《传感器与检测技术项目教程》
统一书号：ISBN 978-7-111-48817-0
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2015年2月第1版
（主编：梁森、黄杭美、王明霄、王侃夫）
模块七振动检测
思考题与练习题解题分析参考
（填空中的红色文字并不等于就是答案，
只是给出了怎样选择A、B、C、D中正确的一个答案的分析方法）7-1 单项选择题
1）___最简单___的振动量为时间的正弦或余弦函数，是最基本的机械振动形式。
A．随机振动B．瞬态振动C．简谐振动D．衰减振动
2）振动角频率ω=1rad/s，f约为___一个rad等于2π___Hz。
A．1 B．πC．2πD．1/2π
3）测得某简谐振动的峰峰值x pp=2V，则单峰值x p=___一半___V，有效值x=___1/(根号2)___V，平均值x=___(2/π)x p___V。
A．1 B．0.5 C．0.707 D．0.637
4）某简谐振动的位移x=x m cos(ωt+φ)=1cos(2πft+0)，测得x m=1m，f=50Hz，振动速度v=v m cos(ωt+φ+π/2)=-ωx m sin(ωt+φ)。则振动速度的单峰值|v m|=___2πf___m/s。
A．1 B．π C．314 D．628
5）某简谐振动的频率f=50Hz，振幅的单峰值x m=1mm。根据式（7-4），加速度幅值a m≈
___a m=ω2(x p/9.81)=4π2f2x m/9.81≈4f2x m=___（单位为g）。
A．1 B．104C．πf2D．1/(4f2x m)
6）简谐振动的振动烈度v F=1mm/s，振动频率f=50Hz，则振幅峰峰值x pp=___可参考公式（7-5）___μm。
A．1 B．50 C．0.45 D．9
A．1 B．50 C．0.45 D．9
7）将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的___力转换为电___；蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声的压电晶片发声原理是利用压电材料的___反过来___。
A．应变效应B．电涡流效应C．压电效应D．逆压电效应
8）在实验室作检验标准用的压电仪表应采用___准确度高的，稳定的___压电材料；能制成薄膜，粘贴在一个微小探头上，用于测量人的脉搏的压电材料应采用___体积小的，灵敏度高的___；用在压电加速度传感器中测量振动的压电材料应采用___灵敏度高的，强度高的___。
A．PTC B．PZT C．PVDF D．SiO2
9）使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量___动态力___。
A．人的体重B．车刀的压紧力
C．车刀在切削时感受到的切削力的变化量D．自来水管中的水的压力
10）动态力传感器中，两片压电晶片多采用___增大面积的___接法，可增大输出电荷量；在电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电晶片采用___增大电压的___接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。
A．串联B．并联C．既串联又并联D．既不串联又不并联
11）电传感器的输出接到电荷放大器。若电荷放大器的反馈电容C f=100pF，输出电压U o=1V，则压电传感器的输出电荷约为___U o≈Q/C a=___pC。
A．100 B．10 000 C．1 D．0.01
12）电荷放大器的R f与C f的乘积越大，下限频率f L就__f L=1/(2πR f C f)____。
A．越低B．越高C．不变D．无法预测
13）测量人的脉搏应采用灵敏度K约为____信号很小，希望灵敏度高一点__的PVDF压电传感器；在家用电器（已包装）做跌落试验，以检查是否符合国家标准时，应选用灵敏度K为___信号很大，希望灵敏度低一点___的压电传感器。
A．100V/g B．0.1V/g C．10mV/g D．都可以
14）涡流式探头的激励频率越低，涡流渗透的深度就越___深度与频率的方根成反比___，灵敏度就越__直流电根本无法用于测量____。
A．深B．浅C．高D．低
15）涡流式探头的直径越大，测量范围就越___如果要测量地下有没有金属物，要用几百毫米直径的线圈___，但分辨力就越___只能分辨比较大的变化___，灵敏度也降___很不好了___。
A．大B．小C．好D．差
16）用涡流探头测量圆盘状物体的轴向振动时，物体的直径应大于线圈直径的___大一点___倍以上，才不会使测量灵敏度降低。
A．0.1 B．0.5 C．2 D．20
17）动铁式磁电传感器适宜于测量___频率高了就不响应了___。
A．低频振动加速度B．低频振动速度C．高频振动幅度D．低频振动幅度
18）___敲一敲___激振器便于携带，但无法实现正弦连续激振。
A．脉冲力锤式B．机械偏心轮式C．电液式D．电动式等几种类型
19）“背靠背”法标定测振传感器时，标准测振传感器与被标定测振传感器___如果是并联，测得的参数不一定相等___连接。
A．串联B．并联C．串、并联D．都可以
20）时域图经过快速傅里叶变换（FFT），能在计算机显示器上显示出频域图。它的横坐标为
___不是时间___，纵坐标可以是加速度，也可以是振幅或功率等。
A．时间B．频率C．速度D．振幅
21）“三明治式”加速度传感器的原理是___不是压电___效应。
A．压电B．压阻C．电感D．电容
7-2分析、计算题
1．上网查阅压电陶瓷的资料，写出其中两种产品的特性参数和特点。
2．上网查阅压电加速度计的资料，写出生产公司名称、产品型号，以及其中1个系列2个产品的技术指标。
3．上网查阅激振器的资料，写出生产公司名称、产品型号，以及其中1个系列2个产品的技术指标。
4．上网查阅MEMS的资料，写出MEMS的特点。
5．用压电式加速度计及电荷放大器测量振动加速度，若传感器的灵敏度K g为70pC/g（g为重力加速度），电荷放大器灵敏度K U为10mV/pC，试确定当输入加速度a为3g（有效值）时，电荷放大器的输出电压U o，并计算此时该电荷放大器的反馈电容C f。
解电荷放大器的输入电荷Q=K g a=……
电荷放大器的输出电压U o=K U Q=……
反馈电容C f=Q/U o=……
