物理人教版选修3-4预习导航 第十一章 5外力作用下的振动 含解析

解析： 因单摆做阻尼振动，根据阻尼振动的定义可知，其 振幅越来越小．而单摆振动过程中的周期是其固有周期，是由本 身条件决定的，是不变的，故 A 项错误，B 项正确．又因单摆做 阻尼振动过程中振幅逐渐减小，振动的能量也在减少，即机械能 在减少，所以 C 项错，D 项对．
答案： BD
对受迫振动及共振的理解 1．受迫振动 (1)振动频率：做受迫振动的物体，其振动频率由驱动力的频 率决定，即它总等于驱动力的频率，驱动力的频率改变，物体做 受迫振动的频率就改变，与系统的固有频率无关． (2)振幅：做受迫振动物体的固有频率对其所做的受迫振动也 有影响．驱动力的频率越接近物体的固有频率，其振幅越大；驱 动力的频率越远离物体的固有频率，其振幅越小．
答案： B
2．关于共振的防止和利用，应做到( ) A．利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的 固有频率 B．利用共振时，应使驱动力的频率大于或小于振动物体的 固有频率 C．防止共振危害时，应尽量使驱动力频率接近或等于振动 物体的固有频率 D．防止共振危害时，应使驱动力频率远离振动物体的固有 频率
单摆的共振曲线，选项 A 正确．
若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则 g 相同，两次 摆长之比 l1∶l2＝f121∶f122＝25∶4，所以选项 B 正确．
图线Ⅱ若是在地球上完成的，将 g＝9.8 m/s2 和 f2＝0.5 Hz 代入频率的计算公式可解得 l2＝1 m，所以选项 C 正确，D 错误．
5.如图所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇
把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动，开始时不转
动摇把，而让振子自由上下振动，测得其频率为 2
Hz，然后匀速转动摇把，转速为 240 r/min，当振
子振动稳定时，它们振动的周期为( )

5.外力作用下的振动基础巩固1下列各种振动不是受迫振动的是( )A.敲击后的锣面的振动B.缝纫机针的振动C.人挑担子时,担子上下振动D.蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动解析：A选项中锣面的振动是阻尼振动,而B、C、D选项中物体的振动是在驱动力作用下的振动,是受迫振动,A选项符合要求。

答案：A2由于存在摩擦和空气阻力,任何物体的机械振动严格地讲都不是简谐运动,这时振动的振幅、周期和机械能的变化情况是( )A.振幅减小,周期减小,机械能减小B.振幅减小,周期不变,机械能减小C.振幅不变,周期减小,机械能减小D.振幅不变,周期不变,机械能减小解析：物体做阻尼振动时,机械能减小,振幅减小,但周期不变(但大于固有周期),故选项B正确。

答案：B3在实验室做“声波碎杯”的实验,用手指轻弹一只酒杯,听到清脆声音,测得这个声波的频率为500 Hz。

将这只酒杯放在大功率的声波发生器之前,操作人员通过调整其发出的声波,结果使酒杯碎掉了。

你认为操作人员进行的操作可能是( )A.一定是把声波发生器的功率调到很大B.可能是声波发生器发出了频率很高的超声波C.一定是同时增大声波发生器发出声波的频率和功率D.可能只是将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz答案：D4如图所示的装置中,已知弹簧振子的固有频率f固=2 Hz,电动机皮带轮的直径d1是曲轴皮带轮直径d2。

为使弹簧振子的振幅最大,则电动机的转速应为( )的12A.60 r/minB.120 r/minC.30 r/minD.240 r/min解析：若使振子振幅最大,则曲轴转动频率为f=2 Hz,即转速为2 r/s 。

由ω1r 1=ω2r 2, 4 r/s,即240 r/min 。

于d 1d 2=r 1r 2=12,故ω1ω2=21,所以电动机转速为答案：D5如图所示,在一根张紧的水平绳上挂几个摆,其中A 、E 摆长相等。

先让A 摆振动起来,其他各摆随后也跟着振动起来,则( )A.其他各摆摆动周期跟A 摆相同B.其他各摆振动振幅大小相同C.其他各摆振动振幅不等,E 摆振幅最小D.其他各摆振动周期不同,D 摆周期最大解析：在受迫振动中,受迫振动的物体振动周期由驱动力的周期决定,当驱动力的周期等于固有周期时振幅最大。

