高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 第5節(jié) 外力作用下的振動(dòng)課后訓(xùn)練 新人教版選修3-41

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外力作用下的振動(dòng) 1．一單擺在空氣中振動(dòng)，振幅逐漸減小，下列說法正確的是（　?。? A．機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能 B．后一時(shí)刻的動(dòng)能一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能 C．后一時(shí)刻的勢能一定小于前一時(shí)刻的勢能 D．后一時(shí)刻的機(jī)械能一定小于前一時(shí)刻的機(jī)械能 2．在實(shí)驗(yàn)室可以做“聲波碎杯”的實(shí)驗(yàn)。用手指輕彈一只酒杯，可以聽到清脆的聲音，測得這聲音的頻率為500 Hz。將這只酒杯放在兩個(gè)大功率的聲波發(fā)生器之間，操作人員通過調(diào)整其發(fā)出的聲波，就能使酒杯碎掉（如圖所示）。下列說法中正確的是（　?。? A．操作人員一定是把聲波發(fā)生器的功率調(diào)到很大 B．操作人員可能是使聲波發(fā)生器發(fā)出了頻率很高的超聲波 C．操作人員一定是同時(shí)增大了聲波發(fā)生器發(fā)出聲波的頻率和功率 D．操作人員只需將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500 Hz 3．將一個(gè)電動(dòng)傳感器接到計(jì)算機(jī)上，就可以測量快速變化的力，用這種方法測得的某單擺擺動(dòng)時(shí)懸線上拉力的大小隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。某同學(xué)由此圖象提供的信息作出的下列判斷中，正確的是（　　） A．t＝0.2 s時(shí)擺球正經(jīng)過最低點(diǎn) B．t＝1.1 s時(shí)擺球正經(jīng)過最低點(diǎn) C．?dāng)[球擺動(dòng)過程中機(jī)械能減小 D．?dāng)[球擺動(dòng)的周期是T＝1.4 s 4．如圖所示，物體靜止于水平面上的O點(diǎn)，這時(shí)彈簧恰為原長l0，物體的質(zhì)量為m，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)將物體向右拉一段距離后自由釋放，使之沿水平面振動(dòng)，下列結(jié)論正確的是（　　） A．物體通過O點(diǎn)時(shí)所受的合外力為零 B．物體將做阻尼振動(dòng) C．物體最終只能停止在O點(diǎn) D．物體停止運(yùn)動(dòng)后所受的摩擦力為μmg 5．如圖所示，A球振動(dòng)后，通過水平細(xì)繩迫使B、C振動(dòng)，下列說法中，正確的是（　　） A．只有A球、C球振動(dòng)周期相等 B．C球的振幅比B球小 C．C球的振幅比B球大 D．A球、B球、C球的振動(dòng)周期相等 6．下表表示某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的關(guān)系，若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固，則（　?。? 驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振動(dòng)振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3 A．f固＝60 Hz B．60 Hz＜f固＜70 Hz C．50 Hz＜f固＜60 Hz D．以上選項(xiàng)都不對 7．（1）蜘蛛雖有8只眼睛，但視力很差，完全靠感覺來捕食和生活，它的腿能敏捷地感覺到絲網(wǎng)的振動(dòng)，當(dāng)絲網(wǎng)的振動(dòng)頻率為f＝200 Hz左右時(shí)，網(wǎng)的振幅最大，對于落在網(wǎng)上的昆蟲，當(dāng)翅膀振動(dòng)的頻率為________Hz左右時(shí)，蜘蛛感到絲網(wǎng)的振動(dòng)最劇烈。 （2）如該絲網(wǎng)共振時(shí)的最大振幅為0.5 cm，試定性畫出其共振曲線。 8．洗衣機(jī)脫水桶正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)速為n＝2 800 r/min，脫水后由切斷電源到電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間為t＝16 s。