6．振动式粘度计原理示意图如图7-43所示。导磁的悬臂梁6与铁心3组成激振器。压电晶片4粘贴于悬臂梁上，振动板7固定在悬臂梁的下端，并插入到被测粘度的粘性液体中。请分析该粘度计的工作原理并填空。
图7-43振动式粘度计原理示意图
1－交流励磁电源2－励磁线圈3－电磁铁心4－压电晶片5－质量块
6－悬臂梁7－振动板8－粘性液体9－容器
1）当励磁线圈接到10Hz左右的交流激励源u i上时，电磁铁心产生___？？___Hz（两倍的激励频率）的交变___能产生电磁吸力的什么场___，并对___图中的铁磁材料哈___产生交变吸力。由于它的上端被固定，所以它将带动振动板7在___不是空气___里来回振动。
2）液体的粘性越高，对振动板的阻力就越___黏住了___，振动板的振幅x就越___相反哈___，它的加速度a=x mω2sinωt就越___相反哈___，因此质量块5对压电晶片4所施加的惯性力F=ma就越___小___，压电晶片的输出电荷量Q或电压u o也越___与振动成正比哈___。压电晶片的输出反映了液体的粘度。
3）该粘度计的缺点是与温度t有关。温度升高，大多数液体的粘度变___化开来了哈___，所以将带来测量误差。
7．测量叶片的共振频率的方法见图7-21c，涡流式测振仪的电压/位移峰峰值（U o/x pp）的特性曲线如图7-44b所示，涡流测振仪测得未滤除直流分量前振动的位移波形如图7-44a所示，求：1）涡流式测振仪测得的电压峰峰值叶片振动的电压峰峰值u pp为多少伏？
2）叶片振动的峰峰值x pp为多少毫米？
3）叶片振动的周期T为多少毫秒？频率f为多少Hz？
4）如果忽略振动的高次谐波，请根据式7-2写出振动速度的函数式（带入具体数字，不计直流分量）。
图7-44 叶片振动测量
a）涡流测振仪显示的波形b）U o/x m特性曲线
解1）涡流式测振仪测得的电压峰峰值叶片振动的电压峰峰值u pp=（屏幕上的2格哈）V。
2）叶片振动的峰峰值x pp=查图b可得：？？mm。
3）叶片振动的周期T =？？格×2.5ms/div=？？？ms，频率f=1/T=？？？Hz
4）如果忽略振动的高次谐波，根据式7-2，振动速度
v=d x m/d t=-ωx m sin(ωt+φ)=-？？？？cos(6.28×？？？t+φ+π/2)。
8．200MW汽轮发电机组结构如图7-45所示。转子轴系由高压转子、中压转子、低压转子和发电机转子组成。全长30余米，共有高压转子、中压转子、低压转子、发电机转子，7个轴承，数百个叶片。请上网查阅有关汽轮发电机组的振动测量资料，在图7-45中标出需要安装测振传感器的位置，说明测量的具体目的以及这些测振传感器分别属于位移、速度、加速度中的哪几种类型？
图7-45200MW汽轮发电机组
a）结构示意图b）轴系结构
1－高压转子轴承（1号）2－高压转子（含叶片）3－高、中压转子轴承（2号）4－中压转子（含叶片）5－中压转子轴承（3号）6－低压转子轴承（4号）7－低压转子（含叶片）8－低压转子轴承（5号）9－发电机转子轴承（6号）10－发电机11－发电机转子轴承（7号）
9．PVDF高分子压电电缆测速原理图如图7-46所示。两根压电电缆相距L=2m，平行埋设于柏油公路的路面下约50mm，可以用来测量车速及汽车的超重，并根据存储在计算机内部的档案数据，判定汽车的车型。
图7-46 PVDF压电电缆测速原理图
a）PVDF压电电缆埋设示意图b）A、B压电电缆的输出信号波形
1－柏油公路2－PVDF压电电缆3－车轮
现有一辆超重车辆以较快的车速压过测速传感器，两根PVDF压电电缆的输出信号如图7-46b所示，请分析填空。
1）仪器屏幕上的坐标每格为____图b__ms，汽车的前轮通过A、B两根压电电缆的时间差t1≈___图b___格，相当于___2.4×25___ms，等于___再除以1000___s。
2）设L AB=2m，车速v=L AB/t=___？m/？？？s=？？___m/s=____再除以1000，再乘以3600__km/h。
3）前后轮依次通过A压电电缆的的时间差t2≈__图b____格×___25___ms/div=___？？？___ms=___？？？___s。
4）根据前后轮依次通过A压电电缆的的___不是频率哈___差t2和车速v，可以估算出汽车前后轮间的轴距d=___？？？___（m/s）×___？？___（s）=___？？___m。
3）载重量m越重，压电电缆输出信号的幅度就越___冲击力大了___；车速v越快，压电电缆输出信号的幅度也越___电压就高了___，时间间隔t1就越___只需要很短的时间就冲过去了___。
第七章 习题与思考题 ◆◆ 习题 7-1 在图P7-1所示的放大电路中，已知R 1=R 2=R 5=R 7=R 8=10k Ω，R 6=R 9=R 10=20k Ω： ① 试问R 3和R 4分别应选用多大的电阻； ② 列出u o1、u o2和u o 的表达式； ③ 设u I1=3V ，u I2=1V ，则输出电压u o ＝？ 解： ① Ω=Ω==k k R R R 5)10//10(//213，Ω≈Ω==k k R R R 67.6)20//10(//654 ② 1111211010I I I o u u u R R u -=-=- =，2226525.1)2010 1()1(I I I o u u u R R u =+=+=， 2121217932)5.1(10 20 )(I I I I o o o u u u u u u R R u +=---=-- = ③ V V u u u I I o 9)1332(3221=?+?=+= 本题的意图是掌握反相输入、同相输入、差分输入比例运算电路的工作原理，估算三种比例电路的输入输 出关系。 ◆◆ 习题 7-2 在图P7-2所示电路中，写出其 输出电压u O 的表达式。 解： I I I I o u R R u R R u R R u R R u ])1[()()1(4 5124 512 ++=--+ = 本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例 电路的输入、输出关系。
◆◆ 习题 7-3 试证明图P7-3中，)(1122 1 I I o u u R R u -= ）＋（ 解： 11 2 1)1(I o u R R u + = ))(1()1()1()1()1()1(122 122112122111221221121I I I I I I I o o u u R R u R R u R R u R R u R R R R u R R u R R u -+=+++ -=+++-=++- = 本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例电路的输入、输出关系。 ◆◆ 习题 7-4 在图P7-4所示电路中，列出u O 的表达式。 解： 反馈组态应为深度电压串联负反馈，因此有uu uf F A &&1= I o R R I o uf uu u R R u u R R u R R R R R A R R R F )1()1(11 7373737373313+=???→?+=?+=+=?+==若&&
