第7章：机械振动.doc

第七章机械振动会考目标解析 一机械振动 1定义：物体在_附近所做的往复运动，叫机械振动，简称为振动 2回复力：使物体回到平衡位置，方向跟离平衡位置的位移方向相反的力，叫回复力。它是按力的_命名的一种力 3描述振动的物理量 (1)位移：由_指向振动质点所在位置的有向线段，它是矢量(2)振幅：振动物体离开平衡位置的_；(3)周期T和频率f：物体完成_所需的时间叫周期，单位时间内完成的_次数叫频率，二者的关系为_。 二简谐运动 1简谐运动的特征 (1)受力特征：回复力满足F=_ (2)运动特征：设做简谐运动物体的位移为x、加速度为a、速度为v，当x变大时，a变_、v变_，a与v方向_；在最大位移处，a最_、v最_；(3)反之当x变小时，a变_，v变_，a与x方向_；在平衡位置处，a为_。v最_；v的方向与x的方向可能_，也可能_。 (4)能量特征：对单摆和弹簧振子来说，振幅越大，能量_；运动中_能和_能相互转化，机械能_ (5)周期性特征：物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度、动量等矢量都随时间做周期性变化，它们的变化周期就是简谐运动的周期T物体的动能和势能也随时间周期性变化，其变化周期为_ 2简谐运动的图象：它是一条_曲线，它反映了振动物体的_变化的规律；由图象可知振动物体在各时刻物体的_等 3单摆 (1)用细线悬挂一小球，上端固定，如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置叫做单摆单摆是实际摆的_的物理模型。(2)回复力为摆球重力沿_方向的分力单摆做简谐振动的条件是最大摆角_ (3)周期公式T=_；单摆的等时性是指周期与_无关 4简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，能量_三受迫振动和共振 1受迫振动：物体在_外力作用下的振动叫受迫振动做受迫振动的物体，它的周期或频率等于_的周期或频率，而与物体的_周期或频率无关 2共振： 做受迫振动的物体，它的固有频率与_频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到_，这就是共振现象。(1)共振曲线：如图所示 (2)共振的防止和利用： 利用共振，使驱动力的频率接近，直至等于振动系统的固有频率 防止共振，使驱动力的频率远离振动系统的固有频率 基础自测一、选择题：（在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中 ( ) A振子所受的回复力逐渐增大 B振子的位移逐渐增大 C振子的速度逐渐减小 D振子的加速度逐渐减小2质点做简谐运动，从质点经过某一位置时开始计时，下列说法正确的是 （ ） A当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期 B当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，经过的时间为一个周期 C当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时，经过的时间为一个周期 D当质点经过的路程为振幅的4倍时，经过的时间为一个周期3如图所示，三个单摆的摆长为L1=1.5 m，L2=1.0 m，L3=0.5m，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（ ）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4若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原米的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减少为原来的1/2，则单摆振动的（ ） A频率不变，振幅不变 B频率不变，振幅改变 C频率改变，振幅改变 D频率改变，振幅不变5一劲度系数为k的轻弹簧，上端固定，下端吊一质量为m的小球，让其上下振动其振幅为A，当物体运动到最高点时，其回复力大小为 ( ) AmgkA BmgkA CkA DkAmg6下列哪种情况发生时能使单摆的振动频率增大（ ） A增大摆球的质量 B将单摆从赤道移到北极 C减小振幅 D增加摆长7摆长为l的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(即取作t=0)，当振动至，摆球恰具有负向最大速度，则该单摆的振动图象是下图中的哪一个( ) 8做受迫振动的物体，当它达到稳定状态时( )A一定做简谐运动 B可能是阻尼振动 C频率一定与驱动力频率相等 D一定发生共振二、选择题：（在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确。）