巩固练习--机械振动-复习与巩固--基础

1 机械振动机械振动 一 选择题一 选择题 1 关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义有以下几种说法 其中正确的是 A 回复力第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程 B 速度第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程 C 动能或势能第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程 D 速度和加速度第一次同时恢复原来的大小和方向所经历的过程 2 一弹簧振子做简谐运动的振幅是 4 0 cm 频率为 1 5 Hz 它从平衡位置开始振动 1 5 s 内位 移的大小和路程分别为 A 4 0 cm 10 cm B 4 0 cm 40 cm C 4 0 cm 36 cm D 0 36 cm 3 一根弹簧原长为 0 挂一质量为 m 的物体时伸长 x 当把这根弹簧与该物体套在一光滑水平 l 的杆上组成弹簧振子 且其振幅为 A 时 物体振动的最大加速度为 A B C D 0 Ag l Ag x 0 xg l 0 l g A 4 一物体做受追振动 驱动力的频率小于该物体的同有频率 当驱动力的频率逐渐增大到一定 数值的过程中 该物体的振幅可能 A 逐渐增大 B 逐渐减小 C 先逐渐增大 后逐渐减小 D 先逐渐减小 后逐渐增大 5 做简谐运动的物体 由最大位移处向平衡位置运动的过程中 速度越来越大 这是由于 A 加速度越来越大 B 物体的加速度和运动方向一致 C 物体的势能转变为动能 D 回复力对物体做正功 6 在水平方向上做简谐运动的质点其振动图像如图所示 假设向右为正方向 则物体加速度向 右且速度向右的时间是 A 0 1 s 内 B 1 2 s 内 C 2 3 s 内 D 3 4 s 内 7 有一悬线长为 L 的单摆 其摆的外壳为一个有一定质量的金属空心球 球底有一小孔 球内 盛满水 在摆动过程中 水从小孔慢慢流出 从水开始流到水流完的过程中此摆的周期的变化是 A 由于悬线长 L 和重力加速度 g 不变 所以周期不变 B 由于水不断外流 周期不断变大 C 周期先变大 后又变小 2 D 周期先变小 后又变大 8 着单摆的摆长不变 摆球的质量增加为原来的 4 倍 摆球经过平衡位置时的速度减小为原来 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 二 填空题二 填空题 9 A B 两个弹簧振子 同时从平衡位置以相同的速度开始运动 它们的振动图像如图所示 已知 A 振子的周期为 T 则 B 振子的周期为 它们第一次同时经过平衡位置且速度相同所 需的时间是 10 如图所示为摆长为 L 的单摆 现在在悬点的正下方 A 点固定一颗钉子 使 OA L 3 令单 摆由平衡位置向左摆动时以 O 为悬点做简谐运动 则这个单摆完成一次全振动所需的时间是 11 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 动的频率为 f 若偏心轮以角速度 绕 O 轴匀速转动 则当 时振动最剧烈 这个现象 称为 12 如图 4 所示 在曲柄 A 上悬挂一个弹簧振子 如果转动摇把 C 可带动曲轴 BAD 用手往下 拉振子 再放手使弹簧振子上下振动 测得振子在 10s 内完成 20 次全振动 然后匀速转动摇把 当 转速为 r min 弹簧振子振动最剧烈 稳定后的振动周期为 s 3 三 解答题三 解答题 13 10 分 如图 11 19 所示 轻质弹簧的下端系着 A B 两球 mA 100 g mB 500 g 系统静 止时弹簧伸长 x 15 cm 未超出弹性限度 若剪断 A B 间的细绳 则 A 在竖直方向做简谐运动 求 1 A 的振幅多大 2 A 球的最大加速度多大 g 取 10 m s2 14 12 分 如图所示 