高二物理教案-随堂练习外力作用下的振动提高.doc

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1、【巩固练习】一、选择题1一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是（ ） A机械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2一洗衣机脱水桶在正常工作时非常平衡，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，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，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大 B正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率小 C正常工作时，洗衣机脱水桶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，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣

2、机的固有频率3（2014 平江区校级期末）下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则()驱动力频率/Hz304050607080受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3Af固60 Hz B60 Hzf固70 HzC50 Hzf固60 Hz D以上三个都不对4在用单摆测重力加速度的实验中，为减小误差（ ） A应选质量小的球做摆球 B先使摆球摆动几次，从摆球经过平衡位置时开始计时 C用秒表测出3050次全振动的时间，计算出平均周期 D在测量摆线长度时，对安装好的单摆，要用力拉紧摆线后再测量5（2015 北京校级月考）如图所示，质量相同

3、的四个摆球悬于同一根横线上，四个摆的摆长分别为L12 m、L21.5 m、L31 m、L40.5 m.现以摆3为驱动摆，让摆3振动，使其余三个摆也振动起来，则摆球振动稳定后()A摆1的振幅一定最大B摆4的周期一定最短C四个摆的振幅相同D四个摆的周期相同6如图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（ ） A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 C图线若是在地面上完成的，则该摆摆长约为1 m D若摆长均为1 m，则图线I是在地面上完成的二、填空题7（2015 盐城三模）一个竖直圆盘转动

4、时，固定在圆盘上的圆柱体带动一个T型支架在竖直方向振动，T型架下面系着一个弹簧和小球组成的系统。圆盘以不同的周期匀速转动时，测得小球振动的振幅与圆盘转动频率如图所示。当圆盘的频率为0.4Hz时，晓求得振动周期是_s；当圆盘停止转动后，小球自由振动时，它的频率是_Hz。 8任何物体都有一定的固有频率，如果把人作为一个整体来看，在水平方向的固有频率约为36 Hz，竖直方向的固有频率约为48 Hz，拖拉机驾驶员、风镐、风铲、铆钉机等操作工在工作时将做_振动，这时若操作工的振动频率跟振源的频率_就会对操作工的身体造成伤害，为保障操作工的安全与健康，有关部门作出规定，用手操作的各类振动机械的频率必须大于

5、20 Hz，这是为了防止_所造成的危害9（1）物理课外小组研究用单摆测重力加速度的实验，他们依照教材实验直接测量的物理量应为：_、_、_、_，其公式为_ （2）他们测出不同的摆长（）所对应的周期（T），在进行数据处理时：如果甲同学以摆长（）为横坐标、周期（T）的平方为纵坐标作出了T2-图像，若他测得的图像的斜率为k，则测得的重力加速度g=_若甲同学测摆长时，忘记测摆球的半径，则他用图像法求得的重力加速度_（填“偏小”“偏大”或“准确”）乙同学根据公式：得，并计算重力加速度，若乙同学测摆长时，也忘记了测摆球的半径，则他测得的重力加速度_（填“偏小”“偏大”或“准确”） （3）甲同学测量5种不同摆

6、长下单摆的振动周期，记录结果如下表：m0.50.80.91.01.2Ts1.421.791.902.002.20T2s22.023.203.614.004.84 以摆长（）为横坐标、周期（T）的平方为纵坐标，请你替他在上面的虚线框中作出T2-图像，利用此图像求出的重力加速度为_10在利用单摆测定重力加速度的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到只要测出多组单摆的摆长和运动周期T，作出T2-图像，就可以求出当地的重力加速度理论上T2-图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像如图所示 （1）造成图像不过坐标原点的原因可能是_。 （2）由图像求出的重力加速度g=_ms2（取2=9.8

7、7）11将图11-5-19甲所示的演示简谐振动图像的沙摆实验稍作改变：使木板沿直线OO做匀加速直线运动，摆动着的漏斗中漏出的沙在木板上显示出图11-5-19乙所示曲线，A、B、C、D、E均为OO轴上的点，测出AB=s1，BC=s2，摆长为L（可视为不变），摆角小于10，则木板的加速度大小约为_。 三、解答题12用“单摆测重力加速度”的实验中，所用摆球质量分布不均匀，一位同学设计了一个巧妙的方法可以不用知道单摆静止在平衡位置时摆球重心距小球顶部的距离，同样可以准确测出当地的重力加速度值，具体方法是：第一次量得悬线长为1，测得振动周期为T1，第二次量得悬线长为2，测得振动周期为T2，由此可推算出重

8、力加速度g，请说明这位同学是如何求出重力加速度g的，并且用测量量表示g的大小13洗衣机脱水缸正常工作时，转速为2800 rmin，脱水后由切断电源到电动机停止转动的时间为16 s实际发现13 s左右时，洗衣机震荡最为激烈，若切断电源后转速是随时间均匀减小的，则洗衣机振动的固有频率大约是多少？14在火车车厢里吊着一小球，由于车轮在铁轨接合处受到冲击而使其振动，若钢轨长12.5 m，线长40 cm，那么当火车的速度达到多大时，球振动的振幅最大？15一位同学用单摆做测定重力加速度的实验他将摆挂起后，进行了如下操作步骤： A测摆长：用米尺量出摆线的长度； B测周期T：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通

