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6.机械振动习题及答案

6.机械振动习题及答案
6.机械振动习题及答案

一、 选择题

1、一质点作简谐振动,其运动速度与时间的曲线如图所示,若质点的振动按余弦函数描述,则其初相为 [ D ] (A )

6π (B) 56π (C) 56π- (D) 6π- (E) 23

π-

2、已知一质点沿y 轴作简谐振动,如图所示。其振动方程为3cos()4

y A t π

ω=+,与之对应的振动曲线为 [ B ]

3、一质点作简谐振动,振幅为A ,周期为T ,则质点从平衡位置运动到离最大

振幅

2A

处需最短时间为 [ B ] (A );4T (B) ;6T (C) ;8

T (D) .12T

4、如图所示,在一竖直悬挂的弹簧下系一质量为m 的物体,再用此弹簧改系一质量为m 4的物体,最后将此弹簧截断为两个弹簧后并联悬挂质量为m 的物体,

此三个系统振动周期之比为 (A);2

1

:

2:1 (B) ;2:21:1 [ C ]

(C) ;21:2:1 (D) .4

1

:2:1

5、一质点在x 轴上作简谐振动,振幅cm A 4=,周期s T 2=,其平衡位置取坐标原点。若0=t 时刻质点第一次通过cm x 2-=处,且向x 轴负方向运动,则质点第二次通过cm x 2-=处的时刻为

(A);1s (B) ;32s (C) ;34

s (D) .2s [ B ]

6、一长度为l ,劲度系数为k 的均匀轻弹簧分割成长度分别为21,l l 的两部分,

且21nl l =,则相应的劲度系数1k ,2k 为 [ C ]

(A );)1(,121k n k k n n k +=+=

(B );11,121k n k k n n k +=+= (C) ;)1(,121k n k k n n k +=+= (D) .1

1

,121k n k k n n k +=+=

7、对一个作简谐振动的物体,下面哪种说法是正确的 [ C ] (A ) 物体处在运动正方向的端点时,速度和加速度都达到最大值; (B ) 物体位于平衡位置且向负方向运动时,速度和加速度都为零; (C ) 物体位于平衡位置且向正方向运动时,速度最大,加速度为零; (D ) 物体处于负方向的端点时,速度最大,加速度为零。 8、 一个质点作简谐振动,振幅为A ,在起始时刻质点的位移为

A 2

1

,且向x 轴的正方向运动,代表此简谐振动的旋转矢量图为 [ B ]

9、弹簧振子在光滑水平面上作简谐振动时,弹性力在半个周期内所作的功为

(A) kA 2. (B) 22

1

kA .

(C) (1/4)kA 2. (D) 0. [ D ]

10、图中所画的是两个简谐振动的振动曲线.若这两个简谐振动可叠加,则合成的余弦振动的初相为 [ C ]

(A) π23. (B) π.

(C) π21. (D) 0.

二、填空题

1、无阻尼自由谐振动的周期和频率由 系统本身的性质和阻尼的强弱 决定。对于给定的谐振动系统,其振幅、初相由 决定。

2、一个弹簧振子,第一次用力把弹簧压缩x 后开始振动,第二次把弹簧压缩2x 后开始振动,则两次振动的周期之比为 1:4 。

3、一弹簧振子作简谐振动,其运动方程用余弦函数表示。若t = 0时,振子在负的最大位移处,则初相为___0_________。

4、一竖直悬持的弹簧振子,自然平衡时伸长量是0x ,此振子自由振动的周期-

(B)

(C) -

A/ -A

为。

5、一弹簧振子系统具有J

0.1的振动能量,m

10

.0的振幅和s

m

0.1的最大速率,则弹簧的劲度系数为_______,振子的振动频率为___________。

6、弹簧振子在光滑水平面上作简谐振动时,弹性力在

半个周期内所做的功为____ __J.

7、两个同频率余弦交变电流)

(

1

t

i和)(

2

t

i的曲线如图所

示,则相差=

-

1

2

?

? .

8、一简谐振动用余弦函数表示,其振动曲线如图所示,则此简谐振动的三个特征量为

A =_____ _______; =_________ ______;

=____________.

9、一简谐振动的表达式为)

3

cos(φ

+

=t

A

x,已知t = 0时的初位移为0.04 m,初速度为0.09 m/s,则振幅A = ,初相=____ayctan

4

5

___________.

10、一物体作余弦振动,振幅为15×10-2 m,角频率为6 s-1,初相为,则振动方程

为x = ___0.15cos6

2

x t

π

π

??

=+

?

??

_______ ______________(SI).

11、一质点作简谐振动,速度最大值v m = 5 cm/s,振幅A = 2 cm.若令速度具有正最大值

的那一时刻为t= 0,则振动表达式为2cos 2.5

2

x t

π

??

=-

?

??

_________.

三、计算题

1、一质点作简谐振动)

3

2

8

cos(

1.0

π

π+

=t

x的规律振动。求振动的角频率、周期、

x (cm)

t (s)

10

5

-10

14710

13

O

振幅、初相、最大速度及最大加速度。

max 22

max 20.1cos 831

8,T ,A 0.1

4

A 0.8A 6.4x t w v w a w πππππ?

?=+

??

?

=======解:

2、作简谐运动的小球,速度最大值为3/m v cm s =,振幅2A cm =,若从速度为正的最大值的某一时刻开始计算时间。 (1) 求振动的周期 (2) 求加速度的最大值 (3) 写出振动方程。

()

1max 22max A . 1.5243

A 4.5/2cos 1.5v w w s T w a w cm s x t π-===

====解:

3、某简谐振动,振幅为A ,周期为T 。计时开始0=t 时,0,2

00>-=v A

x ,试求:

(1) 其振动方程的初相; (2) 由2

A

x -

=处运动到平衡位置O 处所需最短时间。

0cos 3

2323

A t T t T π

π

ππ=ΦΦ=-

+

==解:x

4、一简谐振动的振动曲线如图所示,求其振动方程。

=cm

=

3

2326.3

10cos 3

3T

T w x t πφπ

πππ

π

π-

===

??=+ ?

??解:A 10

5、一质量为g 10的物体作简谐运动,其振幅为cm 24,周期为s 4,当0=t 时,位移为cm 24+。求:

(1)s t 5.0=时,物体所在位置和物体所受的力; (2)由起始位置运动到cm x 12=处所需最少时间。

2221/2

124cos +2.24,0124cos 20.5,/2

12,3

s T x t t x x t t s x a xw s F ma x cm t s

πππφφπ=??

= ?

??

===??

= ?

??====

====解:A=24cm.T=4s.w=

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