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1、人教版高中物理课时跟踪检测（五） 外力作用下的振动1(多选)若空气阻力不可忽略，单摆在偏角很小的摆动中，总是减小的物理量为()A振幅B位移C周期 D机械能解析：选AD有空气阻力时，振动为阻尼振动，机械能不断减小，振幅也不断减小；在平衡位置，位移为零，之后位移增大，直至动能为零时位移达到最大，然后位移又减小到零，所以位移不是一直减小；根据单摆周期公式T2，l不变，则T不变。2.在实验室可以做“声波碎杯”的实验。用手指轻弹一只酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500 Hz。将这只酒杯放在两个大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发生的声波，就能使酒杯碎掉(如图1所示)。下列说法中正确
2、的是()图1A操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大B操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高的超声波C操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率D操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz解析：选D驱动力的周期与固有周期相等，形成共振，共振时振幅最大，操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz，就能使酒杯碎掉。3(多选)如图2所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，下列说法中正确的是()图2A只有A球、C球振动周期相等BC球的振幅比B球小CC球的振幅比B球大DA球、B球、C球的振动周期相等解析：选CDA球振动充当驱动球，B、C两球的振动周期都应当等
3、于A的振动周期，所以选项A错误，D正确。C的摆长与A的摆长相同，周期也相同，所以C做受迫振动的振幅大，所以选项B错误，C正确。4. (多选)如图3所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力频率f的关系，下列说法正确的是()图3A摆长约为10 cmB摆长约为1 mC若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动D若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动解析：选BD由图可知，单摆的周期T s2 s，由T2可求得l1 m，A错误，B正确；若增大摆长，单摆的固有周期增大，固有频率减小，故共振曲线的“峰”将向左移动，B错误，D正确。5(多选)一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
4、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()A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B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C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D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解析：选AD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，说明了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，所以答案是A、D。6.如图4所示，物体静止于水平面上的O点，这时弹簧恰为原长l0，物体的质
5、量为m，与水平面间的动摩擦因数为，现将物体向右拉一段距离后自由释放，使之沿水平面振动，下列结论正确的是()图4A物体通过O点时所受的合外力为零B物体将做阻尼振动C物体最终只能停止在O点D物体停止运动后所受的摩擦力为mg解析：选B物体通过O点时弹簧的弹力为零，但摩擦力不为零，选项A错。物体振动时要克服摩擦力做功，机械能减少，振幅减小，做阻尼振动，选项B正确。物体最终停止的位置可能在O点也可能不在O点。若停在O点摩擦力为零，若不在O点，摩擦力和弹簧的弹力平衡，停止运动时物体所受的摩擦力不一定为mg。选项C、D错误。7秒摆摆球质量为0.2 kg，它振动到最大位移时距最低点的高度为0.4 cm，当它完
6、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0.3 cm。如果每振动10次补充一次能量，使摆球回到原高度，那么1 min内总共应补给多少能量？(g取9.8 m/s2)解析：每振动10次要补充的能量为Emgh0.29.8(0.40.3)102 J1.96103 J。秒摆的周期为2 s,1 min内完成振动的次数为30次，则1 min内总共应补充的能量为E3E5.88103 J。答案：5.88103 J8(1)(多选)下列说法正确的是()A实际的自由振动必然是阻尼振动B在外力作用下的振动是受迫振动C阻尼振动的振幅越来越小D受迫振动稳定后频率与自身物理条件无关E机器运转时底座发生
7、的振动，并不是受迫振动 (2)如图5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5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？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？解析：(1)实际的自由振动，必须不断克服外界阻力做功而消耗能量，振幅会逐渐减小，必然是阻尼振动，故A、C正确；只有在周期性外力(驱动力)的作用下，物体所做的振动才是受迫振动，B错；受迫振动稳定后的
8、频率由驱动力的频率决定，与自身物理条件无关，D对；机器运转时，底座发生的振动是在周期性的驱动力作用下的振动，应是受迫振动，E错误。(2)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，称为固有周期(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量，使其振幅越来越小，故振动为阻尼振动。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)，而跟固有频率(或周期)无关。即ff驱4 Hz，TT驱0.25 s。又因为振子做受迫振动得到驱动力对它做的功，补偿了振子克服阻力做功所消耗的能量，所以振子的振动属于受迫振动。答案：(1)ACD(2)简谐运动0.5 s2 Hz阻尼振动受迫振动0.25 s
