外力作用下的振动(提高篇)

1、.外力作用下的振动一、选择题1一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，以下说法正确的选项是 A机械能逐渐转化为其他形式的能 B后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能 C后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能 D后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能2一洗衣机脱水桶在正常工作时非常平衡，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，以下说法正确的选项是 A正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大 B正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率小 C正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率等于洗衣机的固有频率 D当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗

2、衣机的固有频率3如下图为一个弹簧振子做受迫振动时振幅与驱动力频率之间的关系图线，由图可知 A振子振动频率为f2时，它处于共振状态 B驱动力频率为f3时，振子振动频率为f3 C假设撤去驱动力让振子做自由振动，频率是f3 D振子做自由振动的频率可以为f1、f2、f34在用单摆测重力加速度的实验中，为减小误差 A应选质量小的球做摆球 B先使摆球摆动几次，从摆球经过平衡位置时开场计时 C用秒表测出3050次全振动的时间，计算出平均周期 D在测量摆线长度时，对安装好的单摆，要用力拉紧摆线后再测量5如下图，两个质量分别为M和m的小球，悬挂在同一根程度细线上，当M在垂直程度细线的平面内摆动时，以下说法正确的

3、选项是 A两摆的振动周期是一样的 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6如图为单摆在两次受迫振动中的共振曲线那么以下说法正确的选项是 A假设两次受迫振动分别在月球上和地球上进展，且摆长一样，那么图线表示月球上单摆的共振曲线 B假设两次受迫振动是在地球上同一地点进展，那么两次摆长之比 C图线假设是在地面上完成的，那么该摆摆长约为1 m D假设摆长均为1 m，那么图线I是在地面上完成的二、填空题7如下图，在轻直杆OC的中点悬挂一个弹簧振子，其固有频率为2 Hz杆的O端有固定光滑轴，C端下边由凸轮支持，凸轮绕其轴转动，转速为

4、n当n从0逐渐增大到5转秒过程中，振子M的振幅变化情况将是_。当n=_转秒时振幅最大假设转速稳定在5转秒，M的振动周期是_。8任何物体都有一定的固有频率，假如把人作为一个整体来看，在程度方向的固有频率约为36 Hz，竖直方向的固有频率约为48 Hz，拖拉机驾驶员、风镐、风铲、铆钉机等操作工在工作时将做_振动，这时假设操作工的振动频率跟振源的频率_就会对操作工的身体造成伤害，为保障操作工的平安与安康，有关部门作出规定，用手操作的各类振动机械的频率必须大于20 Hz，这是为了防止_所造成的危害91物理课外小组研究用单摆测重力加速度的实验，他们按照教材实验直接测量的物理量应为：_、_、_、_，其公式

5、为_ 2他们测出不同的摆长所对应的周期T，在进展数据处理时：假如甲同学以摆长为横坐标、周期T的平方为纵坐标作出了T2-图像，假设他测得的图像的斜率为k，那么测得的重力加速度g=_假设甲同学测摆长时，忘记测摆球的半径，那么他用图像法求得的重力加速度_填“偏小“偏大或“准确乙同学根据公式：得，并计算重力加速度，假设乙同学测摆长时，也忘记了测摆球的半径，那么他测得的重力加速度_填“偏小“偏大或“准确 3甲同学测量5种不同摆长下单摆的振动周期，记录结果如下表：m0.50.80.91.01.2Ts1.421.791.902.002.20T2s22.023.203.614.004.84 以摆长为横坐标、周

6、期T的平方为纵坐标，请你替他在上面的虚线框中作出T2-图像，利用此图像求出的重力加速度为_10在利用单摆测定重力加速度的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到只要测出多组单摆的摆长和运动周期T，作出T2-图像，就可以求出当地的重力加速度理论上T2-图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像如下图 1造成图像不过坐标原点的原因可能是_。 2由图像求出的重力加速度g=_ms2取2=9.8711将图11-5-19甲所示的演示简谐振动图像的沙摆实验稍作改变：使木板沿直线OO做匀加速直线运动，摆动着的漏斗中漏出的沙在木板上显示出图11-5-19乙所示曲线，A、B、C、D、E均为OO轴上的点

7、，测出AB=s1，BC=s2，摆长为L可视为不变，摆角小于10°，那么木板的加速度大小约为_。三、解答题12用“单摆测重力加速度的实验中，所用摆球质量分布不均匀，一位同学设计了一个巧妙的方法可以不用知道单摆静止在平衡位置时摆球重心距小球顶部的间隔 ，同样可以准确测出当地的重力加速度值，详细方法是：第一次量得悬线长为1，测得振动周期为T1，第二次量得悬线长为2，测得振动周期为T2，由此可推算出重力加速度g，请说明这位同学是如何求出重力加速度g的，并且用测量量表示g的大小13洗衣机脱水缸正常工作时，转速为2800 rmin，脱水后由切断电源到电动机停顿转动的时间为16 s实际发现13 s