實(shí)際發(fā)現(xiàn)t1＝13 s左右時(shí)，洗衣機(jī)振動(dòng)最為劇烈，若切斷電源后轉(zhuǎn)速是均勻減小的，則洗衣機(jī)振動(dòng)的固有頻率大約為多少？ 參考答案 1．答案：AD　解析：單擺振動(dòng)過程中，因不斷克服空氣阻力做功使機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A和D對；雖然單擺總的機(jī)械能在逐漸減小，但在振動(dòng)過程中動(dòng)能和勢能仍不斷地相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能時(shí)，動(dòng)能逐漸減小，勢能逐漸增大，而勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能時(shí)，勢能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大，所以不能斷言后一時(shí)刻的動(dòng)能（或勢能）一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能（或勢能），故B、C不對。 2. 答案：D　解析：驅(qū)動(dòng)力的周期與固有周期相等，形成共振，共振時(shí)振幅最大，操作人員只需將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500 Hz，就能使酒杯碎掉。 3. 答案：AC　解析：懸線拉力在擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)最大，t＝0.2 s時(shí)，F(xiàn)有正向最大值，故A選項(xiàng)正確；t＝1.1 s時(shí)，F(xiàn)取最小值，不在最低點(diǎn)，周期應(yīng)為T＝1.2 s，因振幅減小，故機(jī)械能減小，C選項(xiàng)正確。 4. 答案：B　解析：物體通過O點(diǎn)時(shí)彈簧的彈力為零，但摩擦力不一定為零，選項(xiàng)A錯(cuò)。物體振動(dòng)時(shí)要克服摩擦力做功，機(jī)械能減少，振幅減小，做阻尼振動(dòng)，選項(xiàng)B正確。物體最終停止的位置可能在O點(diǎn)也可能不在O點(diǎn)，若停在O點(diǎn)，摩擦力為零，若不在O點(diǎn)，摩擦力和彈簧的彈力平衡，停止運(yùn)動(dòng)時(shí)物體所受的摩擦力不一定為μmg。選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 5. 答案：CD　解析：A球振動(dòng)充當(dāng)驅(qū)動(dòng)球，B、C兩球的振動(dòng)周期都應(yīng)當(dāng)?shù)扔贏的振動(dòng)周期，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確。C的擺長與A的擺長相同，周期也相同，所以C做受迫振動(dòng)的振幅大，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確。 6. 答案：C　解析：由如圖所示的共振曲線可判斷出f驅(qū)與f固相差越大，受迫振動(dòng)的振幅越小，f驅(qū)與f固越接近，受迫振動(dòng)的振幅越大，并從中看出f驅(qū)越接近f固，振幅的變化越慢。比較各組數(shù)據(jù)知f驅(qū)在50～60 Hz范圍內(nèi)時(shí)，振幅變化最小。因此，50 Hz＜f固＜60 Hz。 7. 答案：（1）200?。?）見解析 解析：（1）當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)物體發(fā)生共振，則物體的振幅最大，故昆蟲翅膀的振動(dòng)頻率應(yīng)為200 Hz左右。 （2）共振曲線如圖所示。 8. 答案：8.75 Hz 解析：洗衣機(jī)脫水電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)給洗衣機(jī)提供了驅(qū)動(dòng)力，使洗衣機(jī)做變速振動(dòng)，當(dāng)切斷電源后，脫水桶轉(zhuǎn)速隨時(shí)間均勻減小，設(shè)t1＝13 s時(shí)的轉(zhuǎn)速為n′，由題意可知 (16－13)r/s＝8.75 r/s 此時(shí)洗衣機(jī)做受迫振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力的頻率為f驅(qū)＝8.75 Hz，而洗衣機(jī)在t1＝13 s左右時(shí)振動(dòng)最為劇烈，則說明此時(shí)洗衣機(jī)發(fā)生了共振，故此時(shí)驅(qū)動(dòng)力的頻率與其固有頻率相等，即f固＝f驅(qū)＝8.75 Hz。