1、11.5 外力作用下的振动 同步练习1.自由摆动的秋千，摆动的振幅越来越小，下列说法正确的是（ )A.机械能守恒 B.能量正在消失C.总能量守恒，机械能减小 D.只有动能和势能的相互转化解析：自由摆动的秋千可以看作阻尼振动的模型，振动系统中的能量转化也不是系统内部动能和势能的相互转化，振动系统是一个开放系统，与外界时刻进行能量交换.系统由于受到阻力，消耗系统能量做功，而使振动的能量不断减小，但总能量守恒。答案：C2.研究单摆受迫振动规律时得到如图所示的共振曲线，下列说法正确的是()A其纵坐标为位移B其横坐标为固有频率C单摆的固有周期为2sD图象的峰值表示共振时的振幅解析：共振曲线的纵坐标表示简
2、谐运动的振幅，横坐标表示驱动力的频率，峰值表示驱动力频率等于固有频率时，发射共振的振幅。根据图象可知固有频率为0.5Hz，故单摆的故有周期为2s 。答案：CD3.如图所示，在一根弹性木条上挂几个摆长不等的单摆，其中A、E的摆长相等，A摆球的质量远大于其他各摆.当A摆振动起来后，带动其余各摆也随之振动，达到稳定后，以下关于各摆振动的说法正确的是（ )A.各摆振动的周期都相等 B.C摆振动的振幅最大C.B、C、D、E四摆中，E摆的振幅最大D.C摆振动的周期最大解析：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力频率相同时，振幅最大，题图中A、E的摆长相等，即频率、周期相同，所以E的振幅最大.振动稳定时，系
3、统振动频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，即各摆振动的周期相等。答案：AC4铁路上每根铁轨长12 m，若支持车厢的弹簧固有周期是0.6 s，列车以下列哪一速度行驶时，车厢振动得最厉害（ )A.20 m/s B.5 m/s C.6 m/s D.12 m/s解析：为了防止热胀冷缩造成铁轨变形，两根相接的铁轨之间有一缝隙，列车每经过缝隙时就会振动一次，因此使列车振动的驱动力的周期为T=，其中L为一根铁轨长，v为列车行驶的速度.当T1与弹簧固有周期T2相等时，列车振动最厉害，即=0.6，v=20 m/s。答案：A5.如图所示，一个偏心轮的圆心为O，重心为C，它们所组成的系统在竖直方向上发生自由振动的
4、频率为f，当偏心轮以角速度绕O轴匀速转动时，则当_时振动最为剧烈，这个现象称为_。解析：偏心轮转动中产生驱动力，偏心轮转动中的频率与系统固有频率f相等时会发生共振，即：f，得2f时产生共振答案：2f共振6.家用洗衣机的甩干机关闭后转速逐渐减小为零的过程中，会发现有一小段时间洗衣机抖动得最厉害。这一现象应如何解释? 解析：洗衣机的固有频率f小于甩干机的正常转速n，关机后，驱动力频率即甩干机转速由n减为0的过程中总有某一时刻等于f，于是发生共振，使洗衣机抖动最厉害。答案：见解析7.某同学看到一只鸟落在树枝上的P处，树枝在10 s内上下振动了6次，鸟飞走后，他把50 g的砝码挂在P处，发现树枝在10
5、 s内上下振动了12次.将50 g的砝码换成500 g后，他发现树枝在15 s内上下振动了6次.试估计鸟的质量最接近（ )A.50 g B.200 g C.500 g D.550 g解析：对于树枝的振动来说，其振动周期（或频率）除了与树枝的固有性质有关外，还与所挂物体质量有关.当把50 g的砝码挂在P处时，振动频率为1.2,换成500 g砝码后,振动频率为0.4,而鸟落在树枝上的P处时，频率为0.6,可以推测小鸟的质量应介于50 g与500 g之间，故选项B正确。答案：B8.把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时
6、，完成10次全振动用时15s，在某电压下，电动偏心轮转速是36r/min.已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期，那么要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的()A提高输入电压 B降低输入电压C增加筛子质量 D减小筛子质量解析：在题设条件下，筛子振动固有周期T固s1.5s，电动偏心轮的转动周期(对筛子来说是驱动力的周期)T驱s1.67s，要使筛子振幅增大，就是使这两个周期值靠近，可采用两种做法：第一，提高输入电压偏心轮转得快一些，减小驱动力的周期；第二，增加筛子的质量使筛子的固有周期增大。答案：AC9.如图所示，两小球质量分别为M和m（Mm），悬挂在同一根水平拉
7、紧的绳上，先使M摆动，则以下说法正确的是（ )A.m的摆动周期比M的周期小 B.m的振幅随l1长短的改变而改变C.l1=l2时，m有最大振幅D.l1=l2时，m的振幅有可能大于M的振幅解析：M摆动过程中，通过水平绳给m加周期性的驱动力，使M做受迫振动，所以m的摆动周期与驱动力周期相等，故选项错误；当l1=l2时，m的固有周期与驱动力周期相等，m产生共振，振幅最大，由于Mm，m的振幅有可能大于M的振幅。故B、C、D选项都是对的。答案：BCD10.汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k1.5105 N/m.汽车开始运动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f(l为弹簧的压缩长度)。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，人感到最难受？解析：人体的固有频率f固2 Hz，当汽车的振动频率与其相等时，人体与之发生共振，人感觉最难受，即ff固，得l代入数据l0.0625 m，由胡克定律得kl(m1nm2)gn5(人)答案：5人