9有关弹簧振子的说法正确的是( )A周期与振幅无关 B周期与振幅有关，振幅越小，周期越小C在平衡位置速度最大 D在最大位移处，因为速度为零，所以处于平衡状态10以平衡位置为坐怀原点，单摆摆到平衡位置时，下列说法正确的是（ ） A摆球所受的合力为零 B摆球的速度为零 C摆球的回复力为零 D摆球的位移为零11一质点做简谐运动的图象如图所示，在0.2s到0.3s这段时间内质点的运动情况说法正确的是（ ） A沿负方向运动且速度不断增大 B沿负方向的位移不断减小 C沿正方向运动，且速度不断增大 D沿正方向的加速度不断减小12正在运转的机器，当其飞轮以角速度匀速转动时，机器振动不强烈，切断电源，飞轮的转动渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动随之减弱，在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从零较缓慢地增大到，这一过程中说法错误的是（ ） A机器不一定还会发生强烈的振动 B机器一定还发生强烈的振动 C若机器发生强烈振动，强烈振动可能发生在飞轮的角速度为时 D若机器发生强烈振动强烈振动时飞轮的角速度肯定大于第七章：机械振动（单元测试）一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1弹簧振子做简谐运动的过程中，每次通过同一位置时，可能不同的物理量是 A、位移 B、速度 C、加速度 D、动能 2如图所示的弹簧振子在从A点运动到平衡位置O点的过程中，下列说法正确的是 A、做加速度不断减小的加速运动 B、做加速度不断增大的加速运动 C、做加速度不断减小的减速运动 D、做加速度不断增大的减速运动3如图所示是一个做简谐运动物体的振动图象，由图象可知物体速度最大的时刻是 A、t1 B、t2 C、t3 D、t44图为一做简谐运动的单摆，则下列说法正确的是 A、摆球质量增大，周期也增大 B、振幅减小，周期也减小 C、摆长增大，周期也增大 D、擂球从C点经过O点到B点时间等于一个周期5某单摆的摆长不变，摆球的质量增为原来的2倍，摆球经过平衡位置时速度大小减为原来的一半，则该单摆的 A、频率不变，振幅不变 B、频率不变，振幅改变 C、频率改变，振幅改变 D、频率改变，振幅不变 6在研究单摆振动周期的实验中，会影响振动周期的因素是 A、摆球的质量 B、单摆的振幅 C、单摆的摆长 D、单摆的摆角（小于100） 7一列队伍过桥时，不能齐步走，这是为了 A、减小对桥的压力 B、使桥受力均匀 C、避免使桥产生共振 D、减小桥的固有频率 8单摆在振动过程中，当摩擦和空气阻力可以忽略不计时，振动系统 A、在平衡位置时，动能最小，势能最小 B、在平衡位置时，动能最大，势能最小 C、在位移最大时，动能最大，势能最小 D、在位移最大时，动能最小，势能最小 9有一种用来测量发动机转速的转速计，是在同一铁支架上焊有固有频率依次为80Hz。60Hz、40Hz、20Hz的四个钢片，将转速计与电动机接触，发现固有频率为60Hz的钢片振幅最大，则电动机转速为 A、80转/秒 B、60转/秒 C、40转/秒 D、20转/秒 10如图所示，有一摆长为10m的单摆，O为摆球的平衡位置，悬点为C，现在把小球A拉离平衡位置，使摆角小于50，在C点也放一同样小球B，把两小球同时由静止释放（忽略空气阻力），则 A、A球先到达O点 B、B球先到达O点 C、两球同时到达O点 D、无法判断二、多项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 11关于单摆的振动，下列说法正确的是 A、单摆振动时的回复力是摆球重力和摆线拉力的合力 B、单摆振动时的回复力是摆球重力沿切线方向的分力 C、摆球振动时的振幅无论多大都是简谐振动 D、摆球在平衡位置时动能最大，在最大位移处重力势能最大 12如图所示，弹簧振子在C、B间做简谐运动，O点为其平衡位置，则 A、振子在由C点运动到O点的过程中，回复力逐渐增大 B、振子在由O点运动到B点的过程中，速度不断增加 C、振子在由O点运动到B点的过程中，速度不断减小 D、振子在由C点运动到O点的过程中，回复力逐渐减小 13如图所示是一水平弹簧振子做简谐振动的振动图象，在t1时刻与t2时刻弹簧振子具有的物理量，完全相同的是 A、速度 B、加速度 C、弹性势能 D、回复力 14水平放置的弹簧振子做简谐振动的周期为T，t1时刻振子不在平衡位置且速度不为零；t2时刻振子的速度与t1时刻的速度大小相等、方向相同；t3时刻振子的速度与t1时刻的速度大小相等、方向相反。若t2t1=t3t2，则 A、三个时刻弹性势都相等 B、t1时刻与t3时刻，弹簧的长度相等 C、t3t1=(2n1)T/2 n=0,1,2 D、t3t1=(n1)T/2 n=0,1,2三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 15一个弹簧振子的振幅为A，振子在时间t（t为四分之一周期的整数倍）内通过的路程是S，则此振子的频率是_；若该振子在时间t（t为四分之一周期整数倍）内通过的路程是2S，则振子的振幅为_。 16如图是悬挂于天花板上的单摆的共振曲线，则其摆长l=_。（设g为已知）BA 第16题图 第17题图 第18题图 17如图所示，质量为m的物体A放在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑的水平面上做简谐运动，在振动过程中A和B之间无相对运动，设弹簧劲度系数为k，当物体离开平衡位置距离为x时，A与B之间摩擦力大小等于_。 18图为一质点做简谐运动的振动图象，在图象上有位于与时间轴平行的同一直线上的M、N、P、Q四点，试根据图象判断：M、P两点所对应的时间间隔为_；四点中，质点速度方向为正的点是_；速度继续增大的点是_；质点加速度方向为负的点是_；加速度继续减小的点是_。 19在用单摆测定重力加速度的实验中，为减小误差，测量振动周期时，当摆球通过_时开始计时较好。 20上题若某同学测量40次全振动所用的时间为1分20秒，测量的摆长为1.00m，则当地的重力加速度大小为_。（小数点后保留两位）四、