《机械振动噪声学》习题集 1－1 阐明下列概念，必要时可用插图。 (a) 振动； (b) 周期振动和周期； (c) 简谐振动。振幅、频率和相位角。 1－2 一简谐运动，振幅为 0.20 cm，周期为 0.15 s，求最大的速度和加速度。 1－3 一加速度计指示结构谐振在 82 Hz 时具有最大加速度 50 g，求其振动的振幅。 1－4 一简谐振动频率为 10 Hz，最大速度为 4.57 m/s，求其振幅、周期和最大加速度。1－5 证明两个同频率但不同相位角的简谐运动的合成仍是同频率的简谐运动。即： A cos n t + B cos (n t + ) = C cos (n t + ' )，并讨论＝0、/2 和三种特例。 1－6 一台面以一定频率作垂直正弦运动，如要求台面上的物体保持与台面接触，则台面的最大振幅可有多大？ 1－7 计算两简谐运动x1 = X1 cos t和x2 = X2 cos ( + ) t之和。其中<< 。如发生拍的现象，求其振幅和拍频。 1－8 将下列复数写成指数A e i 形式： (a) 1 + i3 (b) 2 (c) 3 / (3 - i ) (d) 5 i (e) 3 / (3 - i ) 2 (f) (3 + i ) (3 + 4 i ) (g) (3 - i ) (3 - 4 i ) (h) ( 2 i ) 2 + 3 i + 8 2－1 钢结构桌子的周期＝0.4 s，今在桌子上放W = 30 N 的重物，如图2－1所示。 已知周期的变化＝0.1 s。求：( a ) 放重物后桌子的周期；( b )桌子的质量和刚度。 2－2 如图2－2所示，长度为 L、质量为 m 的均质刚性杆由两根刚度为k 的弹簧系住，求杆绕O点微幅振动的微分方程。 2－3 如图2－3所示，质量为m、半径为r的圆柱体，可沿水平面作纯滚动，它的圆心O 用刚度为k的弹簧相连，求系统的振动微分方程。 图2－1 图2－2 图2－3 2－4 如图2－4所示，质量为m、半径为R的圆柱体，可沿水平面作纯滚动，与圆心O距离为a 处用两根刚度为k的弹簧相连，求系统作微振动的微分方程。 2－5 求图2－5所示弹簧－质量－滑轮系统的振动微分方程。
机械制造技术》思考题与练习题 第一章思考题与练习题外圆车削加工时，工件上出现了哪些表面？试绘图说明，并对这些表面下定义。 何谓切削用量三要素？怎样定义？如何计算？刀具切削部分有哪些结构要素？试给这引起要素下定义。 为什么要建立刀具角度参考系？有哪两类刀具角度参考系？它们有什么差别？刀具标注角度参考系 有哪几种？它们是由哪些参考平面构成？试给这些参考平面下定义。 绘图表示切断车刀和端车面刀的Kr, Kr' , 丫o,a 0,入s, a o’和h D,b D和A。 确定一把单刃刀具切削部分的几何形状最少需要哪几个基本角度？切断车削时，进给运动怎样影响工作角度？纵车时进给运动怎样影响工作角度？为什么要对主剖面，切深，进给剖面之间的角度进行换算，有何实用意义？ 试判定车刀前角丫0,后角a 0和刃倾角入s正负号的规则。刀具切削部分材料应具备哪些性能？为什么？普通高速钢有哪些牌号，它们主要的物理，机械性能如何，适合于作什么刀具？ 常用的硬质合金有哪些牌号，它们的用途如何，如何选用？刀具材料与被加工材料应如何匹配？怎 样根据工件材料的性质和切削条件正确选择刀具材料？涂层刀具，陶瓷刀具，人造金刚石和立方氮 化硼各有什么特点？适用场合如何？ 第二章思考题与练习题阐明金属切削形成过程的实质？哪些指标用来衡量切削层金属的变形程度？它们之间的相互关系如何？ 它们是否真实的反映了切削形成过程的物理本质？为什么？ 切屑有哪些类型？各种类型有什么特征？各种类型切屑在什么情况下形成？试论述影响切削变形的各种因素。第一变形区和第二变形区的变形特点是什么？试描述积屑瘤现象及成因。积屑瘤对切削过程有哪些影响？为什么说背吃刀量对切削力的影响比进给量对切削力的影响大？切削合力为什么要分解成三个分力? 试分析各分力的作用。分别说明切削速度，进给量及背吃刀量的改变对切削温度的影响？刀具磨损的原因有多少种？刀具的磨损过程分多少阶段？何谓刀具磨钝标准？试述制订刀具磨钝标准的原则。 刀具磨钝标准与刀具耐用度之间有何关系？确定刀具耐用度有哪几种方法？说明高速钢刀具在低速，中速产生磨损的原因，硬质合金刀具在中速, 高速时产生磨损的原因？什么叫工件材料的切削加工性？评定材料切削加工性有些指标？如何改善材料的切削加工性？切削液有什么作用? 有哪些种类？如何选用？试述切削液的作用机理。 什么叫刀具的合理几何参数？它包含哪些基本内容？ 前角有什么功用？如何进行合理选择？后角有什么功用？如何进行合理选择？主偏角与副偏角有什么功用？如何进行合理选择？ 刃倾角有什么功用？如何进行合理选择？
2008年振动力学期末考试试题 第一题（20分） 1、在图示振动系统中，已知：重物C 的质量m 1，匀质杆AB 的质量m 2，长为L ，匀质轮O 的质量m 3，弹簧的刚度系数k 。当AB 杆处于水平时为系统的静平衡位置。试采用能量法求系统微振时的固有频率。 解： 系统可以简化成单自由度振动系统，以重物C 的位移y 作为系统的广义坐标，在静平衡位置时 y ＝0，此时系统的势能为零。 AB 转角：L y /=? 系统动能： m 1动能：2 1121y m T = m 2动能：2222222 22 222)3 1(21))(31(21)31(2121y m L y L m L m J T ====? ω m 3动能：2322 323 33)2 1(21))(21(212 1y m R y R m J T === ω 系统势能： 2 21)21(21)21( y k y g m gy m V + +-= 在理想约束的情况下，系统的主动力为有势力，则系统的机械能守恒，因而有： E y k gy m gy m y m m m V T =+ +-++= +2 212 321) 2 1(2 12 1)2 13 1(2 1 上式求导，得系统的微分方程为： E y m m m k y '=+ + +) 2 131(4321 固有频率和周期为： ) 2 131(43210m m m k + + = ω 2、质量为m 1的匀质圆盘置于粗糙水平面上，轮缘上绕有不可伸长的细绳并通过定滑轮A 连在质量为m 2的物块B 上；轮心C 与刚度系数为k 的水平弹簧相连；不计滑轮A ，绳及弹簧的质量，系统自弹簧原长位置静止释放。试采用能量法求系统的固有频率。 解：系统可以简化成单自由度振动系统，以重物B 的位移x 作为系统的广义坐标，在静平衡位置时 x ＝0，此时系统的势能为零。 物体B 动能：2 212 1x m T = 轮子与地面接触点为速度瞬心，则轮心速度为x v c 2 1= ，角速度为x R 21=ω，转过的角度为x R 21= θ。轮子动能： )83(21)41)(21(21)4 1( 2 12 1212 122 21212 2 12x m x R R m x m J v m T c =+= + = ω 系统势能： x
