教科版选修34 阻尼振动受迫振动 第1课时 作业.docx

受迫振动、阻尼振动1.一单摆做阻尼振动，则在振动过程中()a振幅越来越小，周期也越来越小b振幅越来越小，周期不变c在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变d振动过程中，机械能不守恒，周期减小解析：选b因单摆做阻尼振动，根据阻尼振动的定义可知，其振幅越来越小。而单摆振动过程中的周期是其固有周期，是由本身特点决定的，是不变的，故a、d项错误，b项正确；又因单摆做阻尼振动过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减小，即机械能在减少，所以c项错。2如图143所示是一个弹簧振子做阻尼振动的振动图像，曲线上a、b两点的连线与横轴平行，下列说法正确的是()图143a振子在a时刻的动能等于b时刻的动能b振子在a时刻的势能等于b时刻的势能c振子在a时刻的机械能等于b时刻的机械能d振子在a时刻的机械能小于b时刻的机械能思路点拨通过振幅的变化反映弹簧振子能量的变化，根据能量的转化与守恒分析整个过程中能量变化的趋势，根据动能定理分析某一段运动中动能与势能的变化。解析：弹簧振子做阻尼振动，所以a时刻的机械能大于b时刻的机械能，选项c、d错；弹簧的弹性势能与弹簧的形变量(即位移)有关，所以选项b对；振子在a时刻的动能大于b时刻的动能，选项a错。答案：b3如图144所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 hz。现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 hz，则把手转动的频率为_。图144a1 hzb3 hzc4 hzd5 hz思路点拨明确振子做受迫振动的频率与驱动力频率的关系。解析：因把手每转动一周，驱动力完成一次周期性变化，即把手转动频率即为驱动力的频率。弹簧振子做受迫振动，而受迫振动的频率等于驱动力的频率，与振动系统的固有频率无关，故a正确。答案：a4.如图145所示，在一条张紧的绳上挂7个摆，先让a摆振动起来，则其余各摆也随之振动。已知a、b、f三摆的摆长相同，则下列判断正确的是()图145a7个摆的固有频率都相同b振动稳定后7个摆的振动频率各不相同cb、f摆的摆长与a摆相同，它们的振幅最大d除a摆外，d、e摆离a摆最近，它们的振幅最大解析：选c7个摆的摆长不完全相同，固有频率不完全相同，选项a错误；a摆振动起来后，带动其余6个摆做受迫振动，振动稳定后7个摆的振动频率都相同，选项b错误；b、f摆的摆长与a摆相同，发生共振，选项c正确，d错误。5.如图146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，它们振动周期为()图146a0.5 s b0.25 sc2 s d4 s解析：选b摇把匀速转动的转速为240 r/min4 r/s，角速度8 rad/s，所以驱动力的周期t0.25 s。6.图147是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，由图可知，该单摆的长是_ m；若增大该单摆的摆长，则与原图相比较，共振曲线的“峰”将_(填“向左移动”“保持不变”或“向右移动”)。(运算中2g)图147解析：由题图可知单摆的固有频率f0.5 hz，所以单摆周期t2 s，则可得摆长l1 m；若增加摆长，则单摆周期变大，固有频率变小，所以曲线的“峰”将向左移动。答案：1向左移动7.如图1所示，一根水平张紧的绳子上系着五个单摆，摆长从左至右依次为、l、l、2l，若让d摆先摆动起来，周期为t，稳定时a、b、c、e各摆的情况是()图1ab摆振动的振幅最大be摆振动的振幅最大cc摆振动周期小于tda摆振动周期大于t解析：选a这是一个受迫振动的问题，由d摆提供驱动力，提供a、b、c、e摆振动的能量，a、b、c、e摆做受迫振动，其振动的频率和周期等于d摆的振动频率和周期，故c、d选项错误；因为b摆的摆长与d摆相等，b摆的固有周期等于驱动力的周期，满足发生共振的条件，b摆发生共振，振幅最大，故a选项正确，b错误。8如图2所示为一个弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率之间的关系图线，由图可知()图2a振子振动频率为f1时，它处于共振状态b驱动力频率为f3时，振子振动频率为f3c若撤去驱动力让振子做自由振动，频率是f3d振子做自由振动的频率可以为f1、f2、f3解析：选b由共振图线可知a错误；又物体固有频率为f2，d错误；受迫振动的频率等于驱动力的频率，故b正确，c错误。9如图3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？最大摆角多大？图3解析：从共振曲线可知，此单摆的固有频率f0.5 hz，所以固有周期t2 s。而t2 则摆长lm1 m最大振幅即共振时的振幅，am8 cm，设最大摆角为m，则sin m0.08，所以m4.6答案：1 m8 cm4.610如图4所示，在曲轴a上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。()图4(1)开始时不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在10 s内完成20次全振动，振子做什么振动？其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么振动？(2)若要振子振动的振幅最大，把手的转速应多大？解析：(1)用手往下拉振子使振子获得一定能量，放手后，振子因所受回复力与位移成正比，方向与位移方向相反(fkx)，所以做简谐运动，其周期和频率是由它本身的结构特点决定的，称固有周期(t固)和固有频率(f固)，根据题意t固 s0.5 s，f固 hz2 hz。由于摩擦和空气阻力的存在，振子克服摩擦力和阻力做功消耗能