8、左右时，洗衣机震荡最为剧烈，假设切断电源后转速是随时间均匀减小的，那么洗衣机振动的固有频率大约是多少？14在火车车厢里吊着一小球，由于车轮在铁轨接合处受到冲击而使其振动，假设钢轨长12.5 m，线长40 cm，那么当火车的速度到达多大时，球振动的振幅最大？15一位同学用单摆做测定重力加速度的实验他将摆挂起后，进展了如下操作步骤： A测摆长：用米尺量出摆线的长度； B测周期T：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开场计时，同时将此次通过最低点作为第1次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停顿计时，读出这段时间t，算出单摆的周期； C将所测得的和T代入单摆的周期公式，算

9、出g，将它作为实验结果写入报告中 请指出上述步骤中遗漏或错误的地方并加以改正【答案与解析】一、选择题1【答案】A、D 【解析】单摆在空气振动，由于空气阻力的作用，振幅越来越小机械能逐渐转化为其他形式的能，即机械能逐渐减小，但后一时刻的动能或势能不一定比前一时刻小，故A、D两项正确2【答案】A、D 【解析】切断电源后脱水桶的转速越来越小，即脱水桶的运转频率越来越小，由题意，当洗衣机脱水桶正常工作时，非常稳定，可知，正常工作时频率大于洗衣机的固有频率，故A项正确当振动最剧烈时，洗衣机发生了共振，即脱水桶运转频率等于洗衣机固有频率，D项正确3【答案】A、B4【答案】B、C 【解析】摆球应选择质量大、

10、体积小的小球，A项错误开场计时的起点应从平衡位置开场此位置速度大，位置确定，误差小，B项正确计算周期时，应用多个周期的累加时间，测时间时误差小，C项正确测摆长时应使摆线自然下垂，不能拉紧，这样会使测得的摆长变长，误差大，D项错误5【答案】A、B、D 【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A项正确当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。B项正确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，这样两个周期差异就发生了变化，因此m的振幅也发生

11、了变化，C项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假如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D项正确综上所述，正确答案是A、B、D三项6【答案】A、B、C 【解析】受迫振动的频率与固有频率无关，但当驱动力的频率与物体固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，所以，可以根据物体做受迫振动的共振曲线判断出物体的固有频率根据单摆振动周期公式，可以得到单摆固有频率，根据图像中f的信息可以推断摆长或重力加速度的变化情况二、填空题7【答案】先增大后减小 2 0.2 s 【解析】因为f固=2 Hz，而驱动力频率f从0增加到5 Hz，当f驱=f固时，发生共振，振幅最大

12、8【答案】受迫 相等 共振9【答案】1摆线长0 摆球直径d 完成全振动的次数n 完成n次全振动所用时间t 2 准确 偏小 3图像如下图 9.86 ms2 【解析】1本实验是利用单摆的周期得即只要测出摆长和周期T就能求出当地的重力加速度g，而=0+d2，T=tn显然，本实验直接测量的物理量应为：摆线长0、摆球直径d、完成全振动的次数n以及完成n次全振动所用的时间t其公式为 2假设根据测量数据，作出T2-图像，其斜率为k=T2，而，故有图像函数式应为，假如没忘记测量d。那么函数式应写为：，显然图像的斜率不变，所以加速度的测量值不变 假设根据公式得，并计算加速度，假如没忘记测量d，测量公式应写为显然

13、忘记测量d后，测量值偏小 3建立如下图坐标系，并标出适当的尺度，根据数学描点法画出T2-图像，那么图像的斜率大约为k=4.0根据图像求出重力加速度为10【答案】1测摆长时漏掉了摆球半径 29.8711【答案】三、解答题12【答案】见解析【解析】设小球重心位置到小球顶部的间隔 为0，那么前后两次摆长分别为1+0和2+0，分别代入单摆周期公式有，联立两式，消去0得重力加速度为13【答案】见解析【解析】洗衣机震荡最剧烈时，是发生共振现象，即洗衣机的固有频率和脱水缸的转动频率相等时发生共振现象，即只要算出13 s时脱水缸的转动频率即可由题可知脱水缸的转速是随时间均匀减小的，作出图像可求得13 s时的转速为n1。如图，求得rmin，那么频率Hz=8.75 Hz。14【答案】见解析【解析】悬线吊着的小球由于车轮在钢轨接合处受到冲击而摆动，显然稳定后摆球做受迫振动，在受迫振动中当驱动力的频率等于小球振动的固有频率时发生共振，单摆振动的振幅最大，f驱=f固 设钢轨长为L，线长为 即。15【答案】见解析【解析】此题考察的是用