9、过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第1次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期； C将所测得的和T代入单摆的周期公式，算出g，将它作为实验结果写入报告中 请指出上述步骤中遗漏或错误的地方并加以改正【答案与解析】一、选择题1【答案】A、D 【解析】单摆在空气振动，由于空气阻力的作用，振幅越来越小机械能逐渐转化为其他形式的能，即机械能逐渐减小，但后一时刻的动能或势能不一定比前一时刻小，故A、D两项正确2【答案】A、D 【解析】切断电源后脱水桶的转速越来越小，即脱水桶的运转频率越来越小，由题意，当洗衣机脱水桶正常工作时，非常稳定，可

10、知，正常工作时频率大于洗衣机的固有频率，故A项正确当振动最剧烈时，洗衣机发生了共振，即脱水桶运转频率等于洗衣机固有频率，D项正确3【答案】C【解析】从如图所示的共振曲线可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大并可以从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢比较各组数据知f驱在50 Hz60 Hz范围内时，振幅变化最小，因此50 Hzf固60 Hz，即C正确4【答案】B、C 【解析】摆球应选择质量大、体积小的小球，A项错误开始计时的起点应从平衡位置开始此位置速度大，位置确定，误差小，B项正确计算周期时，应用多个周期的累加时间，测时间时误差小，C项正确测摆长

11、时应使摆线自然下垂，不能拉紧，这样会使测得的摆长变长，误差大，D项错误5【答案】D【解析】让摆3振动，则其余三个摆做受迫振动，四个摆的周期相同，振幅不同，摆1的振幅最小，选项D正确6【答案】A、B、C 【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，可以得到单摆固有频率，根据图像中f的信息可以推断摆长或重力加速度的变化情况二、填空题7【答案】2.5；0.6【解析】当圆盘以0.4Hz的频率匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，是受迫振动，振动频率等于驱动力的频率，

12、为0.4hz，故有；一个单摆的摆动频率与球做阻尼振动的频率相同，故为0.6Hz8【答案】受迫 相等 共振9【答案】（1）摆线长0 摆球直径d 完成全振动的次数n 完成n次全振动所用时间t （2） 准确 偏小 （3）图像如图所示 9.86 ms2 【解析】（1）本实验是利用单摆的周期得即只要测出摆长和周期T就能求出当地的重力加速度g，而=0+d2，T=tn显然，本实验直接测量的物理量应为：摆线长0、摆球直径d、完成全振动的次数n以及完成n次全振动所用的时间t其公式为 （2）若依据测量数据，作出T2-图像，其斜率为k=T2，而，故有图像函数式应为，如果没忘记测量d。则函数式应写为：，显然图像的斜率

13、不变，所以加速度的测量值不变 若根据公式得，并计算加速度，如果没忘记测量d，测量公式应写为显然忘记测量d后，测量值偏小 （3）建立如图所示坐标系，并标出适当的尺度，依据数学描点法画出T2-图像，则图像的斜率大约为k=4.0依据图像求出重力加速度为10【答案】（1）测摆长时漏掉了摆球半径 （2）9.8711【答案】三、解答题12【答案】见解析【解析】设小球重心位置到小球顶部的距离为0，则前后两次摆长分别为1+0和2+0，分别代入单摆周期公式有，联立两式，消去0得重力加速度为13【答案】见解析【解析】洗衣机震荡最激烈时，是发生共振现象，即洗衣机的固有频率和脱水缸的转动频率相等时发生共振现象，即只要

14、算出13 s时脱水缸的转动频率即可由题可知脱水缸的转速是随时间均匀减小的，作出图像可求得13 s时的转速为n1。如图，求得rmin，则频率Hz=8.75 Hz。 14【答案】见解析【解析】悬线吊着的小球由于车轮在钢轨接合处受到冲击而摆动，显然稳定后摆球做受迫振动，在受迫振动中当驱动力的频率等于小球振动的固有频率时发生共振，单摆振动的振幅最大，f驱=f固 设钢轨长为L，线长为 即。15【答案】见解析【解析】本题考查的是用单摆测定重力加速度这个实验内容中的摆长、周期概念，主要考查的是理解能力、实验能力、综合分析能力在A中单摆的摆长定义是悬点到摆球重心的距离，摆线长并不是摆长，摆长等于摆线长加上摆球半径，摆球直径可用游标卡尺来测量在B中摆球在某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次作为第一次通过最低点，到60次停表时，实际是29.5个周期，周期T应为。在C中应改变摆长多测几次，算出几次测量的平均值，将g的平均值作为实验结果写入报告中