机械振动和机械波练习题 一、选择题 1．关于简谐运动的下列说法中，正确的是[ ] A．位移减小时，加速度减小，速度增大 B．位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同 C．物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反；背向平衡位置时，速度方向跟位移方向相同 D．水平弹簧振子朝左运动时，加速度方向跟速度方向相同，朝右运动时，加速度方向跟速度方向相反 2．弹簧振子做简谐运动时，从振子经过某一位置A开始计时，则[ ] A．当振子再次与零时刻的速度相同时，经过的时间一定是半周期 B．当振子再次经过A时，经过的时间一定是半周期 C．当振子的加速度再次与零时刻的加速度相同时，一定又到达位置A D．一定还有另一个位置跟位置A有相同的位移 3．如图1所示，两木块A和B叠放在光滑水平面上，质量分别为m和M，A与B之间的最大静摩擦力为f，B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子。为使A和B在振动过程中不发生相对滑动，则[ ] 4．若单摆的摆长不变，摆球的质量增为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减少为原来的二分之一，则单摆的振动跟原来相比 [ ] A．频率不变，机械能不变B．频率不变，机械能改变 C．频率改变，机械能改变D．频率改变，机械能不变 5．一质点做简谐运动的振动图象如图2所示，质点在哪两段时间内的速度与加速度方向相同[ ] A．0～0.3s和0.3～0.6s B．0.6～0.9s和0.9～1.2s C．0～0.3s和0.9～1.2s D．0.3～0.6s和0.9～1.2s
6．如图3所示，为一弹簧振子在水平面做简谐运动的位移一时间图象。则此振动系统[ ] A．在t1和t3时刻具有相同的动能和动量 B．在t3和t4时刻振子具有相同的势能和动量 C．在t1和t4时刻振子具有相同的加速度 D．在t2和t5时刻振子所受回复力大小之比为2∶1 7．摆A振动60次的同时，单摆B振动30次，它们周期分别为T1和T2，频率分别为f1和f2，则T1∶T2和f1∶f2分别等于[ ] A．2∶1，2∶1B．2∶1，1∶2 C．1∶2，2∶1 D．1∶1，1∶2 8．一个直径为d的空心金属球壳内充满水后，用一根长为L的轻质细线悬挂起来形成一个单摆，如图4所示。若在摆动过程中，球壳内的水从底端的小孔缓慢泄漏，则此摆的周期[ ] B．肯定改变，因为单摆的摆长发生了变化 C．T1先逐渐增大，后又减小，最后又变为T1 D．T1先逐渐减小，后又增大，最后又变为T1 9．如图5所示，AB为半径R=2m的一段光滑圆糟，A、B两点在同一水平高度上，且AB弧长20cm。将一小球由A点释放，则它运动到B点所用时间为[ ]
第七章固体的结构与性质 思考题 1.常用的硫粉是硫的微晶，熔点为11 2.8℃，溶于CS2，CCl4等溶剂中，试判断它属于哪一类晶体?分子晶体 2.已知下列两类晶体的熔点： (1) 物质NaF NaCl NaBr NaI 熔点/℃993 801 747 661 (2) 物质SiF4SiCl4SiBr4 SiI4 熔点/℃-90.2 -70 5.4 120.5 为什么钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高? 而且熔点递变趋势相反? 因为钠的卤化物为离子晶体，硅的卤化物为分子晶体，所以钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高，离子晶体的熔点主要取决于晶格能，NaF、NaCl、NaBr、NaI随着阴离子半径的逐渐增大，晶格能减小，所以熔点降低。分子晶体的熔点主要取决于分子间力，随着SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4相对分子质量的增大，分子间力逐渐增大，所以熔点逐渐升高。
3.当气态离子Ca2+，Sr2+，F-分别形成CaF2，SrF2晶体时，何者放出的能量多?为什么?形成CaF2晶体时放出的能量多。因为离子半径r(Ca2+)
车辆悬架系统振动研究概述 关键词：振动悬架 摘要： 本文简单介绍了车辆振动的相关知识，对其做了简明的分析，由于篇幅有限故只重点介绍了与车辆悬架相关的知识。根据不同结构悬架的特点，分别介绍与其相关的振动研究内容和成果。 引言 悬架系统是提高车辆平顺性(乘座舒适性)和安全性(操纵稳定性)、减少动载荷引起零部件损坏的关键,。自70年代以来,工业发达国家开始研究基于振动主动控制的主动/半主动悬架系统。引入主动控制技术后的悬架是一类复杂的非线性机、电、液动力系统,其研究进展和开发应用与机械动力学、流体传动与控制、测控技术、计算机技术、电子技术、材料科学等多个学科的发展紧密相关。为此，关于车辆悬架系统振动的研究比较困难，但是其又具有十分重要的实际意义。一、车辆悬架系统简介 悬架系统的作用主要是连接车桥和车架,传递二者之间的作用力和力矩以及抑制并减少由于路面不平而引起的振动,保持车身和车轮之间正确的运动关系,保证汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。 悬架系统一般由弹性元件、减振器和导向装置等组成。其中,弹性元件的作用是承受和传递垂直载荷,缓冲并抑制不平路面所引起的冲击。按弹性元件分类包括钢板弹簧悬架、螺旋弹簧悬架、扭杆弹簧悬架以及气体弹簧悬架。钢板弹簧是1根由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组合而成的近似等强度的弹性梁,多数情况下由多片弹簧组成。多片式钢板弹簧可以同时起到缓冲、减振、导向和传力的作用,可以不装减振器而用于货车后悬架。螺旋弹簧用弹簧钢棒料卷制而成,常用于各种独立悬架。其特点是没有减振和导向功能,只能承受垂直载荷。扭杆弹簧本身是1根由弹簧钢制成的杆,一端固定在车架上,另一端固定在悬架的摆臂上。气体弹簧是在1个密封的容器中冲入压缩气体,利用气体可压缩性实现弹簧的作用。气体弹簧具有理想的变刚度特性。气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧2种。
