高中物理 第十一章 机械振动 5 外力作用下的振动成长训练 新人教版选修3-4

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1、5外力作用下的振动主动成长夯基达标1.A、B两个弹簧振子，A的固有频率为f,B的固有频率为4f，若它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动.则（）A.A的振幅较大，振动频率为fB.B的振幅较大，振动频率为3fC.A的振幅较大，振动频率为3fD.B的振幅较大，振动频率为4f思路解析：由于B的固有频率4f与驱动力频率接近，受迫振动时的振幅较大，其振动频率与驱动力频率相同为3f.答案：B2.关于阻尼振动，以下说法中正确的是（）A.机械能不断减小B.动能不断减小C.振幅不断减小D.一定不是简谐运动思路解析：阻尼振动是振幅不断减小的振动，故阻尼振动一定不是简谐运动，而振幅

2、是振动能量的标志，故阻尼振动中机械能也不断减小，但动能在振动过程中是不断变化的，无法比较其大小，故答案为ACD.答案：ACD3.一列队伍过桥时不能齐步走，这是为了（）A.减小对桥的压力B.使桥受力均匀C.减小对桥的冲量D.使桥避免共振思路解析：当齐步走的队伍的振动频率与桥的固有频率相同时，桥容易共振而塌陷发生事故.答案：D4.铁路上每根铁轨长12m，若支持车厢的弹簧固有周期是0.6s,列车以下列哪一速度行驶时，车厢振动最厉害（）A.20m/sB.5m/sC.6m/sD.12m/s思路解析：为了防止热胀冷缩造成铁轨变形，两根相接的铁轨之间有一缝隙，列车每经过缝隙时就

3、会振动一次，因此使列车振动的驱动力的周期为，其中l为一根铁轨长，v为列车行驶的速度.当T1与弹簧固有周期T2相等时，列车振动最厉害，即,v=20m/s.答案：A5.图11-5-4中，两小球质量分别为M和m（M＞m），悬挂在同一根水平拉紧的绳上.先使M摆动，则以下说法正确的有（）图11-5-4A.m的摆动周期几乎与M的周期相等B.m的振幅随l1的长短改变而改变C.l1=l2时,m有最大振幅D.l1=l2时，m的振幅有可能大于M的振幅思路解析：M摆动过程中，通过水平绳给m加周期性的驱动力，使m受迫振动，所以m的摆动周期与驱动力周期相等.当l1=l2时，m的固有周期与驱

4、动力周期相等，m发生共振，故A、B、C、D四个选项都是对的.答案：ABCD6.一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是（）A.振动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思路解析：单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使振动能逐渐转化为内能，A和D对；虽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化，动能转化为势能时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，而势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，所以不能断言后一时刻的动能（或势能

5、）一定小于前一时刻的动能（或势能），故B、C不对.答案：AD7.如图11-5-5所示，一根绷紧的水平绳上挂五个摆，其中A、E摆长均为l，先让A摆振动起来，其他各摆随后也跟着振起来，则（）图11-5-5A.其他各摆振动周期跟A摆相同B.其他各摆振动的振幅大小相同C.其他各摆振动的振幅大小不同，E摆的振幅最大D.B、C、D三摆振动的振幅大小不同，B摆的振幅最小思路解析：A摆动后迫使水平绳振动，水平绳又迫使B、C、D、E四摆振动，它们做受迫振动.由于物体做受迫振动的周期总是等于驱动力的周期，因此B、C、D、E四摆的周期跟A摆相同.驱动力的频率等于A摆的固有频率，A摆的固

6、有频率,其余四摆的固有频率与驱动力的频率关系是：可见fB与fA相差最大，故B摆的振幅最小答案：ACD8.如图11-5-6，轻直杆OC的中点悬挂一个弹簧振子，其固有频率为2Hz.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n.在n从0逐渐增大到5r/s的过程中，振子M的振幅变化情况将是____________，当n=____________r/s时振幅最大.若转速稳定在5r/s，M的振动周期是____________.图11-5-6思路解析：振子在杆对它的驱动力作用下做受迫振动，当凸轮的转速等于弹簧振子的固有频率2Hz时，振幅最大；发生共振.故转

7、速n从0到5r/s过程中，振子的振幅先变大后变小，当n=2r/s时，振幅最大；转速为5r/s时，M的振动频率为5Hz，周期为0.2s.答案：先变大后变小20.2s9.如图11-5-7所示为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅是多大？共振时摆球的最大速度和最大加速度各为多少？（取g=10m/s2）图11-5-7解：从共振曲线可知，单摆的固有频率f=0.5Hz因为，所以,代入数据解得l=1m.由共振曲线可知：单摆发生共振时，振幅Am=8cm，设单摆的最大偏角为θ，摆球所能达到的最大高度为h，由机械能守恒定律得又h=l(1-cosθ),当θ很小时,1

8、-cosθ