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文档内容摘要
doc 2019-2020年高中物理课时跟踪检测四阻尼振动受迫振动教科版 1.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.受迫振动稳定后的频率与自身物理条件有关 2.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 3.在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后不久,飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来,而且越抖越厉害。后来人们经过了艰苦的探索,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目的主要是(  ) 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 4.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子,如图1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2甲所示。当把手以某一速度匀速转动,受迫振动达到稳定时,砝码的振动图线如图乙所示。 图1 图2 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T0=4 s B.由图线可知T0=8 s C.当T在4 s附近时,Y显著增大;当T比4 s小得多或大得多时,Y很小 D.当T在8 s附近时,Y显著增大;当T比8 s小得多或大得多时,Y很小 5.把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上安一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这样就做成了一个共振筛,如图3所示。筛子做自由振动时,完成10次全振动用时15 s,在某电压下,电动偏心轮转速是36 r/min。已知增大电压可使偏心轮转速提高;增加筛子质量,可以增大筛子的固有周期,那么要使筛子的振幅增大,下列做法正确的是(  ) 图3 A.提高输入电压      B.降低输入电压 C.增加筛子质量 D. 减小筛子质量 6.一洗衣机的脱水筒在正常工作时非常平稳,当切断电源后,发现洗衣机先是振动越来越剧烈,然后振动在逐渐减弱。对这一现象,下列说法中正确的是(  ) ①正常工作时,洗衣机脱水筒的运转频率比洗衣机的固有频率大;②正常工作时,洗衣机脱水筒的运转频率比洗衣机的固有频率小;③正常工作时,洗衣机脱水筒的运转频率等于洗衣机的固有频率;④当洗衣机振动最剧烈时,洗衣机脱水筒的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率。 A.①② B.②③ C.①④ D. ②④ 7.图4是探究单摆共振条件时得到的图像,它表示振幅跟驱动力频率之间的关系,(g=9.8 m/s2)请回答: 图4 (1)这个单摆的摆长是多少? (2)如果摆长变长一些,画出来的图像的高峰将向哪个方向移动? 8.如图5所示,在曲轴A上悬挂一个弹簧振子,如果转动把手,曲轴可以带动弹簧振子上下振动。问: 图5 (1)开始时不转动把手,而用手往下拉振子,然后放手让振子上下振动,测得振子在10 s内完成20次全振动,振子做什么振动?其固有周期和固有频率各是多少?若考虑摩擦和空气阻力,振子做什么振动? (2)在振子正常振动过程中,以转速4 r/s匀速转动把手,振子的振动稳定后,振子做什么运动?其周期是多少? (3)若要振子振动的振幅最大,把手的转速应多大? 答 案 1.选AC 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;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错。 2.选AD 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,C错,D对。 3.选D 飞机抖动得厉害是因为发生了共振现象,想要解决这一问题需要使系统的固有频率与驱动力的频率差别增大,在飞机机翼前缘处装置一个配重杆,改变的是机翼的固有频率,故选项D正确。 4.选AC 该题是考查机械振动图像和共振现象的题目。细读图中所给情景,可知:第1幅图是描述弹簧振子在不受驱动力的情况下振动情况的图像,此时的振动周期是该弹簧振子的固有周期,从图中可直接读出固有周期为4 s,A正确,B错误;当驱动力的频率与固有频率相近时,发生共振,振幅显著增大,所以当曲杆的转动周期与弹簧振子的固有周期4 s接近的时候,振幅Y显著增大,其他情况下Y很小,C正确,D错误。 5.选AC 在题给条件下,筛子振动的固有周期T固= s=1.5 s,电动偏心轮的转动周期(对筛子来说是驱动力的周期)T驱= s=1.67 s。要使筛子振幅增大,就得使这两个周期值靠近,可采用两种做法:第一,提高输入电压使偏心轮转得快一些,减小驱动力的周期;第二,增加筛子的质量使筛子的固有周期增大。正确选项为A、C。 6.选C 正常工作时,洗衣机脱水筒运转频率比断电后的频率高,共振发生在断电之后,所以正常工作时的频率比洗衣机的固有频率大。洗衣机切断电源,脱水筒的转动逐渐慢下来,在某一小段时间内洗衣机发生了剧烈的振动,说明了此时脱水筒的运转频率与洗衣机的固有频率相同,发生了共振。此后脱水筒转速减慢,则f驱<f固,所以共振现象消失,洗衣机的振动随之减弱,故C正确。 7.解析:(1)从共振曲线知,单摆的固有周期 T== s= s, 因为T=2π , 所以l== m≈2.76 m。 (2)若摆长变长一些,则由周期公式T=2π 可知,单摆固有周期增大,则固有频率变小,因此图像的高峰将向原点方向移动。 答案:(1)2.76 m (2)向原点方向移动 8.解析:(1)根据题意振子做自由振动, T固== s=0.5 s,f固== Hz=2 Hz。 由于摩擦力和空气阻力的存在,振子克服摩擦力和阻力做功消耗能量,使其振幅越来越小,故振动为阻尼振动。 (2)振子做受迫振动。由于把手转动的转速为4 r/s,即驱动力频率为f驱=4 Hz,周期T驱=0.25 s。弹簧振子振动达稳定状态后,其周期等于驱动力的周期,T=T驱=0.25 s。 (3)要使弹簧振子的振幅最大,处于共振状态,必须使驱动力的频率f驱等于它的固有频率f固,即f驱=f固=2 Hz,故把手的转速应为n=2 r/s。 答案:见解析