1、活页作业(五)外力作用下的振动知识点一固有振动、阻尼振动1(多选)下列说法正确的是()A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,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)的作用下物体所做的振动才是受迫振动,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,选项D正确答案:ACD2单摆在空气中做阻尼振动,下列说法正确的是()A位移逐渐减小B速度逐渐减小C动能逐渐减小D振动的能量逐渐转化为其他形式的能解析:
2、不同时刻,位移大小不同,最大值(振幅)减小,选项A错误;不同时刻,速度大小,动能大小不同,最大值逐渐减小,选项B、C错误;运动中不断克服阻尼(阻力作用)做功,振动能量逐渐减小,转化为其他形式的能,选项D正确答案:D3(多选)一单摆在空气中振动、振幅逐渐减小,下列说法正确的是()A振动过程中机械能逐渐转化为其他形式的能B后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能C后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能D后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能解析:单摆振动过程中,因不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能,选项A、D正确;虽然单摆总的机械能在逐渐减小,但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化,动能转化
3、为势能时,动能逐渐减小,势能逐渐增大,而势能转化为动能时,势能逐渐减小,动能逐渐增大所以不能断言后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能),故选项B、C错误答案:AD知识点二受迫振动和共振4(多选)下列说法正确的是()A阻尼振动一定是减幅振动B物体做阻尼振动时,随振幅的减小,频率不断减小C受迫振动稳定时的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关D受迫振动频率由驱动力和物体结构特点共同决定解析:物体做阻尼振动时,因克服阻尼做功而机械能逐渐减少,振幅随之减小,选项A正确,物体做阻尼振动时,频率并不会随振幅的减小而变化如用力敲锣,由于锣振动中受到空气的阻尼作用,振幅越来越小,锣声逐渐
4、减弱,但音调不变,选项B错误;受迫振动稳定时的频率,只决定于驱动力频率,与物体自身结构特点无关,即与物体的固有频率无关,选项C正确,选项D错误答案:AC5.如图所示,曲轴上悬挂一弹簧振子,转动摇把,曲轴可以带动弹簧振子上下振动,开始时不转动摇把,而让振子自由上下振动,测得其频率为2 Hz,然后匀速转动摇把,转速为240 r/min,当振子振动稳定时,它们振动的周期为()A0.5 sB0.25 sC2 sD4 s解析:匀速转动摇把后,振子将做受迫振动,驱动力的周期跟摇把转动的周期是相同的,振子做受迫振动的周期又等于驱动力的周期,其频率也等于驱动力的频率,与原固有频率无关摇把匀速转动的转速为240
5、 r/min4 r/s,角速度8 rad/s,所以驱动力的周期T s0.25 s.答案:B6.如图所示,把两个弹簧振子悬挂在同一支架上,已知甲弹簧振子的固有频率为8 Hz,乙弹簧振子的固有频率为72 Hz,当支架受到竖直方向频率为9 Hz的驱动力作用做受迫振动时,则两个弹簧振子的振动情况是()A甲的振幅较大,且振动频率为8 HzB甲的振幅较大,且振动频率为9 HzC乙的振幅较大,且振动频率为9 HzD乙的振幅较大,且振动频率为72 Hz解析:甲、乙弹簧振子在驱动力作用下都做受迫振动,振动的频率等于驱动力的频率,即f甲f乙f驱因为f驱更接近甲的固有频率f0,所以甲的振幅较大,选项B正确答案:B7
6、.(多选)如图,表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系,由图可知()A驱动力频率为f2时,振子处于共振状态B驱动力频率为f3时,振子的振动频率为f3C假如让振子自由振动,它的频率为f2D振子做自由振动时,频率可以为f1、f2、f3解析:由题图可知当驱动力的频率为f2时,振子的振幅最大,即振子发生共振现象,故选项A正确;由共振条件知振子的固有频率为f2,所以选项C正确,选项D错误;振子做受迫振动时,振动频率由驱动力的频率决定,故选项B正确答案:ABC8(多选)研究单摆受迫振动规律时得到如图所示图象,下列说法正确的是()A其纵坐标为位移B其纵坐标为振幅C单摆的固有周期为2 sD图象的峰
7、值表示共振时的振幅解析:题中图象为受迫振动的振幅随驱动力的频率变化的图线,纵坐标表示振幅,横坐标表示驱动力的频率当驱动力的频率与固有频率相同时,振幅最大所以,固有频率为0.5 Hz,固有周期为2 s.答案:BCD9A、B两弹簧振子,A的固有频率为f,B的固有频率为4f,若它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动,则()AA的振幅较大,振动频率为fBB的振幅较大,振动频率为3fCA的振幅较大,振动频率为3fDB的振幅较大,振动频率为4f解析:A、B两弹簧振子都做受迫振动,谁的固有频率越接近驱动力的频率,谁的振幅就越大,其频率都等于驱动力的频率答案:B10(多选)某弹簧振子,自由振动时的振动图象
8、如图甲中的曲线所示,而在某驱动力作用下做受迫振动时,稳定后的振动图象如图甲中的曲线所示,那么,此受迫振动对应的状态可能是图乙中的()Aa点Bb点Cc点D一定不是c点解析:振子的固有周期与驱动力周期的关系是T驱T固,所以受迫振动的状态一定不是图乙中的b点和c点,可能是a点,故选项A、D正确答案:AD11汽车的重量一般支撑在固定于轴承上的若干个弹簧上,弹簧的等效劲度系数k1.5105 N/m.汽车开动时,在振幅较小的情况下,其上下自由振动的频率满足f (l为车厢在平衡位置时弹簧被压缩的长度)若人体可以看成一个弹性体,其固有频率约为2 Hz,已知汽车的质量为600 kg,每个人的质量为70 kg,则这辆车乘坐几个人时,人感觉到最难受?解析:当汽车振动的频率f2 Hz时,即达到人的固有频率时,人感到最难受设乘坐n个人时人感到最难受则fMgnmgkl联立式得n5.答案:5人