高中物理 第一章 机械振动 第六节 受迫振动共振自我小测 粤教版选修3-4.doc

受迫振动共振1下列振动，属于受迫振动的是()a用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的振动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上下方向振动2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，车厢振动最厉害()a20 m/sb5 m/sc6 m/s d12 m/s3下列关于共振和防止共振的说法，正确的是哪些 ()a共振现象总是有害的，所以要力求防止共振现象发生b队伍过桥要慢行是为了不产生周期性的驱动力，从而避免产生共振c火车过桥慢行是为了使驱动力的频率远小于桥的固有频率，从而避免产生共振d利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率；防止共振危害时，应使驱动力的频率远离振动物体的固有频率4图167是一个做阻尼振动物体的振动图象，a、b两点所在直线与横轴平行下列说法正确的是()图167a物体a时刻的动能等于b时刻的动能b物体a时刻的势能等于b时刻的势能c物体a时刻的机械能等于b时刻的机械能d物体a时刻的机械能大于b时刻的机械能5如图168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，以下关于各摆的振动的正确说法是 ()图168a各摆振动的周期都相等bc摆振动的振幅最大cb、c、d、e四摆中，e摆的振幅最大dc摆振动的周期最大6a、b两个弹簧振子，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4f7工厂里，有一台机器正在运转，当其飞轮转得很快的时候，机器的振动并不强烈，切断电源，飞轮逐渐慢下来，到某一时刻t机器发生强烈的振动，此后飞轮转得更慢，机器的振动又转而减弱这种现象说明()a纯属偶然现象，并无规律b在时刻t，飞轮的惯性最大c在时刻t，飞轮转动的频率最大d在时刻t，飞轮转动的频率与机身的固有频率相等8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9图169中，两小球质量分别为m和m(mm)，悬挂在同一根水平拉紧的绳上，先使m摆动，则以下说法正确的有()图169am的摆动周期几乎与m的周期相等bm的振幅随l1的长短改变而改变c当l1l2时，m有最大振幅d当l1l2时，m的振幅有可能大于m的振幅10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(hz)304050607080受迫振动振幅(cm)10.216.827.228.116.58.3a.f固60 hzb60f固70 hzc50 hzf固60 hzd以上三个选项都不对11如图1610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()图1610a. s b. sc2 s d4 s12如图1611所示为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅多大？共振时摆球的最大速度和最大加速度各为多少？(取g10 m/s2)图161113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，人感觉到最难受？14洗衣机把衣服脱水完毕切断电源后，电动机由于惯性还要转一会儿才能停下来，在这个过程中，洗衣机的振动剧烈程度有变化，其中有一阵子最剧烈试分析这一现象15(探究)挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，并从桶中溅出来，这是为什么？如何避免发生这一现象？参考答案1解析：a中用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟自由振动；b中打点计时器是在电磁铁的周期性作用下的振动，故是受迫振动；c中吊床自由摆动，小孩随吊床做自由振动；d中弹簧振子在竖直方向沿上下方向的振动也是自由振动，因此是受迫振动的只有b.答案：b2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为一根铁轨的长度，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 m0.6 s，v20 m/s.答案：a3解析：共振可以为人们的生活服务，因此选项a是错误的；部队过桥时，为避免士兵脚的周期性作用引起桥的共振应采用便步走，而不能齐步走，故b选项不正确；火车过桥时，由于钢轨接头的影响，会产生周期性作用，通过降低火车速度可以使驱动力的频率尽量远离桥的固有频率，从而避免共振，因此选项c、d正确答案：cd4解析：由于振动物体的势能仅由它的位移决定，由题意可知a、b时刻所表示物体的位移相等，所以两时刻的势能相等，因为物体做的是阻尼振动，机械能越来越小，动能也就越来越小答案：bd5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，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：ac6解析：由于b的固有频率4f与驱动力频率接近，产生受迫振动时的振幅较大，而且振动频率与驱动力频率相同为3f.答案：b7解析：出现剧烈振动的原因是因为共振，现象说明在t时刻，机器飞轮转动的频率刚好与机器振动的固有频率相同，从而引起了共振，机器振动剧烈在此之前振动不强烈，是因为飞轮转得较快，其转的频率比机器的固有频率大；在此之后振动又减弱，是因为飞轮转速变小，转动频率远离机器振动的固有频率，因此选项d正确答案：d8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：c9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摆动的周期与驱动力周期相等，当l1l2时，m的固有周期与驱动力周期相等，m产生共振，故a、b、c、d四个选项都是对的答案：abcd10解析：由表中的数据可以看到，驱动力频率在50 hz和60 hz时的振幅较大，在固有频率和驱动力频率相等时振幅最大，即50 hzf固60 hz.答案：c11解析：弹簧振子在摇把的作用下做受迫振动，由摇把转速240 r/min可知，所施加周期性驱动力的频率为f驱 hz4 hz，所以振子稳定后，振动的周期为t s.答案：b12解析：从共振曲线可知，单摆的固有频率f0.5 hz，因为f，所以l，代入数据解得l1 m.从共振曲线可知：单摆发生共振时，振幅am8 cm，设单摆的最大偏角为，摆球所能达到的最大高度为h，由机械能守恒定律得mvm2mgh又hl(1cos)，当很小时1cos2sin2.解得vm0.25 m/s.摆球在最高点时加速度最大，有mgsinmam，amgsing，代入数据可得am0.8 m/s2.答案：l1 m，am8 cm，vm0.25 m/s，am0.8 m/s213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，人感觉受最难受即ff固，得：l，以f固2 hz，g9.8 m/s2代入求得：l0.062 5 m.由胡克定律kl(m1nm2)g，n5(人)答案：5人14解析：转动的电动机对洗衣机来说是驱动力，未切断电源前，电动机转速很高，其频率远大于洗衣机的固有频率，故振幅很小，切断电源后，电动机的转速由原来的高转速逐渐减小，直到停止，在这个过程中，电动机的频率与洗衣机的固有频率的差值也经历“变小等于零变大”的变化在差值逐渐变小的阶段，洗衣机的振幅逐渐增大，即振动逐渐加剧；当差值为零时，洗衣机发生共振，振幅最大，即振动最剧烈，此后，随着差值逐渐变大，振动也逐渐变大，振动也逐渐减弱，直至停止答案：见解析15解析：在此例中，水振动厉害的主要原因是驱动力的频率跟振动物体的固有频率相接近或相等，但是仅说出这个共性条件是不够的，还必须从题意的具体情况出发，指出其特征条件，例如，题中的驱动力是由于人行走时的起伏引起的，同理在解答如何防止共振时，是破坏产生共振的条件，这是共性，同时还要指出具体办法，如此例可采用停止走动片刻或水中放些漂浮的物体的办法