高中物理 第十一章 機(jī)械振動 5 外力作用下的振動自主練習(xí) 新人教版選修3-41
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外力作用下的振動 我夯基我達(dá)標(biāo) 1.鐵路上每根鐵軌長12 m，若支持車廂的彈簧固有周期是0.6 s，列車以下列哪一速度行駛時，車廂振動得最厲害（ ) A.20 m/s B.5 m/s C.6 m/s D.12 m/s 思路解析：為了防止熱脹冷縮造成鐵軌變形，兩根相接的鐵軌之間有一縫隙，列車每經(jīng)過縫隙時就會振動一次，因此使列車振動的驅(qū)動力的周期為T=，其中L為一根鐵軌長，v為列車行駛的速度.當(dāng)T1與彈簧固有周期T2相等時，列車振動最厲害，即=0.6，v=20 m/s. 答案：A 2.如圖11-5-4所示是一個做阻尼振動的物體的振動圖象，A、B兩點(diǎn)所在直線與橫軸平行.下列說法正確的是（ ) 圖11-5-4 A.物體A時刻的動能等于B時刻的動能 B.物體A時刻的勢能等于B時刻的勢能 C.物體A時刻的機(jī)械能等于B時刻的機(jī)械能 D.物體A時刻的機(jī)械能大于B時刻的機(jī)械能 思路解析：由于振動物體的勢能僅由它的位移決定，由題意可知A、B時刻所表示物體的位移相等，所以兩時刻的勢能相等.因?yàn)槲矬w做的是阻尼振動，機(jī)械能越來越小，動能也就越來越小. 答案：BD 3.如圖11-5-5所示，在一根彈性木條上掛幾個擺長不等的單擺，其中A、E的擺長相等，A擺球的質(zhì)量遠(yuǎn)大于其他各擺.當(dāng)A擺振動起來后，帶動其余各擺也隨之振動，達(dá)到穩(wěn)定后，以下關(guān)于各擺振動的說法正確的是（ ) 圖11-5-5 A.各擺振動的周期都相等 B.C擺振動的振幅最大 C.B、C、D、E四擺中，E擺的振幅最大 D.C擺振動的周期最大 思路解析：做受迫振動的物體，它的固有頻率與驅(qū)動力頻率相同時，振幅最大，題圖中A、E的擺長相等，即頻率、周期相同，所以E的振幅最大.振動穩(wěn)定時，系統(tǒng)振動頻率等于驅(qū)動力的頻率，與固有頻率無關(guān)，即各擺振動的周期相等. 答案：AC 4.A、B兩個彈簧振子，A的固有頻率為f，B的固有頻率為4f.若它們均在頻率為3f的驅(qū)動力作用下做受迫振動，則（ ) A.A的振幅較大，振動頻率為f B.B的振幅較大，振動頻率為3f C.A的振幅較大，振動頻率為3f D.B的振幅較大，振動頻率為4f 思路解析：由于B的固有頻率4f與驅(qū)動力頻率接近，發(fā)生受迫振動時的振幅較大，而且振動頻率與驅(qū)動力頻率相同且為3f. 答案：B 5.自由擺動的秋千，擺動的振幅越來越小，下列說法正確的是（ ) A.機(jī)械能守恒 B.能量正在消失 C.總能量守恒，機(jī)械能減小 D.只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化 思路解析：自由擺動的秋千可以看作阻尼振動的模型，振動系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化也不是系統(tǒng)內(nèi)部動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，振動系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，與外界時刻進(jìn)行能量交換.系統(tǒng)由于受到阻力，消耗系統(tǒng)能量做功，而使振動的能量不斷減小，但總能量守恒. 答案：C 6.圖11-5-6中，兩小球質(zhì)量分別為M和m（M>m），懸掛在同一根水平拉緊的繩上，先使M擺動，則以下說法正確的是（ ) 圖11-5-6 A.m的擺動周期幾乎與M的周期相等 B.m的振幅隨l1長短的改變而改變 C.l1=l2時，m有最大振幅 D.l1=l2時，m的振幅有可能大于M的振幅 思路解析：M擺動過程中，通過水平繩給m加周期性的驅(qū)動力，使M做受迫振動，所以m的擺動周期與驅(qū)動力周期相等，當(dāng)l1=l2時，m的固有周期與驅(qū)動力周期相等，m產(chǎn)生共振，故A、B、C、D四個選項(xiàng)都是對的. 答案：ABCD 我綜合我發(fā)展 7.如圖11-5-7所示，沿波的傳播方向上有間距都為1 m的六個質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e、f，均靜止在各自的平衡位置.一列橫波以1 m/s的速度水平向右傳播，t=0時到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a，質(zhì)點(diǎn)a開始由平衡位置向上運(yùn)動.t=1 s時，質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)，則在4 s下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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