第七章 复习思考题 参考答案 1、为什么垄断厂商的需求曲线是向右下方倾斜的？并解释相应的TR 曲线、AR 曲线和MR 曲线的特征以及相互关系。 解答：垄断厂商所面临的需求曲线是向右下方倾斜的，其理由主要有两点： 第一，垄断厂商所面临的需求曲线就是市场的需求曲线，而市场需求曲线一般是向右下方倾斜的，所以垄断厂商的需求量与价格成反方向的变化。 第二，假定厂商的销售量等于市场的需求量，那么，垄断厂商所面临的向右下方倾斜的需求曲线表示垄断厂商可以通过调整销售量来控制市场的价格，即垄断厂商可以通过减少商品的销售量来提高市场价格，也可以通过增加商品的销售量来降低市场价格。 关于垄断厂商的TR 曲线、AR 曲线和MR 曲线的特征以及相互关系，以图7-1加以说明： 第一，平均收益AR 曲线与垄断厂商的向右下方倾斜的d 需求曲线重叠。因为，在任何的销售量上，都是P=AR 。 第二，边际收益MR 曲线是向右下方倾斜的，且位置低于AR 曲线。其原因在于AR 曲线是一条下降的曲线。此外，在线性需求曲线的条件下，AR 曲线和MR 曲线的纵截距相同，而且MR 曲线的斜率的绝对值是AR 曲线的斜率的绝对值的两倍。 第三，由于MR 值是TR 曲线的斜率，即dQ dTR MR ，所以，当MR>0时，TR 曲线是上升的；当MR ＜0时，TR 曲线是下降的；当MR=0时，TR 曲线达极大值。 图 7-1 垄断竞争厂商的AR 与TR 之间的关系
2、根据图7-22中线性需求曲线d 和相应的边际收益曲线MR ，试求：（1）A 点所对应的MR 值；（2）B 点所对应的MR 值。 解答：（1）根据需求的价格点弹性的几何意义，可得A 点的需求的价格弹性为： 25 )515(=-=d e ， 或者，2)23(2=-=d e ，根据)11(d e P MR -=，则A 点的MR 值为：MR=2×（2×1/2）=1。 （2）方法同（1）。B 点所对应的MR ＝－1。 3、图7-23是某垄断厂商的长期成本曲线、需求曲线和收益曲线。试在图中标出： (1)长期均衡点及相应的均衡价格和均衡产量；（2）长期均衡时代表最优生产规模的SAC 曲线和SMC 曲线；（3）长期均衡时的利润量。 解答：本题的作图结果如图7-23所示： （1）长期均衡点为E 点，因为，在E 点有MR=LMC 。由E 点出发，均衡价格为P 0，均衡数量为Q 0 。(2)长期均衡时代表最优生产规模的SAC 曲线和SMC 曲线如图所示。在Q 0 的产量上，SAC 曲线和SMC 曲线相切；SMC 曲线和LMC 曲线相交，且同时与MR 曲线相交。(3)长期均衡时的利润量有图中阴影部分的面积表示，即л=(AR(Q 0)-SAC(Q 0)Q 0 图 7-23 4、已知某垄断厂商的短期成本函数为STC ＝0.1Q 3-6Q 2+14Q+3000，反需求函数为P=150-3.25Q 。求：该垄断厂商的短期均衡产量与均衡价格。 解答：由垄断厂商 的短期成本函数STC ＝0.1Q 3-6Q 2+140Q+3000 得边际成本140123.02+-=Q Q MC ， 厂商的总收益23.25Q -150Q 3.25Q)Q -(150Q P TR ==?=， 其边际收益Q MR 5.6150-=； 垄断厂商要实现短期均衡的条件是MC MR =，即Q Q Q 5.6150140123.02-=+-，解之得均衡产量：)(20舍去负值=Q
欢迎阅读 1、某测量低频振动用的测振仪（倒置摆）如下图所示。试根据能量原理推导系统静平衡稳定条件。若已知整个系统的转动惯量23010725.1m kg I ??=-，弹簧刚度m N k /5.24=，小球质量 kg m 0856.0=，直角折杆的一边cm l 4=。另一边cm b 5=。试求固有频率。 k b l θθ I 0m 解：弹性势能 2 )(2 1θb k U k =, 重力势能 )cos (θl l mg U g --= 总势能 m g l m g l kb U U U g k -+=+=θθcos 2 122 代入0==i x x dx dU 可得 可求得0=θ满足上式。 再根据公式02 2>=i x x dx U d 判别0=θ位置是否稳定及其条件： 即满足mgl kb >2条件时，振动系统方可在0=θ位置附近作微幅振动。 系统的动能为 22 10θ?=I T 代入0)(=+dt U T d 可得
由0=θ为稳定位置，则在微振动时0sin ≈θ，可得线性振动方程为： 固有频率 代入已知数据，可得 2、用能量法解此题：一个质量为均匀半圆柱体在水平面上做无滑动的往复滚动，如上图所示，设圆柱体半径为R ，重心在c 点,oc=r,，物体对重心的回转体半径为L ，试导出运动微分方程。 解：如图所示，在任意角度θ（t ）时，重心c 的升高量为 ?=r （1－cos θ）=2rsin 22θ 取重心c 的最低位置为势能零点，并进行线性化处理，则柱体势能为 V=mg ?=2mg r sin 22θ ≈ 21mgr 2θ （a ） I b =I c +m bc 2=m(L 2+bc 2) （b ） bc 2=r 2+R 2-2rRcos θ(t) （c ） 而柱体的动能为 T=21 I b ? θ2 把（b ）式，（c ）式两式代入，并线性化有 T=21 m[L 2＋（R －r ）2]? θ2 （d ） 根据能量守恒定理，有 21 m[L 2＋（R －r ）2]? θ2＋21mgr 2θ=E=const 对上式求导并化简，得运动微分方程为 [L 2＋（R －r ）2]? ?θ＋gr θ=0 （e ） 3、一质量为m 、转动惯量为I 的圆柱体作自由纯滚动，圆心受到一弹簧k 约束，如图所示，求系统的固有频率。 解：取圆柱体的转角θ为坐标，逆时针为正，静平衡位置时0θ=，则当m 有θ转角时，系统有： 由()0T d E U +=可知： 解得 22/()n kr I mr ω=+（rad/s ） 4、图中，半径为r 的圆柱在半径为R 的槽内作无滑滚动，试写出系统作微小振动时的微分方程 解 1）建立广义坐标。设槽圆心O 与圆柱轴线O 1的连线偏离平衡位置的转角为广义坐标，逆时针方向为正。
