学年高中物理第章机械振动课时提升作业五外力作用下振动新人教版选修

1、学年高中物理第章机械振动课时提高作业五.外力作用下的振动新人教版选修学年高中物理第章机械振动课时提高作业五.外力作用下的振动新人教版选修PAGE学年高中物理第章机械振动课时提高作业五.外力作用下的振动新人教版选修课时提高作业五外力作用下的振动(20分钟50分)一、选择题(本题共3小题,每题7分,共21分)1.(多项选择)若空气阻力不可以忽略,单摆在偏角很小的摇动中,总是减小的物理量为()A.振幅B.位移C.周期D.机械能【分析】选A、D。有空气阻力时,振动为阻尼振动,振幅不断减小,机械能也不断减小。位移做周期性变化,不是素来减小。依照单摆周期公式T=，l、g不变,则T不变,应选项A、D正确。2

2、.(多项选择)关于受迫振动,以下说法正确的选项是()A.受迫振动是在外力作用下的振动B.受迫振动是在周期性驱动力作用下的振动C.受迫振动的频率必定等于其固有频率D.受迫振动的频率必定等于驱动力的频率【分析】选B、D。受迫振动必定是在周期性外力作用下的振动,也就是在必定频率的驱动力作用下的振动,故A错误,B正确。物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,不用然与固有频率相等,故C错误,D正确。3.一个单摆做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)以以下列图,则()A.此单摆的固有周期约为0.5sB.此单摆的摆长约为1mC.若摆长增大,单摆的固有频率增大D.若摆长增大,共振曲线的峰将向右搬

3、动【分析】选B。由共振条件知单摆固有频率为f=0.5Hz,则其固有周期为T=2s,选项A错;由单摆周期公式T=,可求得单摆摆长为l=1m,选项B对;摆长增大,单摆的周期变大,其固有频率变小,共振曲线的峰将向左搬动,选项C、D错。【补偿训练】(多项选择)以以下列图为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,以下说法正确的选项是()A.若两次受迫振动分别在月球上和地球进步行,且摆长相同,则图线表示月球上单摆的共振曲线B.若两次受迫振动是在地球上同一地点进行,则两次摆长之比l1l2=254C.图线若是在地球上完成的,则该摆摆长约为1mD.若摆长均为1m,则图线是在地球上完成的【分析】选A、B、C。图线中振幅最

4、大处对应频率应与单摆的固有频率相等,从图线上可以看出,两摆的固有频率f1=0.2Hz,f2=0.5Hz。依照周期公式可得f=,当两摆分别在月球上和地球上做受迫振动且摆长相等时,g越大,f越大,所以g2g1,由于月球上的重力加速度比地球上的小,所以图线表示月球上单摆的共振曲线,选项A正确;若两次受迫振动是在地球上同一地点进行,则g相同,两次摆长之比l1l2=254,所以选项B正确;图线若是在地球上完成的,将g=9.8m/s2和f2=0.5Hz代入频率的计算公式可解得l21m,所以选项C正确,D错误。二、非选择题(14分)4.(2018大连高二检测)火车在轨道上行驶时,由于在钢轨接头处车轮碰到撞击

5、而上下振动。若是防震弹簧每受104N的力将被压缩20mm,而每根弹簧的实质负荷为5000kg,已知弹簧的振动周期T=2,问车速为多大时,列车振动得最强烈?(设钢轨长为12.5m,g取10m/s2)【分析】由题意可知弹簧在做受迫振动,要使振动最强烈,必定使弹簧发生共振,此时必定满足:f驱=f固(或T驱=T固)。依照题意知,防震弹簧的劲度系数为k=N/m=5105N/m由于每根弹簧的实质负荷为m=5000kg,所以弹簧的固有周期为T固=2=2s=s当振动最强烈时有T驱=s=s故火车的速度为v=19.9m/s。答案:19.9m/s【补偿训练】秒摆摆球质量为0.2kg,它振动到最大位移时距最低点的高度

6、为0.4cm,当它完成10次全振动回到最大位移处时,因有阻尼作用,距最低点的高度变为0.3cm。若是每振动10次补充一次能量,使摆球回到原高度,那么1min内总合应补给多少能量?(g取9.8m/s2)【分析】每振动10次要补充的能量为E=mgh=0.29.8(0.4-0.3)10-2J=1.9610-3J。秒摆的周期为2s,1min内完成全振动的次数为30次,则1min内总合应补充的能量为E=3E=5.8810-3J。答案:5.8810-3J(1)(5分)(多项选择)以以下列图是单摆做阻尼振动的振动图线,以下说法中正确的选项是()A.摆球A时辰的动能等于B时辰的动能B.摆球A时辰的势能等于B时

7、辰的势能C.摆球A时辰的机械能等于B时辰的机械能D.摆球A时辰的机械能大于B时辰的机械能E.摆球摇动的频率保持不变(2)(10分)汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上,弹簧的等效劲度系数k=1.5105N/m。汽车开始运动时,在振幅较小的情况下,其上下自由振动的频率满足f=(l为弹簧的压缩长度)。若人体可以看作一个弹性体,其固有频率约为2Hz,已知汽车的质量为600kg,每个人的质量为70kg,则这辆车乘坐几个人时,人感觉最伤心?(g=9.8m/s2)【分析】(1)选B、D、E。在单摆振动过程中,因不断战胜空气阻力做功使振动的能量逐渐转变为内能,C错,D对。诚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变。由于A、B两时辰单摆的位移相等,所以势能相等,但动能不相等,A错,B对;阻尼振动的频率不变,