一个弹簧振子在光滑水平面内做简谐振动 O 为平衡位置 A B 为最 大位移处 当振子在 A 点由静止开始振动 测得第二次经过平衡位置 O 时所用时间为 t s 在 O 点正 上方 C 处有一个小球 现使振子由 A 点 小球由 C 点同时由静止释放 它们恰在 D 点处相碰 试求 小球所在的高度 H 15 8 分 如图所示 一块涂有炭黑的玻璃板 质量为 2 kg 在拉力 F 的作用下 由静止开始 竖直向上做匀变速运动 一个装有水平振针的振动频率为 5 Hz 的固定电动音又在玻璃板上画出了如 图 11 21 所示的曲线 测得 OA 1 5 cm BC 3 5 cm 求 自玻璃板开始运动 经过多长时间才开始 接通电动音叉的电源 接通电源时玻璃板的速度是多大 4 答案与解析答案与解析 一 选择题一 选择题 1 答案 D 解析 物体完成一次全振动 是一次完整的振动过程 完成一次全振动 物体回到原位置 位 移 速度 回复力的大小和方向与原来的大小和方向都相同 因此 D 项正确 2 答案 C 解析 振动周期 11 s 1 5 T f 振动时间 t 1 5 s 2T 所以位移大小 x 4 0 cm 路程 s 2 4A 2 4 4 cm 36 cm C 1 4 1 4 1 4 项正确 3 答案 B 解析 振子的最大加速度 而 mg kx 解得 B 项正确 kA a m Ag a x 4 答案 A C 解析 当驱动力频率等于固有频率时 做受迫振动的物体发生共振现象 振幅最大 由于没有 说明驱动力频率最后的情况 因此 A C 两项都有可能 5 答案 D 解析 从运动学关系来看 当加速度和运动方向一致时 物体做加速运动 但这不是速度变大 的原因 其原因是回复力对物体做正功 6 答案 D 解析 由图像可知 3 4 s 内质点正在从负向最大位移向平衡位置振动 结合振动示意图 如 图所示 知该过程为从 B O 速度向右 由于简谐运动回复力总指向平衡位置 故该过程加速度 方向也向右 7 答案 C 解析 单摆的摆长是悬点到小球重心的距离 开始时 重心在球心 水全部流完后 重心又回 到球心 因此 重心先降低 后升高 先变大 后变小 由可知 周期也先变大 后变l2 L T g 小 C 项正确 8 答案 B 解析 单摆的周期公式为 因 不变 故 T 不变 f 1 T 不变 当 一定时 单摆2 l T g ll 的振幅 A 取决于偏角 根据机械能守恒定律 摆球从最大住移处到平衡位置有 得 与 m 无关 由题意知 2 1 1 cos 2 mglmv 2 1 cos vgl 即由摆球经过平衡位置时的速度减小推出振幅减小 1 cos cosvA 所以正确选项为 B 从另一个角度分析 动能 Ek没变 而 Ek mgh 由 所mhA 5 以振幅减小 二 填空题二 填空题 9 答案 3T 3 4 T 解析 由题中图像可知 2TB 1 5T 所以 当 t 1 5T 时 两振子的振动方向相反 所 3 4 B TT 以再经过 1 5T 经过平衡位置的速度相同 从开始计时 t 3T 10 答案 2ll gg 解析 此单摆完成一次全振动所用的时间等于以 为摆长的半个周期和以为摆长的半个周l 2 3 l 期之和 11 答案 2 f 共振 解析 当驱动力的频率等于固有频率时 系统振动最强烈 12 答案 120 0 25 三 解答题三 解答题 13 答案 见解析 解析 1 只挂 A 时弹簧伸长量 由 mA mB g kx 得 即 1 A m g x k AB mmg k x cm 1 2 5 A AB m xx mm 振幅 A x x1 12 5 cm 2 剪断细绳瞬间 A 受最大弹力 合力最大 加速度最大 F mA mB g mAg mBg mAam 2 5g50m s B m A m g a m 14 答案 见解析 解析 设振动周期为 T 则 解得 而小球经过 O 点 所用时间 3 4 tT 4 3 Tt n 0 1 2 0 21 4 T tn 所以 n 0 1 2 22222 0 11161 21 21 232918 Hgtgntgnt 15 答案 见解析 解析 由题意可得 振针周期