九、机械振动 一、知识网络 二、画龙点睛 概念 1、机械振动 (1)平衡位置：物体振动时的中心位置，振动物体未开始振动时相对于参考系静止的位置，或沿振动方向所受合力等于零时所处的位置叫平衡位置。 (2)机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动。 (3)振动特点：振动是一种往复运动，具有周期性和重复性 2、简谐运动 (1)弹簧振子：一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子。 (2)振动形成的原因 ①回复力：振动物体受到的总能使振动物体回到平衡位置，且始终指向平衡位置的力，叫回复力。 振动物体的平衡位置也可说成是振动物体振动时受到的回复力为零的位置。
②形成原因：振子离开平衡位置后，回复力的作用使振了回到平衡位置，振子的惯性使振子离开平衡位置；系统的阻力足够小。 (4)简谐运动的力学特征 ①简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动。 ②动力学特征：回复力F与位移x之间的关系为 F＝－kx 式中F为回复力，x为偏离平衡位置的位移，k是常数。简谐运动的动力学特征是判断物体是否为简谐运动的依据。 ③简谐运动的运动学特征 a＝－k m x 加速度的大小与振动物体相对平衡位置的位移成正比，方向始终与位移方向相反，总指向平衡位置。 简谐运动加速度的大小和方向都在变化，是一种变加速运动。简谐运动的运动学特征也可用来判断物体是否为简谐运动。 例题：试证明在竖直方向的弹簧振子做的也是简谐振运动。 证明：设O为振子的平衡位置，向下方向为正方向，此时弹簧形变量为ｘ0，根据胡克定律得 ｘ0＝mg/k 当振子向下偏离平衡位置ｘ时，回复力为 F＝mg－ｋ(ｘ＋ｘ0) 则Ｆ＝－kx 所以此振动为简谐运动。 3、振幅、周期和频率 ⑴振幅 ①物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。 ②定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅。 ③单位：在国际单位制中，振幅的单位是米(m)。
1、 方波振动信号的谐波分析，00,02 (),2 T x t x t T x t T ? <
相位频谱图 1tan 0,1,3,5 n n n a n b φ -?? ===?????? ??? 2、 求周期性矩形脉冲波的复数形式的傅立叶级数，绘频谱图。 解： 数学表达式：
计算三要素： 傅立叶级数复数形式： 频谱图 00 00,0sin ,0,n x t n T A x n t n n n T ππ?=??=? ?≠-∞<<∞?? ()???? ?????≤≤≤≤--≤≤-=2 202222000 00 T t t t t t x t t T t x 偶函数 T x t a 0002=2sin 2010t n n x a n ωπ?=0 =n b 2 sin 22010t n n x a ib a X n n n n ωπ?==-=()2sin 1101012/2/02/2/102/2 /02/2/010********t n n x t in e e T x t in e T x dt e x T dt e t x T X t in t in t t t in t in t t t in T T n ωπωωωωωωω?=--?=-?=??=??=-------? ?T t x t n n x X n 0 0010002sin lim =?=→ωπ()∑ ∑ ∞-∞=∞-∞===n t in n t in n e n t n x e X t x 112sin 0 10ωωωπ
第一章 概述 1.一简谐振动,振幅为0、20cm,周期为0、15s,求最大速度与加速度。 解: max max max 1*2***2***8.37/x w x f x A cm s T ππ==== .. 2222max max max 1*(2**)*(2**)*350.56/x w x f x A cm s T ππ==== 2.一加速度计指示结构谐振在80HZ 时具有最大加速度50g,求振动的振幅。(g=10m/s2) 解:.. 22max max max *(2**)*x w x f x π== ..22max max /(2**)(50*10)/(2*3.14*80) 1.98x x f mm π=== 3.一简谐振动,频率为10Hz,最大速度为4、57m/s,求谐振动的振幅、周期、最大加速度。 解: .max max /(2**) 4.57/(2*3.14*10)72.77x x f mm π=== 110.110T s f = == .. 2max max max *2***2*3.14*10*4.57287.00/x w x f x m s π==== 4、 机械振动按激励输入类型分为哪几类？按自由度分为哪几类？ 答:按激励输入类型分为自由振动、强迫振动、自激振动 按自由度分为单自由度系统、多自由度系统、连续系统振动
5、 什么就是线性振动？什么就是非 线性振动？其中哪种振动满足叠加原理？ 答:描述系统的方程为线性微分方程的为线性振动系统,如00I mga θθ+= 描述系统的方程为非线性微分方程的为非线性振动系统0sin 0I mga θθ+= 线性系统满足线性叠加原理 6、 请画出同一方向的两个运动:1()2sin(4)x t t π=,2()4sin(4)x t t π=合成的的振动波形 7、请画出互相垂直的两个运动:1()2sin(4)x t t π=,2()2sin(4)x t t π=合成的结果。 如果就是1()2sin(4/2)x t t ππ=+,2()2sin(4)x t t π=
