粤教版选修34 受迫振动　共振 第1课时 作业.doc

第六节受迫振动共振1.如图165所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法中正确的是()图165a摆球a时刻的动能等于b时刻的动能b摆球a时刻的势能等于b时刻的势能c摆球a时刻的机械能等于b时刻的机械能d摆球a时刻的机械能大于b时刻的机械能【解析】该题考查阻尼振动的图象以及能量的转化及关系在单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使振动能逐渐转化为内能，c错，d对；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化由于a、b两时刻，单摆的位移相等，所以势能相等，但动能不相等a错b对【答案】bd2一单摆做阻尼振动，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，周期不变【解析】该题考查阻尼振动的能量和周期因单摆做阻尼振动，所以振幅越来越小，机械能越来越小振动周期不变，只是比单摆的固有周期大【答案】bd3一台洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是()正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率abcd【解析】洗衣机切断电源后，波轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明此时波轮的频率与洗衣机的固有频率相同，发生了共振，此后波轮转速减慢，则f驱f固，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱，故正确答案为c.【答案】c4.如图167所示，把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上有一个电动偏心轮，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，完成10次全振动用时15 s，在某电压下，电动偏心轮转速是36 r/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()图167a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 s1.5 s，电动偏心轮的转动周期(对筛子来说是驱动力的周期)t驱 s1.67 s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，提高输入电压使偏心轮转得快一些，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故选a、c.【答案】ac5下列说法正确的是()a当f驱接近f固时，驱动力作为动力的次数多b当f驱f固时，驱动力始终是动力c当f驱f固时，受迫振动的振幅始终增大d不论f驱与f固相差多少，驱动力始终是动力【解析】物体做受迫振动时，驱动力可能在某段时间内对物体做正功，也可能做负功当驱动力频率接近固有频率时，做正功的次数多若f驱f固，驱动力一直做正功，但振幅不一定一直增大，当补充的能量等于转化成其他形式的能量时，振幅达到稳定状态【答案】ab6下列说法正确的是()a只有受迫振动才能发生共振现象b一切振动都能发生共振现象c只要振动受到阻力，它一定做阻尼振动d若振动受到阻力，它也可能做无阻尼振动【解析】发生共振的条件是f固f驱，所以a对b错无阻尼振动是振幅不变的振动当受阻力时，若外界补充能量，则也可能做无阻尼振动【答案】ad7一列队伍过桥时，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减小对桥的冲力 d避免使桥发生共振【解析】不能齐步走，是为了防止发生共振【答案】d8如图168所示，两个质量分别为m和m的小球，悬挂在同一根水平细线上，当m在垂直水平细线的平面内摆动时，下列说法正确的是()168a两摆的振动周期是相同的b当两摆的摆长相等时，m摆的振幅最大c悬挂m的竖直细线长度变化时，m的振幅不变dm摆的振幅可能超过m摆的振幅【解析】m摆动时，m摆做受迫振动，稳定后，m摆振动周期应等于驱动力的周期，即等于m摆的周期，故选项a正确当m摆长与m摆长相等时，两者的固有周期相等，而m摆的固有周期就是使m做受迫振动的驱动力周期，可见m摆处于共振状态，选项b正确m摆长发生变化，就是使m做受迫振动的驱动力周期发生变化，由于m的固有周期不变，这样两个周期差别就发生了变化，因而m的振幅也发生了变化选项c错误单摆振动的能量不仅与振幅有关，还跟振动系统的质量有关如果m的质量比m的大得多，从m向m传递的能量有可能使m的振幅大于m的振幅选项d正确综上所述，正确答案是a、b、d项【答案】abd9.如图166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问：图166(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)在振子正常振动过程中，以转速4 r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？其周期是多少？(3)若要振子振动的振幅最大，把手的转速应多大？为什么？【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性质决定的，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.由于摩擦力和空气阻力的存在，振子克服摩擦力和阻力做功消耗能量，使其振幅越来越小，故振动为阻尼振动(2)由于把手转动的转速为4 r/s，它给弹簧振子的驱动力频率为f驱4 hz，周期t驱0.25 s，故振子做受迫振动振动达稳定状态后，其频率(或周期)等于驱动力的频率(或周期)，而跟固