2022高中物理 第十一章 第5节外力作用下的振动课下作业综合提升 新人教版选修3-4.doc

【创新方案】2014高中物理 第十一章 第5节外力作用下的振动课下作业综合提升 新人教版选修3-41下列说法正确的是()A只有受迫振动才能发生共振现象B一切振动都能发生共振现象C只要振动受到阻力，它一定做阻尼振动D若振动受到阻力，它也可能做无阻尼振动解析：发生共振的条件是f固f驱，所以A对、B错。无阻尼振动是振幅不变的振动。当受阻力时，若外界补充能量，则也可能做无阻尼振动。答案：AD2下列说法中正确的是()A阻尼振动是减幅振动B实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用C阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小D阻尼过大时，系统将不能发生振动解析：阻尼振动即振动过程中受到阻力作用的振动，因为实际的运动在空气中要受到空气的阻力作用，因此不可避免地受到阻尼作用，即B选项正确；由于振幅是振动系统能量大小的标志，阻尼振动过程中由于要克服阻力做功，消耗系统的机械能，因此系统机械能减小，所以振幅要减小，则A选项正确；但是振动系统的周期与振幅无关，因此阻尼振动尽管是减幅振动，但其固有周期不变，当阻尼过大时由于合外力可能为零，将不能提供回复力，则振动系统将不能发生振动，此时振动系统的周期可看做无穷大，因此C选项不正确，D选项正确。答案：ABD3.如图1所示是一个弹簧振子做阻尼振动的振动图象，曲线上A、B两点连线与横轴平行，下列说法正确的是()A振子在A时刻的动能等于B时刻的动能B振子在A时刻的势能大于B时刻的势能 图1C振子在A时刻的机械能等于B时刻的机械能D振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能解析：由于弹簧振子做阻尼振动，所以A时刻的机械能大于B时刻的机械能，C错D对；由于弹簧的弹性势能与弹簧的形变量(即位移)有关，振子在A时刻和B时刻的形变量相等，故势能相等，所以B错；通过上述分析振子在A时刻的动能大于B时刻的动能，A错。答案：D4如图2为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，则下列说法正确的是()图2A若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，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ll254C图线若是在地面上完成的，则该摆摆长约为1 mD若摆长均为1 m，则图线是在地面上完成的解析：受迫振动的频率与固有频率无关，但当驱动力的频率与物体固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，所以，可以根据物体做受迫振动的共振曲线判断出物体的固有频率。根据单摆振动周期公式T2，可以得到单摆固有频率f，根据图象中f的信息可以推断摆长或重力加速度的变化情况。答案：ABC5洗衣机在把衣服脱水完毕关掉电源后，电动机还要转动一会儿才能停下来，在关掉电源后，发现洗衣机先振动得比较小，然后有一阵子振动得很剧烈，再慢慢振动又减小直至停下来，其间振动剧烈的原因是()A洗衣机没有放平衡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解析：洗衣机脱水时，电动机转速很快，频率很大，远大于洗衣机的固有频率，因此不会发生共振现象。当脱水终止后，随着电动机转速的减小，频率也在不断减小，这期间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，反映在宏观上就是洗衣机剧烈振动。答案：C6大海中航行的轮船，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：当物体受到驱动力频率与本身的固有频率越接近时越易发生共振，因而使物体的振动幅度越大。现改变船的航行方向和航速也就改变了风浪的驱动频率，使其远离船本身的固有频率，减小了振幅，防止了倾覆。答案：航速(速度)固有频率7在火车车厢里吊着一摆长为0.5 m的单摆，当行驶着的火车车轮接触到两根钢轨接合处的缝隙时，就受到一次撞击而使车厢振动，每根钢轨的长度是12.5 m，那么当火车的速度为多大时，单摆振动的振幅最大？解析：当驱动力的周期等于单摆的固有周期时，单摆的振幅最大，即T2，所以v8.8 m/s。答案：8.8 m/s8.如图3所示，轻直杆OC的中点悬挂一个弹簧振子，其固有频率为2 Hz，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。(1)当n从0逐渐增大到5 r/s的过程中，振子M的振幅变化情况是_。 图3 (2)当n_r/s时，振子M的振幅最大。(3)若转速稳定在5 r/s时，M的振动周期为_ s。解析：(1)当凸轮转速为n5 r/s时，它给弹簧振子的驱动力的频率为f驱5 Hz，当驱动力频率逐渐接近弹簧振子的固有频率时，其振幅逐渐增大，当f驱逐渐远离f固时，其振幅逐渐减小。因此，在n从0逐渐增大到5 r/s的过程中，其振幅先变大再变小。(2)当f驱f固时，振幅最大，即n2 r/s。(3)当f驱5 Hz时，此时振子做受迫振动，其振动频率ff驱5 Hz，其振动周期为T s0.2 s。答案：(1)振幅先变大再变小(2)2(3)0.29汽车的重量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k1.5×105 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为车厢在平衡位置时弹簧的压缩长度)。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，人感觉到最难受？解析：人体固有频率为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，所以L，解得L0.062 1 m。由胡克定律有kL(m1nm2)g，得n5(人)。答案：5人4