1、第十一章机械振动课前预习作业课堂检测作业课时5外力作用下的振动课后巩固作业基础训练课前预习作业一、选择题1(多选)做阻尼振动的振子哪些物理量在减小()A机械能B振幅C周期D频率AB2.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，让振子上下自由振动，测得振动频率为 2 Hz，然后匀速转动摇把，转速为 240 r/min，当振子振动稳定后，它的振动周期为()A.12 s B.14 sC2 s D4 sB解析：受迫振动的周期等于驱动力的周期，故 T 60240 s14 s.3(多选)下列说法正确的是()A某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关B某物体做受
2、迫振动时，其振动频率与固有频率无关C某物体发生共振时的频率等于其自由振动的频率D某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动ABC4A、B 两个单摆，A 摆的固有频率为 f，B 摆的固有频率为 4f，若让它们在频率为 5f 的驱动力作用下做受迫振动，那么 A、B 两个单摆比较()AA 摆的振幅较大，振动频率为 fBB 摆的振幅较大，振动频率为 5fCA 摆的振幅较大，振动频率为 5fDB 摆的振幅较大，振动频率为 4fB解析：A、B 两摆均做受迫振动，其振动频率应等于驱动力的频率，即 5f，因 B 摆的固有频率接近驱动力的频率，故 B 摆的振幅较大，B 正确，A、C、D 错误5在飞机的发展史中有一个阶
3、段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦地探索，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主要目的是()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D解析：飞机抖动得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距增大，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，测得这个声音的频率为 500 Hz.将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其
4、发出的声波，就能使酒杯碎掉，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操作人员一定是将声波发生器发出的声波频率调到 500 HzD解析：通过调整声波发生器发出的声波就能使酒杯碎掉，是利用共振的原理因此操作人员一定是将声波发生器发出的声波频率调到 500 Hz，故 D 选项正确7.如图所示，一台玩具电机的轴上安有一个小皮带轮甲，通过皮带带动皮带轮乙转动(皮带不打滑)，皮带轮乙上离轴心 O 距离 2 mm 处安有一个圆环 P.一根细绳一端固定在圆环 P 上，另一端固定在
5、对面的支架上，绳呈水平方向且绷直在绳上悬挂着 4 个单摆 a、b、c、d.已知电动机的转速是 149 r/min，甲、乙两皮带轮的半径之比为 15,4 个单摆的摆长分别是 100 cm、80 cm、60 cm、40 cm.电动机匀速转动过程中，哪个单摆的振幅最大()AA单摆 a B单摆 bC单摆 cD单摆 d解析：电动机的转速是 149 r/min，则周期 T 甲1n 60149 s，甲、乙的半径比是 15，则乙的周期是 T 乙300149 s，要发生共振，由单摆周期公式 T2Lg得，对应单摆的摆长约为1.013 m；题中给出的四个单摆中，a 最接近，所以 a 的振幅最大故选 A.二、非选择题
6、8.如图所示是一个单摆的共振曲线(1)若单摆所处环境的重力加速度 g 取 9.8 m/s2，试求此单摆的摆长(2)若将此单摆移到高山上，共振曲线的“峰”将怎样移动？答案：(1)2.76 m(2)向左移解析：(1)由题图可知，单摆的固有频率 f0.3 Hz，由周期公式 T2lg和 f1T，得 l g42f29.843.1420.32 m2.76 m.(2)由 f 12gl 知，单摆移到高山上，重力加速度 g 减小，其固有频率减小，故共振曲线的“峰”向左移基础训练课堂检测作业一、单选题1部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是()A减轻对桥的压力，避免产生回声B
7、减少对桥、雪山的冲击力C避免使桥发生共振和使雪山发生共振D使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量C解析：部队过桥时如齐步走，给桥梁施加周期性外力，容易使桥的振动幅度增加，即发生共振，造成桥梁倒塌；登山运动员登高山时高声叫喊，声波容易引发雪山共振而发生雪崩，故应选 C.2下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为 f 固，则()驱动力频率/Hz304050607080受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f 固60 Hz B50 Hzf 固60 HzC60 Hzf 固70 Hz D以上三个都不对B解析：固有频率等于驱动力的频率时