第七章重量分析法和沉淀滴定法 思考题 1.沉淀形式和称量形式有何区别？试举例说明之。 答：在重量分析法中，沉淀是经过烘干或灼烧后再称量的。沉淀形式是被测物与沉淀剂反应生成的沉淀物质，称量形式是沉淀经过烘干或灼烧后能够进行称量的物质。有些情况下，由于在烘干或灼烧过程中可能发生化学变化，使沉淀转化为另一物质。故沉淀形式和称量形式可以相同，也可以不相同。例如：BaSO4,其沉淀形式和称量形式相同，而在测定Mg2+时，沉淀形式是MgNH4PO4·6H2O，灼烧后所得的称量形式却是Mg2P2O7。 2．为了使沉淀定量完全，必须加人过量沉淀剂，为什么又不能过量太多? 答：在重量分析法中，为使沉淀完全，常加入过量的沉淀剂，这样可以利用共同离子效应来降低沉淀的溶解度。沉淀剂过量的程度，应根据沉淀剂的性质来确定。若沉淀剂不易挥发，应过量20%~50%；若沉淀剂易挥发，则可过量多些，甚至过量100%。但沉淀剂不能过量太多，否则可能发生盐效应、配位效应等，反而使沉淀的溶解度增大。 3．影响沉淀溶解度的因素有哪些？它们是怎样发生影响的？在分析工作中，对于复杂的情况，应如何考虑主要影响因素? 答：影响沉淀溶解度的因素有：共同离子效应，盐效应，酸效应，配位效应，温度，溶剂，沉淀颗粒大小和结构等。共同离子效应能够降低沉淀的溶解度；盐效应通过改变溶液的离子强度使沉淀的溶解度增加；酸效应是由于溶液中H+浓度的大小对弱酸、多元酸或难溶酸离解平衡的影响来影响沉淀的溶解度。若沉淀是强酸盐，如BaSO4，AgCl等，其溶解度受酸度影响不大，若沉淀是弱酸或多元酸盐[如CaC2O4、Ca3(PO4)2]或难溶酸（如硅酸、钨酸）以及与有机沉淀剂形成的沉淀，则酸效应就很显着。除沉淀是难溶酸外，其他沉淀的溶解度往往随着溶液酸度的增加而增加；配位效应是配位剂与生成沉淀的离子形成配合物，是沉淀的溶解度增大的现象。因为溶解是一吸热过程，所以绝大多数沉淀的溶解度岁温度的升高而增大。同一沉淀，在相同质量时，颗粒越小，沉淀结构越不稳定，其溶解度越大，反之亦反。综上所述，在进行沉淀反应时，对无配位反应的强酸盐沉淀，应主要考虑共同离子效应和盐效应；对弱酸盐或难溶酸盐，多数情况应主要考虑酸效应，在有配位反应，尤其在能形成较稳定的配合物，而沉淀的溶解度又不太大时，则应主要考虑配位效应。 4．共沉淀和后沉淀区别何在？它们是怎样发生的？对重量分析有什么不良影响？在分析化学中什么情况下需要利用共沉淀？ 答：当一种难溶物质从溶液中沉淀析出时，溶液中的某些可溶性杂质会被沉淀带下来而混杂于沉淀中，这种现象为共沉淀，其产生的原因是表面吸附、形成混晶、吸留和包藏等。后沉淀是由于沉淀速度的差异，而在已形成的沉淀上形成第二种不溶性物质，这种情况大多数发生在特定组分形成稳定的过饱和溶液中。无论是共沉淀还是后沉淀，它们都会在沉淀中引入杂质，对重量分析产生误差。但有时候利用共沉淀可以富集分离溶液中的某些微量成分。 5．在测定Ba2+时，如果BaSO4中有少量BaCl2共沉淀，测定结果将偏高还是偏低？如有Na2S04、Fe2(SO4)3、BaCrO4共沉淀，它们对测定结果有何影响？如果测定S042-时，BaSO4中带有少量BaCl2、Na2S04、BaCrO4、Fe2(S04)3，对测定结果又分别有何影响? 答：如果BaSO4中有少量BaCl2共沉淀，测定结果将偏低，因为M BaO＜M BaSO4。如有Na2S04、Fe2(SO4)3、BaCrO4共沉淀，测定结果偏高。如果测定S042-时，BaSO4中带有少量BaCl2、Na2S04、BaCrO4、Fe2(S04)3，对测定结果的影响是BaCl2偏高、Na2S04偏低、BaCrO4偏高、Fe2(S04)3偏低。 6．沉淀是怎样形成的？形成沉淀的性状主要与哪些因素有关？其中哪些因素主要由沉淀本质决定？哪些因素与沉淀条件有关？
《大学物理学》机械振动自主学习材料 一、选择题 9-1．一个质点作简谐运动，振幅为A ，在起始时质点的位移为2 A -，且向x 轴正方向运动， 代表此简谐运动的旋转矢量为（ ） 【旋转矢量转法判断初相位的方法必须掌握】 9-2．已知某简谐运动的振动曲线如图所示，则此简谐运动的运动方程（x 的单位为cm ，t 的单位为s ）为（ ） （A ）222cos()33x t ππ=-； （B ）22 2cos()33x t ππ=+； （C ）42 2cos()33x t ππ=-； （D ）42 2cos()33 x t ππ=+。 【考虑在1秒时间内旋转矢量转过3 π π+，有43πω=】 9-3．两个同周期简谐运动的振动曲线如图所示， 1x 的相位比2x 的相位（ ） （A ）落后2π； （B ）超前2 π ； （C ）落后π； （D ）超前π。 【显然1x 的振动曲线在2x 曲线的前面，超前了1/4周期，即超前/2π】 9-4．当质点以频率ν作简谐运动时，它的动能变化的频率为（ ） （A ） 2 ν ； （B ）ν； （C ）2ν； （D ）4ν。 【考虑到动能的表达式为22211sin ()22 k E mv kA t ω?==+，出现平方项】 9-5．图中是两个简谐振动的曲线，若这两个简谐振动可 叠加，则合成的余弦振动的初相位为（ ） () A ()B () C () D ) s --
（A ） 32π； （B ）2π； （C ）π； （D ）0。 【由图可见，两个简谐振动同频率，相位相差π，所以，则合成的余弦振动的振幅应该是大减小，初相位是大的那一个】 9--1．一物体悬挂在一质量可忽略的弹簧下端，使物体略有位移， 测得其振动周期为T ，然后将弹簧分割为两半，并联地悬挂同 一物体，再使物体略有位移，测得其振动周期为'T ，则 '/T T 为（ ） （A ）2； （B ）1； （C ； （D ）12。 【弹簧串联的弹性系数公式为 12 111k k k =+ 串，弹簧对半分割后，其中一根的弹性系数为2k ，两弹簧并联后 形成新的弹簧整体，弹性系数为4k ，公式为12k k k =+并 ，利用ω= 2T πω = ，所以，'22 T T π ==】 9--2．一弹簧振子作简谐运动，当位移为振幅的一半时，其动能为总能量的（ ） （A ） 12；（B ；（C （D ）3 4。 【考虑到动能的表达式为222 11sin ()22 k E mv kA t ω?= =+，位移为振幅的一半时，有2,3 3 t ππω?+=±± ，那么，2212 k E kA =?】 9--3．两个同方向，同频率的简谐运动，振幅均为A ，若合成振幅也为A ，则两分振动的初相位差为（ ） （A ） 6π； （B ）3π； （C ）23π； （D ）2 π 。 【可用旋转矢量考虑，两矢量的夹角应为23 πω= 】 9-10．如图所示，两个轻弹簧的劲度系数分别为1k 和2k ，物体在光滑平面上作简谐振动， 则振动频率为：（ ） （A （B （C ）2（D ）2π 【提示：弹簧串联的弹性系数公式为1 2 111k k k =+串 ，而简谐振动的频率为ν = 9-15．一个质点作简谐振动，周期为T ，当质点由平衡位置向x 轴正方向运动时，由平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的最短时间为：（ ）