第十一章第五节1．(多选)(河南郑州一中网校2016年高二下学期期中联考)一洗衣机，当脱水桶转的很快时，机身振动并不强烈，而切断电源，转动逐渐减慢直到停下来的过程中，在某一时刻t 时，机身反而会发生强烈振动，此后脱水桶转速继续减慢，机身的振动也随之减弱，对于这一现象，下列说法正确的是(BD)A．正常工作时，洗衣机驱动力的频率比洗衣机固有频率小B．正常工作时，洗衣机驱动力的频率比洗衣机固有频率大C．正常工作时，洗衣机驱动力的频率等于洗衣机固有频率D．当洗衣机振动最剧烈时，驱动力的频率等于洗衣机固有频率解析：正常工作时，洗衣机驱动力的频率比洗衣机的固有频率大，洗衣机脱水桶转动的越来越慢时，做受迫振动的频率在减小，当减小到跟洗衣机的固有频率相等时，发生共振，振动最强烈，然后受迫振动的频率继续减小，远离固有频率，振动又减弱，故AC错误，BD正确。

2．(多选)(陕西西安一中2017年高二下学期检测)在张紧的水平柔绳上挂7个单摆，其中D摆的质量远大于其它摆的质量，先让D摆振动起来，其余各摆也会随之振动，已知A、D、G三摆的摆长相同，则下列判断正确的是(BC)A．7个单摆的固有频率都相同B．稳定后7个单摆的振动频率都相同C．除D摆外，A、G摆的振幅最大D．除D摆外，C摆的振幅最大解析：各个单摆的固有频率f固＝12πgL，故A错误；稳定后各单摆的频率都等于D摆的频率，故B正确；根据共振条件可知选项C正确，D错误。

3．(河北省鸡泽县一中2017年高二下学期期末)一个摆长约1m的单摆，在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是(C)解析：据单摆的周期公式：T ＝2πL g求出此摆的周期T ≈2s ，当驱动力的周期接近该单摆的固有周期时，振幅最大，C 图的周期为2s ，故选C 。

共振的应用和防护： 4
• 共振曲线：
• 共振曲线：
当驱动力频率等于 系统的固有频率时，振 动的振幅最大；驱动力 频率越接近系统的固有 频率，振动的振幅越大。
• 现象解释：
观察刚才的现象，你能解释一下现象吗？
解释：
不同摆长的单摆，它们的固有周期各不相同，所以的它 们的频率也不相同，刚开始摆动时，所有的单摆都按照自己 的固有频率进行振动，随着摆动，相互影响，最后慢慢趋于 同一个频率，达到共振。
思考：
• 弹簧振子运动的位移时间表达式是什么函数？图象 是什么曲线？ • 单摆的固有周期或频率或如何计算？
阻尼振动
• 实验：阻尼振动的振幅逐渐减小。
用一个劲度系数很大的弹簧， 也是我们常常说的“很硬”的弹 簧，在它的下段挂着一个重锤， 将重锤从平衡位置向下移动一段 距离，让重锤振动起来，经过一 段时间的振动，重锤的振幅变的 越来越小，直到静止。
受迫振动 实验：受迫振动
实验描述：用手摇动轮盘的手柄，弹簧振子随着轮子的转动连续
振动起来，手柄转动一圈，轮子就转动一圈，带动着弹簧振子上下 振动，同学们，你们看到了什么现象？
• 观察刚才的实验你能得出哪些实验现象呢？
现象：
1.受迫振动的频率（或周期）等于驱动力的频率（或周期）。 2.随着驱动力频率的增大，受迫振动的振幅先增大后减小。
第5节 外力作用下的振动
人教版选修3-4 物理
复习：
问题与练习：
问题与练习
问题与练习：
概念：
• 固有频率： 振动系统不受外力作用时，其振动频率称为固有频率。
• 阻尼振动： 振动系统克服阻尼，消耗机械能，振幅逐渐减小的振动，
称为阻尼振动。 • 受迫振动：
振动系统在周期性外力作用下的运动，称为受迫振动。周 期性外力称为驱动力。