魯科版選修34 生活中的振動(dòng) 第1課時(shí) 作業(yè).doc

第4節(jié)生活中的振動(dòng)1如圖142所示是單擺做阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖線，下列說(shuō)法中正確的是()圖142a擺球a時(shí)刻的動(dòng)能等于b時(shí)刻的動(dòng)能b擺球a時(shí)刻的勢(shì)能等于b時(shí)刻的勢(shì)能c擺球a時(shí)刻的機(jī)械能等于b時(shí)刻的機(jī)械能d擺球a時(shí)刻的機(jī)械能大于b時(shí)刻的機(jī)械能e擺球振幅逐漸減小，頻率不變【解析】在單擺振動(dòng)過(guò)程中，因不斷克服空氣阻力做功使振動(dòng)的能量逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，c錯(cuò)，d對(duì)雖然單擺總的機(jī)械能在逐漸減小，但在振動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能仍不斷地相互轉(zhuǎn)化由于a、b兩時(shí)刻單擺的位移相等，所以勢(shì)能相等，但動(dòng)能不相等，a錯(cuò)，b對(duì)擺球的振幅逐漸減小，頻率不變，e正確【答案】bde2下列說(shuō)法中正確的是() a阻尼振動(dòng)是減幅振動(dòng)b實(shí)際的振動(dòng)系統(tǒng)不可避免地要受到阻尼作用c阻尼振動(dòng)的振幅逐漸減小，所以周期也逐漸減小d阻尼過(guò)大時(shí)，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動(dòng)e發(fā)生阻尼振動(dòng)，振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能不發(fā)生變化【解析】阻尼振動(dòng)即振動(dòng)過(guò)程中受到阻力作用的振動(dòng)，因?yàn)閷?shí)際的運(yùn)動(dòng)在空氣中要受到空氣的阻力作用，因此不可避免地受到阻尼作用，即b選項(xiàng)正確；由于振幅是振動(dòng)系統(tǒng)能量大小的標(biāo)志，阻尼振動(dòng)過(guò)程中由于要克服阻力做功，消耗系統(tǒng)的機(jī)械能，因此系統(tǒng)機(jī)械能減小，所以振幅要減小，則a選項(xiàng)正確；但是振動(dòng)系統(tǒng)的周期與振幅無(wú)關(guān)，因此阻尼振動(dòng)盡管是減幅振動(dòng)，但其固有周期不變，當(dāng)阻尼過(guò)大時(shí)由于合外力可能為零，將不能提供回復(fù)力，則振動(dòng)系統(tǒng)將不能發(fā)生振動(dòng)，此時(shí)振動(dòng)系統(tǒng)的周期可看作無(wú)窮大，因此c選項(xiàng)不正確，d選項(xiàng)正確；發(fā)生阻尼振動(dòng)，振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能逐漸減小，e錯(cuò)誤【答案】abd3某一單擺由于受阻力作用，從開(kāi)始擺動(dòng)到逐漸停止的過(guò)程中()a振幅越來(lái)越小，周期也越來(lái)越小b振幅越來(lái)越小，周期不變c通過(guò)某一位置時(shí)，機(jī)械能始終不變d機(jī)械能不守恒，周期不變e單擺在振動(dòng)過(guò)程中，擺球要克服阻力做功【解析】單擺做阻尼振動(dòng)時(shí)，振幅會(huì)減小，機(jī)械能減小，振動(dòng)周期不變，故選項(xiàng)b、d對(duì)，a、c錯(cuò)單擺在振動(dòng)過(guò)程中，擺球要克服阻力做功e正確【答案】bde4.如圖145所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為m和m的小球，懸掛在同一根水平細(xì)線上，當(dāng)m在垂直于水平細(xì)線的平面內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()圖145a兩擺的振動(dòng)周期是相同的b當(dāng)兩擺的擺長(zhǎng)相等時(shí)，m擺的振幅最大c懸掛m的豎直細(xì)線長(zhǎng)度變化時(shí)，m的振幅不變dm擺的振幅可能超過(guò)m擺的振幅e當(dāng)mm時(shí)兩個(gè)擺球一定發(fā)生共振現(xiàn)象【解析】m擺動(dòng)時(shí)，m擺做受迫振動(dòng)，穩(wěn)定后，m擺的振動(dòng)周期應(yīng)等于驅(qū)動(dòng)力的周期，即等于m擺的周期，故選項(xiàng)a正確；當(dāng)m擺長(zhǎng)與m擺長(zhǎng)相等時(shí)，兩者的固有周期相等，而m擺的固有周期就是使m做受迫振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力的周期，可見(jiàn)m擺處于共振狀態(tài)，選項(xiàng)b正確；m擺長(zhǎng)發(fā)生變化，就是使m做受迫振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力周期發(fā)生變化，由于m的固有周期不變，這樣兩個(gè)周期差別就發(fā)生了變化，因而m的振幅也發(fā)生了變化，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；單擺振動(dòng)的能量不僅與振幅有關(guān)，還跟振動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量有關(guān)，如果m的質(zhì)量比m大得多，從m向m傳遞的能量有可能使m的振幅大于m的振幅，選項(xiàng)d正確；兩擺發(fā)生共振的條件不是mm，而是擺長(zhǎng)相等，故e錯(cuò)誤【答案】abd5如圖146所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4 hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動(dòng)力，測(cè)得彈簧振子振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的頻率為1 hz，則把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為_(kāi)圖146【解析】彈簧振子的頻率和驅(qū)動(dòng)力的頻率應(yīng)相等，故把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為1 hz.【答案】1 hz6.如圖147所示，在曲軸a上懸掛一個(gè)彈簧振子，如果轉(zhuǎn)動(dòng)把手，曲軸可以帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng)圖147(1)開(kāi)始時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)把手，而用手往下拉振子，然后放手讓振子上下振動(dòng)，測(cè)得振子在10 s內(nèi)完成20次全振動(dòng)，振子做什么振動(dòng)？其固有周期和固有頻率各是多少？若考慮摩擦和空氣阻力，振子做什么振動(dòng)？(2)在振子正常振動(dòng)過(guò)程中，以轉(zhuǎn)速4 r/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，振子的振動(dòng)穩(wěn)定后，振子做什么運(yùn)動(dòng)？其周期是多少？(3)若要振子振動(dòng)的振幅最大，把手的轉(zhuǎn)速應(yīng)多大？【解析】(1)用手往下拉振子使振子獲得一定能量，放手后，振子因所受回復(fù)力與位移成正比，方向與位移方向相反(fkx)，所以做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其周期和頻率是由它本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的，稱為固有周期(t固)和固有頻率(f固)，根據(jù)題意t固 s0.5 s，f固 hz2 hz.由于摩擦和空氣阻力的存在，振子克服摩擦力和阻力做功消耗能量，使其振幅越來(lái)越小，故振動(dòng)為阻尼振動(dòng)(2)由于把手轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為4 r/s，它給彈簧振子的驅(qū)動(dòng)力的頻率為f驅(qū)4 hz，周期t驅(qū)0.25 s，故振子做受迫振動(dòng)振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，其頻率(或周期)等于驅(qū)動(dòng)力的頻率(或周期)，而跟固有頻率(或周期)無(wú)關(guān)，故ff驅(qū)4 hz，tt驅(qū)0.25 s.(3)要使彈簧振子的振幅最大，