机械振动分析与应用习题 第一部分问答题 1．一简谐振动，振幅为0.20cm，周期为0.15s，求最大速度和加速度。 2．一加速度计指示结构谐振在80HZ时具有最大加速度50g，求振动的振幅。 3．一简谐振动，频率为10Hz，最大速度为4.57m/s，求谐振动的振幅、周期、最大加速度。 4．阻尼对系统的自由振动有何影响？若仪器表头可等效为具有黏性阻尼的单自由度系统，欲使其在受扰动后尽快回零，最有效的办法是什么？ 5．什么是振动？研究振动的目的是什么？简述振动理论分析的一般过程。 6．何为隔振？一般分为哪几类？有何区别？试用力法写出系统的传递率，画出力传递率的曲线草图，分析其有何指导意义。 第二部分计算题 1．求图2-1所示两系统的等效刚度。 图2-1 图2-2 图2-3 2．如图2-2所示，均匀刚性杆质量为m，长度为l，距左端O为l0处有一支点，求O点等效质量。3．如图2-3所示系统，求轴1的等效转动惯量。 图2-4 图2-5 图2-6 图2-7 4．一个飞轮其内侧支承在刀刃上摆动，如图2-4所示。现测得振荡周期为1.2s，飞轮质量为35kg，求飞轮绕中心的转动惯量。(注：飞轮外径100mm，R＝150mm。) 5．质量为0.5kg的重物悬挂在细弹簧上，伸长为8mm，求系统的固有频率。 6．质量为m1的重物悬挂在刚度为k的弹簧上并处于静平衡位置；另一质量为m2的重物从高度为h处自由降落到m l上而无弹跳，如图2-5所示，求其后的运动。 7．一质量为m、转动惯量为J的圆柱体作自由纯滚动，但圆心有一弹簧k约束，如图2-6所示，求振动的固有频率。 8．一薄长条板被弯成半圆形，如图2-7所示，让它在平面上摇摆，求它的摇摆周期。
第七章供配电系统的继电保护 7-1继电器保护装置的任务和要求是什么？ 答：（1）继电保护的任务： ①自动地、迅速地、有选择地将故障设备从供电系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常供电。 ②正确反映电气设备的不正常运行状态，发出预告信号，以便操作人员采取措施，恢复电器设备的正常运行。 ③与供配电系统的自动装置（如自动重合闸、备用电源自动投入装置等）配合，提高供配电系统的供电可靠性。 （2）对继电保护的要求：根据继电保护的任务，继电保护应满足选择性、可靠性、速动性和灵敏性的要求。 7-2电流保护的常用接线方式有哪几种？各有什么特点？ 答：1、三相三继电器接线方式。 它能反映各种短路故障，流入继电器的电流与电流互感器二次绕组的电流相等，其接线系数在任何短路情况下均等于1。这种接线方式主要用于高压大接地电流系统，保护相间短路和单相短路。 2、两相两继电器接线方式。 它不能反映单相短路，只能反映相间短路，其接线系数在各种相间短路时均为1。此接线方式主要用于小接地电流系统的相间短路保护。 3、两相一继电器接线方式。 这种接线方式可反映各种不同的相间短路，但是其接线系数随短路种类不同而不不同，保护灵敏度也不同，主要用与高压电动机的保护。 7-3 什么叫过电流继电器的动作电流、返回电流和返回系数？ 答：（1）使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流。 （2）使继电器返回到启始位置的最大电流称为继电器的返回电流。 （3）继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数。 7-4电磁式电流继电器和感应式电流继电器的工作原理有何不同？如何调节其动作电流？答：（1）工作原理的不同之处在于：电磁式电流继电器利用电磁原理,当通过继电器的电流大于利继电器的动作电流，其常开触头即闭合。而感应式电流继电器利用感应原理, 当通过继电器的电流大于利继电器的动作电流，感应式电流继电器开始动作,但其常开触头经延时闭合,延时时间与电流大小有关，呈有限反时限特性。 （2）调节电磁式电流继电器的动作电流的方法有两种：①改变调整杆的位置来改变弹簧的反作用力进行平滑调节；②改变继电器线圈的连接。 调节感应式继电器的动作电流的方法可用插销改变线圈的抽头进行级进调节；也可以用调节弹簧的拉力进行平滑调节。 7-5 电磁式时间继电器、信号继电器和中间继电器的作用是什么？ 答：①电磁式时间继电器用于继电保护装置中，使继电保护获得需要延时，以满足选择性要
精选范本 2.1 弹簧下悬挂一物体，弹簧静伸长为δ。设将物体向下拉，使弹簧有静伸长3δ，然后无初速度地释放，求此后的运动方程。 解：设物体质量为m ，弹簧刚度为k ，则： mg k δ= ，即：n ω== 取系统静平衡位置为原点0x =，系统运动方程为： δ ?+=? =??=?&&&00 020mx kx x x （参考教材P14） 解得：δω=()2cos n x t t
精选范本 2.2 弹簧不受力时长度为65cm ，下端挂上1kg 物体后弹簧长85cm 。设用手托住物体使弹簧回到原长后无初速度地释放，试求物体的运动方程、振幅、周期及弹簧力的最大值。 解：由题可知：弹簧的静伸长0.850.650.2()m =-=V 所以：7(/)n rad s ω= == 取系统的平衡位置为原点，得到： 系统的运动微分方程为：20n x x ω+=& & 其中，初始条件：(0)0.2 (0)0x x =-??=?& （参考教材P14） 所以系统的响应为：()0.2cos ()n x t t m ω=- 弹簧力为：()()cos ()k n mg F kx t x t t N ω== =-V 因此：振幅为0.2m 、周期为2()7 s π 、弹簧力最大值为1N 。
精选范本 2.3 重物1m 悬挂在刚度为k 的弹簧上并处于静平衡位置，另一重物2m 从高度为h 处自由落到1m 上而无弹跳，如图所示，求其后的运动。 解：取系统的上下运动x 为坐标，向上为正，静平衡位置为原点0x =，则当m 有x 位移时，系统有： 2 121()2T E m m x =+& 212 U kx = 由()0T d E U +=可知：12()0m m x kx ++=&& 即：12/()n k m m ω=+ 系统的初始条件为：?=??=-?+?&202012 2m g x k m x gh m m （能量守恒得：2 21201()2 m gh m m x = +&） 因此系统的响应为：01()cos sin n n x t A t A t ωω=+ 其中:ω?==??==-?+? &200 2112 2n m g A x k x m g ghk A k m m