高中物理 11.5外力作用下的振动课时作业 新人教版选修3-4

1、11.5外力作用下的振动课时作业1一列队伍过桥时，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减小对桥的冲力 D避免使桥发生共振解析：部队过桥时，战士整齐的步伐会给桥一个周期性的驱动力，使桥做受迫振动。当该驱动力的周期(或频率)与桥的固有周期(或频率)一致时，会使桥面振幅越来越大，形成共振，对桥造成危害，因此部队过桥时应便步走。答案：D2如图51所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法正确的是()图51A摆球A时刻的动能等于B时刻的动能B摆球A时刻的势能等于B时刻的势能C摆球A时刻的机械能等于B时刻的机械能D摆球A时刻的机械能大于B时刻的机械能解析：阻尼振动机械能不断损失，但A、

2、B两点摆球高度相等，Ep相等。答案：B、D3弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小，这是由于()A振子开始振动时振幅太小B在振动过程中要不断克服外界阻力做功，消耗能量C动能和势能相互转化D振子的机械能逐渐转化为内能解析：由于阻力作用，振子的机械能减小，振幅减小。答案：B、D4如图52所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上，A是摆球质量较大的摆，让它摆动后带动其他摆运动，下列结论正确的是()图52A其他各摆的振动周期与A摆的相同B其他各摆的振幅都相等C其他各摆的振幅不同，E摆的振幅最大D其他各摆的振动周期不同，D摆周期最大解析：受迫振动的周期都应等于驱动力的周期(A摆的周期)。A、E两摆为双线摆，其等

3、效摆长相等，LALE，A摆振动后迫使水平绳振动，水平绳再迫使其他摆振动，由于E摆的固有周期与驱动力A摆的周期相同，所以E摆的振幅最大，B、C、D三个摆的固有周期偏离驱动力A摆的周期各不相同，所以它们振动的振幅各不相同。答案：A、C5如图53所示装置中，已知弹簧振子的固有频率f固2 Hz，电动机皮带轮的直径d1是曲轴皮带轮d2的。为使弹簧振子的振幅最大，则电动机的转速应为()图53A60 r/min B120 r/minC30 r/min D240 r/min解析：若使振子振幅最大，则曲轴转动频率为f2 Hz，即2 r/s，由于，1r12r2，故1/22/1，所以电动机转速为4 r/s，即240

4、 r/min。答案：D6如图54所示的装置中，在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手C，让其上下振动，周期为T1，若使把手以周期T2(T2T1)匀速转动，当运动都稳定后，则()图54A弹簧振子的振动周期为T1B弹簧振子的振动周期为T2C要使弹簧振子振幅增大，可让把手转速减小D要使弹簧振子振幅增大，可让把手转速增大解析：受迫振动的物体振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率(周期)等于振动物体的固有频率(周期)时振幅最大。由于T2T1，故增加转速，T2减小，与T1接近，振幅增大。答案：B、D7如图55所示是内燃机排气门工作简图，凸轮运转，带动摇臂，摇臂将气门压下，汽缸内废气排出之后，气门在

5、弹簧的弹力作用下复位，凸轮、摇臂、弹簧协调动作，内燃机得以正常工作。所有型号内燃机气门弹簧用法都有一个共同的特点，就是不用一只而用两只，并且两个弹簧劲度系数不同，相差还很悬殊。关于为什么要用两只劲度系数不同的弹簧，以下说法正确的是()图55A一只弹簧力量太小，不足以使气门复位B一只弹簧损坏之后另一只可以继续工作， 提高了机器的可靠性C两个弹簧一起使用，可以避免共振D两个弹簧一起使用，增加弹性势能，能够使得机器更节能解析：外部摇臂带动内部一系列装置工作时，会对汽缸产生作用。为防止出现共振现象，用两根弹性系数不同的弹簧一起工作，使外部振动频率很难与汽缸本身的固有频率一致，预防共振所带来的危害。答案

6、：C8如图56所示为一个自制的振动系统。在泡沫上插上两根弹性很好的细竹片，并用塑料夹夹在竹片上端做成两个“单摆”A、B。A、B除塑料夹高度不同外，其他条件完全相同。当底座沿某一方向做周期性振动时，A、B也跟着振动起来。下述说法正确的是()图56A摆A的固有频率比B的大B当摆座做周期性振动时，A摆的振动频率比B的大C当底座振动频率由零开始从小到大变化(保持振幅不变)时，B开始振幅大，随着频率变大，摆A的振幅比B的大D当底座振动频率由零开始从小到大变化(保持振幅不变)时，A开始振幅大，随着频率变大，摆B的振幅比A的大解析：塑料夹夹在竹片上端做成两个“单摆”，可运用单摆的周期公式来判断摆A、B的周期

7、和频率关系，由于固定点在下方，由T2 ，lBlA，所以TBTA，fBfA，选项A正确；当底座振动频率由零开始从小到大变化时，先要接近B的固定频率，而后才能接近A的频率，所以C选项正确。答案：A、C9大海里航行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和_，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的_。解析：风浪冲击力频率要远离轮船摇摆的频率才不会使轮船发生共振。答案：速度频率10如图57所示，为一单摆的共振曲线，图中横轴表示周期性驱动力的频率，纵轴表示单摆的振幅，求此单摆的摆长。图57解析：由图象可以看出，当驱动力的频率为0.4 Hz时，单摆的振幅最大，此时单摆共振。由共振的条件可知，单

8、摆的固有频率为0.4 Hz。由于T2 ，可得l1.56 m。答案：1.56 m11如图58所示是一个单摆的共振曲线。图58(1)若单摆所处的环境，重力的加速度g9.8 m/s2，试求此摆的摆长。(2)若将此摆移到高山上，共振曲线的峰将怎样移动？解析：(1)由图象知，单摆的固有频率f0.3 Hz由f 得l m2.8 m(2)由f 知，单摆移动到高山上，重力加速度g减小，其固有频率减小，故“峰”向左移。答案：(1)2.8 m(2)左移12汽车的重量一般支撑在固定于轴承上的若干个弹簧上，弹簧的等效劲度系数k1.5105 N/m。汽车开动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f(l为车厢在平

9、衡位置时弹簧被压缩的长度)。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，人感觉到最难受？解析：当汽车振动时的频率f2 Hz时，即达到人的固有频率时，人感到最难受。设乘坐n个人，则f 而Mgnmgkl由两式联立，得n5。答案：5人13如图59所示为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅多大？共振时摆球的最大速度和最大加速度各是多少？(g取10 m/s2)图59解析：从共振曲线可知，单摆的固有频率f0.5 Hz，因为f，所以l，代入数据解得l1 m。从共振曲线可知：单摆发生共振时，振幅Am8 cm。设单摆的最大偏角为，摆球所能达到的最大高