为L11.5 m，L21 m，L30.5 m，现用一周期等于2 s的驱动力，使它们做受迫振动，那么当它们的振动稳定时，下列判断中正确的是()A三个摆的周期和振幅相等B三个摆的周期不等，振幅相等C三个摆的周期相等，但振幅不等D三个摆的周期和振幅都不相等解析：选C根据单摆的周期公式T2可
3、知，摆长不同，三个单摆的固有周期不同；现用周期等于2 s的驱动力，使它们作受迫振动，振动周期都等于驱动力的周期，都为2 s，三个摆中，单摆2的固有周期为2 s，故其摆幅最大，而1和3的振幅较小，故C正确。4.多选如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力频率f的关系，下列说法正确的是()A摆长约为10 cmB摆长约为1 mC若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动D若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动解析：选BD由图可知，单摆的周期T s2 s，由T2可求得l1 m，A错误，B正确；若增大摆长，单摆的固有周期增大，固有频率减小，故共振曲线的“峰”将向左移动，B错误，D正确。5
4、在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，而且越抖越厉害。后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题。在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是()A加大飞机的惯性B使机体更加平衡C使机翼更加牢固 D改变机翼的固有频率解析：选D飞机抖动的厉害是因为发生了共振现象，想要解决这一问题需要使系统的固有频率与驱动力的频率差别增大，在飞机机翼前缘处装置一个配重杆，改变的是机翼的固有频率，故选项D正确。6.如图所示，物体静止于水平面上的O点，这时弹簧恰为原长l0，物体的质量为m，与水平面间的动摩擦因数为，现将物体向右拉一段距离后自由释放，
5、使之沿水平面振动，下列结论正确的是()A物体通过O点时所受的合外力为零B物体将做阻尼振动C物体最终只能停止在O点D物体停止运动后所受的摩擦力为mg解析：选B物体通过O点时弹簧的弹力为零，但摩擦力不为零，选项A错。物体振动时要克服摩擦力做功，机械能减少，振幅减小，做阻尼振动，选项B正确。物体最终停止的位置可能在O点也可能不在O点。若停在O点摩擦力为零，若不在O点，摩擦力和弹簧的弹力平衡，停止运动时物体所受的摩擦力不一定为mg。选项C、D错误。7.如图所示，轻直杆OC的中点悬挂一个弹簧振子，其固有频率为2 Hz，杆的O端有固定光滑轴，C端下边由凸轮支持，凸轮绕其轴转动，转速为n。(1)当n从0逐渐
6、增大到5 r/s的过程中，振子M的振幅变化情况是_。(2)当n_ r/s时，振子M的振幅最大。(3)若转速稳定在5 r/s时，M的振动周期为_ s。解析：(1)当凸轮转速为n5 r/s时，它给弹簧振子的驱动力的频率为f驱5 Hz，当f驱逐渐接近f固时，其振幅逐渐增大，当f驱逐渐远离f固时，其振幅逐渐减小。因此，在n从0逐渐增大到5 r/s的过程中，振子M的振幅先变大再变小。(2)当f驱f固时，振幅最大，即n2 r/s。(3)当f驱5 Hz时，此时振子做受迫振动，其振动频率ff驱5 Hz，其振动周期为T s0.2 s。答案：(1)先变大再变小(2)2(3)0.28(1)多选下列说法正确的是()A
7、实际的自由振动必然是阻尼振动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受迫振动稳定后频率与自身物理条件无关E机器运转时底座发生的振动，并不是受迫振动(2)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。问：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20次全振动，振子做什么振动？其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么振动？在振子正常振动过程中，以转速4 r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？其周期是多少？解析：(1)实际的自由振动，必须不断克服外界阻力做功而消耗能量，
8、振幅会逐渐减小，必然是阻尼振动，故A、C正确；只有在周期性外力(驱动力)的作用下，物体所做的振动才是受迫振动，B错；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，D对；机器运转时，底座发生的振动是在周期性的驱动力作用下的振动，应是受迫振动，E错误。(2)用手往下拉振子使振子获得一定能量，放手后，振子因所受回复力与位移成正比，方向与位移方向相反(Fkx)，所以做简谐运动，其周期和频率是由它本身的结构性质决定的，称为固有周期(T固)和固有频率(f固)，根据题意T固 s0.5 s，f固 Hz2 Hz。由于摩擦和空气阻力的存在，振子克服摩擦力和阻力做功消耗能量，使其振幅越来越小，故振动为阻尼振动。由于把手转动的转速为4 r/s，它给弹簧振子的驱动力频率为f驱4 Hz，周期T驱0.25 s，故振子做受迫振动。振动达稳定状态后，其频率(或周期)等于驱动力的频率(或周期)，而跟固有频率(或周期)无关。即ff驱4 Hz，TT驱0.25 s。又因为振子做受迫振动得到驱动力对它做的功，补偿了振子克服阻力做功所消耗的能量，所以振子的振动属于受迫振动。答案：(1)ACD(2)简谐运动0.5 s2 Hz阻尼振动受迫振动0.25 s