8、，振幅最大，固有频率越接近驱动力频率，振幅越大；表格中当驱动力频率为 50 Hz 和 60 Hz 时，振幅最大，说明固有频率在 50 Hz60 Hz 之间；故选 B.3在喜剧电影功夫中，包租婆的“狮子吼”可以将酒杯震碎若我们用手指轻弹同样的酒杯，听到清脆的声音，并测得该声音的频率为 f.下列说法正确的是()A包租婆的“狮子吼”震碎酒杯是声波的共振现象B包租婆的“狮子吼”震碎酒杯是声波的干涉现象C包租婆发出的震碎酒杯的“狮子吼”的频率一定小于 fD包租婆发出的震碎酒杯的“狮子吼”的频率一定远大于 fA解析：共振时受迫振动的物体振幅最大，A 正确，B 错产生共振的条件是驱动力的频率等于受迫振动物体
9、的固有频率，它们越接近时振幅越大，故 C、D 错二、多选题4.如图所示，当 A 振动起来后，通过绷紧水平绳迫使 B、C 振动起来，下列说法正确的是()AA、B、C 三个单摆的周期均相同B只有 A、C 两个单摆周期相同CA、B、C 三个单摆的振幅相同DB 的振幅比 C 的振幅小AD解析：B、C 两个单摆都在 A 的作用下做受迫振动，故 B、C 的周期都与 A 的周期相同，故 A 正确，B 错误；A 与 C 摆长相等，即固有频率相等，C 摆达到共振，振幅比 B 的大，故 C 错误，D 正确5一洗衣机，当脱水桶转的很快时，机身振动并不强烈，而切断电源，转动逐渐减慢直到停下来的过程中，在某一时刻 t
10、时，机身反而会发生强烈振动，此后脱水桶转速继续减慢，机身的振动也随之减弱，对于这一现象，下列说法正确的是()A正常工作时，洗衣机驱动力的频率比洗衣机固有频率小B正常工作时，洗衣机驱动力的频率比洗衣机固有频率大C正常工作时，洗衣机驱动力的频率等于洗衣机固有频率D当洗衣机振动最剧烈时，驱动力的频率等于洗衣机固有频率BD解析：正常工作时，洗衣机驱动力的频率比洗衣机的固有频率大，洗衣机脱水桶转动的越来越慢时，做受迫振动的频率在减小，当减小到跟洗衣机的固有频率相等时，发生共振，振动最强烈，然后受迫振动的频率继续减小，远离固有频率，振动又减弱，故 A、C 错误，B、D 正确6如图为单摆在两次受迫振动中的共
11、振曲线，则下列说法中正确的是()A若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线表示月球上单摆的共振曲线B若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比 ll254C图线若是在地面上完成的，则该摆摆长约为 1 mD若摆长均为 1 m，则图线是在地面上完成的ABC解析：受迫振动的频率与固有频率无关，但当驱动力的频率与物体固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，所以，可以根据物体做受迫振动的共振曲线判断出物体的固有频率根据单摆振动周期公式 T2lg，可以得到单摆固有频率 f1T 12gl，根据图象中 f 的信息可以推断摆长或重力加速度的变化情况7.如图所示的装置可用于研究该弹簧振子的
12、受迫振动匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图甲所示当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图乙所示若用 T0 表示弹簧振子的固有周期，T 表示驱动力的周期，A 表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则()A由图线可知 T04 sB由图线可知 T08 sC当 T 在 4 s 附近时，A 显著增大；当 T 比 4 s 小得多或大得多时，A 很小D当 T 在 8 s 附近时，A 显著增大；当 T 比 8 s 小得
13、多或大得多时，A 很小AC解析：细读图中所给情景，可知：甲图是描述弹簧振子在不受驱动力的情况下振动情况的图象，此时的振动周期是该弹簧振子的固有周期，从图中可直接读出固有周期为 4 s，A 正确，B 错误；当驱动力的频率与固有频率相近时，发生共振，振幅显著增大，所以当曲杆的转动周期与弹簧振子的固有周期 4 s 接近的时候，振幅 A 显著增大，其他情况下 A 很小，C 正确，D 错误三、非选择题8.如图所示是用来测量各种电动机转速的转速计的原理图在同一铁支架 MN 上焊有固有频率依次为 80 Hz、60 Hz、40 Hz、20 Hz 的四个钢片 a、b、c、d.将 M 端与正在转动的电动机接触，发现 b 钢片振幅最大(1)电动机的转速为多大？(2)四个钢片 a、b、c、d 的振动频率分别是多少？答案：(1)60 r/s(2)60 Hz 60 Hz 60 Hz 60 Hz解析：(1)b 钢片的振幅最大，此时可认为 b 钢片发生了共振，由共振发生的条件可知 f 驱f 固，因此电动机的转动频率为 60 Hz，即转速为 60 r/s.(2)四个钢片 a、b、c、d 都是做受迫振动，其振动频率与固有频率无关，都等于驱动力的频率，即都等于电动机的转动频率 60 Hz.谢谢观赏！Thanks!