《高二物理选修3-4同步练习11-5外力作用下的振动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理选修3-4同步练习11-5外力作用下的振动（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础夯实1(2012海岳中学高二检测)随着电信业的发展，手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们。振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。当叶片转动后，手机就跟着振动起来。其中叶片的形状你认为是图中的()答案：A解析：手机做受迫振动。2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答案：ACD解析：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
2、；受迫振动稳定后的频率由驱动力的频率决定，与自身物理条件无关，D 对。3如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为 8 Hz，乙弹簧振子的固有频率为 72 Hz，当支架在受到竖直方向且频率为 9 Hz 的驱动力作用下做受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是()A甲的振幅较大，且振动频率为 8 HzB甲的振幅较大，且振动频率为 9 HzC乙的振幅较大，且振动频率为 9 HzD乙的振幅较大，且振动频率为 72 Hz答案：B解析：物体做受迫振动时的频率等于驱动力的频率；物体的固有频率越接近驱动力的频率，物体振动的振幅就越大，所以 B 正确。4(2011银川模拟) 在飞机的发展
3、史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦地探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是()A加大飞机的惯性B使机体更加平衡C使机翼更加牢固D改变机翼的固有频率答案：D5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，当偏心轮以角速度 绕 O 轴匀速转动时，则当 _时振动最为剧烈，这个现象称为_。答案：2f 共振解析：偏心轮转动中产生驱动力，偏心轮转动中的频率与系统固有频率 f 相等 时会发生共振，即：f ，得 2 f 时产生共振。26如图所
4、示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长为多少？共振时单摆的振幅是多少？(g10m/s 2)答案：1.0m,10cm解析：由图象可知：固有频率 f0.5Hz，所以周期 T2s。由单摆的周期公式可得：LT 2g/421.0m。由图象知：单摆共振的振幅为 10cm。7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。如果每振动 10 次补充一次能量，使摆球回到原高度，那么 1min 内总共应补给多少能量？答案：5.8810 3 J解析：每振动 10 次要补充的能量为E mgh0.29.8
5、(0.40.3)10 2 J1.9610 3 J。秒摆的周期为 2s,1min 内完成全振 动的次数为 30 次， 则 1min 内总共应补充的能量为 E 3E5.8810 3 J。能力提升1(2012东营模拟) 洗衣机在把衣服脱水完毕拔掉电源后，电动机还要转动一会才能停下来，在拔掉电源后，发现洗衣机先振动得比较小，然后有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减小直至停下来，其间振动剧烈的原因是()A洗衣机没放平衡B电动机有一阵子转快了C电动机转动的频率和洗衣机的固有频率相近或相等D这只是一种偶然现象答案：C解析：洗衣机脱水时，电动机转速很快，频率很大，可以说远大于洗衣机的固有频率，不能发生共振现象
6、。当脱水终止时，随着电动机转速的减小，频率也在减小，肯定有一段时间，频率接近或等于洗衣机的固有频率，从而发生共振现象，反应在宏观上就是洗衣机振动剧烈。2有一根张紧的水平绳上挂有 5 个双线摆，其中 b 摆摆球质量最大，另 4 个摆球质量相等，摆长关系为 LcLbL dLaLe，如图所示，现将 b 摆垂直纸面向里拉开一微小角度，放手后让其振动，经过一段时间，其余各摆均振动起来，达到稳定时()A周期关系为 TcTdTaTeB频率关系为 fcf df af eC振幅关系为 AcA dA aA cD四个摆中，d 的振幅最大，且 AeAa答案：BD解析：b 摆的振动，作为一种驱动力迫使其它四个摆做受迫振
7、动，受迫振动的周期(或频率)等于驱动力的周期( 或频率) ，而和自身的固有周期( 固有 频率) 无关，B 正确。四个摆做受迫振 动的振幅与驱动力的频率跟自身的固有频率之差有关，这个差越小，物体做受迫振动的振幅越大。在 a、c、d、e 四个摆中，d 的摆长跟 b 的摆长相等。因此 d的固有频率和驱动力的频率相等，d 摆做受迫振动的振幅最大。同理e 摆做受迫振 动的振幅最小， D 正确。3.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的
8、周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图丙所示。若用 T0 表示弹簧振子的固有周期，T 表示驱动力的周期，Y 表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则( )A由图线可知 T04sB由图线可知 T08sC当 T 在 4s 附近时，Y 显著增大，当 T 比 4s 小得多或大得多时，Y 很小D当 T 在 8s 附近时，Y 显著增大，当 T 比 8s 小得多或大得多时，Y 很小答案：AC解析：由题中图乙可知弹簧振子的固有周期 T04s，故 A 选项正确，B 选项错误 。根据受迫振动的特点：当驱动力
9、的周期与系统的固有周期相同时发生共振，振幅最大；当驱动力的周期与系统的固有周期相差越多时，受迫振动物体振动稳定后的振幅越小。故 C 选项正确。D 选项错误。4某桥梁的固有频率为 7.5 Hz，有大量军队齐步过桥，军人每跨一步距离为 0.8m。当行走速度为_m/s 时，会对桥的安全造成威胁。答案：6解析：设行走速度为 v时会对桥造成威胁，此时步行频率等于桥梁的固有频率，则 vLf0.87.5m/s6m/s。当驱动力频率等于固有频率时会发生共振。5.小球做受迫振动如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个 T 形支架在竖直方向振动，T 形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，
10、小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动的频率约为 3Hz。现使圆盘以 4s 的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？答案：0.25Hz解析：当圆盘转动时，通过小圆柱带动 T 形支架上下振动，T 形支架又通过弹簧给小球一周期性的作用力使其做受迫振动，所以小球振动的频率应等于驱动力的频率，即 T 形支架的振动频率，而 T 形支架的频率又等于圆盘转动的频率，故小球振动的频率 f Hz0.25Hz。1T 146(2012枣庄模拟) 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 k1.510 5 N/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12gl的压缩长度) 。若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为 2 Hz，已知汽车的质量为 600 kg，每个人的质量为 70 kg，则这辆车乘坐几个人时，人感到最难受？答案：5 人解析：人体的固有频率 f 固 2 Hz，当汽车的振动频率与其相等时，人体与之发生共振，人感觉最难受，即 f f 固 ，得 l12gl代入数据得：l0.0625m，由胡克定律得g42f2固kl(m 1nm 2)gn 5( 人)kl m1gm2g 1.51050.0625 6009.8709.8
