高中物理 第十一章 機械振動 第5節(jié) 外力作用下的振動課后訓練 新人教版選修3-41

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外力作用下的振動 1．一單擺在空氣中振動，振幅逐漸減小，下列說法正確的是（　?。? A．機械能逐漸轉化為其他形式的能 B．后一時刻的動能一定小于前一時刻的動能 C．后一時刻的勢能一定小于前一時刻的勢能 D．后一時刻的機械能一定小于前一時刻的機械能 2．在實驗室可以做“聲波碎杯”的實驗。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大功率的聲波發(fā)生器之間，操作人員通過調整其發(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)出的聲波頻率調到500 Hz 3．將一個電動傳感器接到計算機上，就可以測量快速變化的力，用這種方法測得的某單擺擺動時懸線上拉力的大小隨時間變化的曲線如圖所示。某同學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時擺球正經過最低點 B．t＝1.1 s時擺球正經過最低點 C．擺球擺動過程中機械能減小 D．擺球擺動的周期是T＝1.4 s 4．如圖所示，物體靜止于水平面上的O點，這時彈簧恰為原長l0，物體的質量為m，與水平面間的動摩擦因數為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，下列結論正確的是（　?。? A．物體通過O點時所受的合外力為零 B．物體將做阻尼振動 C．物體最終只能停止在O點 D．物體停止運動后所受的摩擦力為μmg 5．如圖所示，A球振動后，通過水平細繩迫使B、C振動，下列說法中，正確的是（　?。? A．只有A球、C球振動周期相等 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球的振動周期相等 6．下表表示某受迫振動的振幅隨驅動力頻率變化的關系，若該振動系統(tǒng)的固有頻率為f固，則（　?。? 驅動力頻率/Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振動振幅/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的振動，當絲網的振動頻率為f＝200 Hz左右時，網的振幅最大，對于落在網上的昆蟲，當翅膀振動的頻率為________Hz左右時，蜘蛛感到絲網的振動最劇烈。 （2）如該絲網共振時的最大振幅為0.5 cm，試定性畫出其共振曲線。 8．洗衣機脫水桶正常工作時，轉速為n＝2 800 r/min，脫水后由切斷電源到電動機停止轉動的時間為t＝16 s。實際發(fā)現(xiàn)t1＝13 s左右時，洗衣機振動最為劇烈，若切斷電源后轉速是均勻減小的，則洗衣機振動的固有頻率大約為多少？ 參考答案 1．答案：AD　解析：單擺振動過程中，因不斷克服空氣阻力做功使機械能逐漸轉化為內能，A和D對；雖然單擺總的機械能在逐漸減小，但在振動過程中動能和勢能仍不斷地相互轉化，動能轉化為勢能時，動能逐漸減小，勢能逐漸增大，而勢能轉化為動能時，勢能逐漸減小，動能逐漸增大，所以不能斷言后一時刻的動能（或勢能）一定小于前一時刻的動能（或勢能），故B、C不對。 2. 答案：D　解析：驅動力的周期與固有周期相等，形成共振，共振時振幅最大，操作人員只需將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調到500 Hz，就能使酒杯碎掉。 3. 答案：AC　解析：懸線拉力在擺球經過最低點時最大，t＝0.2 s時，F(xiàn)有正向最大值，故A選項正確；t＝1.1 s時，F(xiàn)取最小值，不在最低點，周期應為T＝1.2 s，因振幅減小，故機械能減小，C選項正確。 4. 答案：B　解析：物體通過O點時彈簧的彈力為零，但摩擦力不一定為零，選項A錯。物體振動時要克服摩擦力做功，機械能減少，振幅減小，做阻尼振動，選項B正確。物體最終停止的位置可能在O點也可能不在O點，若停在O點，摩擦力為零，若不在O點，摩擦力和彈簧的彈力平衡，停止運動時物體所受的摩擦力不一定為μmg。選項C、D錯誤。 5. 答案：CD　解析：A球振動充當驅動球，B、C兩球的振動周期都應當等于A的振動周期，所以選項A錯誤，D正確。C的擺長與A的擺長相同，周期也相同，所以C做受迫振動的振幅大，所以選項B錯誤，C正確。 6. 答案：C　解析：由如圖所示的共振曲線可判斷出f驅與f固相差越大，受迫振動的振幅越小，f驅與f固越接近，受迫振動的振幅越大，并從中看出f驅越接近f固，振幅的變化越慢。比較各組數據知f驅在50～60 Hz范圍內時，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）當驅動力的頻率等于物體的固有頻率時物體發(fā)生共振，則物體的振幅最大，故昆蟲翅膀的振動頻率應為200 Hz左右。 （2）共振曲線如圖所示。 8. 答案：8.75 Hz 解析：洗衣機脫水電機的轉動給洗衣機提供了驅動力，使洗衣機做變速振動，當切斷電源后，脫水桶轉速隨時間均勻減小，設t1＝13 s時的轉速為n′，由題意可知 (16－13)r/s＝8.75 r/s 此時洗衣機做受迫振動的驅動力的頻率為f驅＝8.75 Hz，而洗衣機在t1＝13 s左右時振動最為劇烈，則說明此時洗衣機發(fā)生了共振，故此時驅動力的頻率與其固有頻率相等，即f固＝f驅＝8.75 Hz。