“四翼”檢測評價(jià)（九）阻尼振動受迫振動A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．(多選)若空氣阻力不可忽略，單擺在偏角很小的擺動中，總是減小的物理量為()A．振幅 B．位移C．周期 D．機(jī)械能解析：選AD有空氣阻力時，振動為阻尼振動，振幅不斷減小，機(jī)械能也不斷減小。位移發(fā)生周期性變化，不是一直減小。根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，l、g不變，則T不變，故A、D正確。2.如圖所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4Hz?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動力，測得彈簧振子振動達(dá)到穩(wěn)定時的頻率為1Hz，則把手轉(zhuǎn)動的頻率為()A．1Hz B．3HzC．4Hz D．5Hz解析：選A轉(zhuǎn)動把手后，彈簧振子開始做受迫振動，受迫振動是按照外界驅(qū)動力的頻率振動的，既然振子穩(wěn)定后的振動頻率為1Hz，則把手轉(zhuǎn)動的頻率為1Hz。3.在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼很快就抖動起來，而且越抖越厲害，后來人們經(jīng)過了艱苦地探索，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個配重桿的方法，解決了這一問題。在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿的主要目的是()A．加大飛機(jī)的慣性 B．使機(jī)體更加平衡C．使機(jī)翼更加牢固 D．改變機(jī)翼的固有頻率解析：選D當(dāng)驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率相等時，發(fā)生共振，振幅最大，因此要減弱機(jī)翼的振動，必須改變機(jī)翼的固有頻率，D正確。4.(多選)如圖表示一彈簧振子做受迫振動時的振幅與驅(qū)動力頻率的關(guān)系，由圖可知()A．驅(qū)動力頻率為f2時，振子處于共振狀態(tài)B．驅(qū)動力頻率為f3時，振子振動頻率為f3C．假如讓振子自由振動，它的頻率為f2D．振子做自由振動時，頻率可以為f1、f2、f3解析：選ABC驅(qū)動力頻率為f2時彈簧振子的振幅最大，f2也就等于彈簧振子的固有頻率，故振子自由振動時，它的頻率為固有頻率f2，D錯誤；當(dāng)驅(qū)動力頻率為f1、f3時，彈簧振子只做受迫振動，其頻率與振子固有頻率無關(guān)，A、B、C正確。5．兩個彈簧振子，甲的固有頻率為f，乙的固有頻率為4f，當(dāng)它們均在頻率為3f的驅(qū)動力作用下做受迫振動時()A．甲的振幅比乙大，振動頻率為fB．乙的振幅比甲大，振動頻率為3fC．甲的振幅比乙大，振動頻率為3fD．乙的振幅比甲大，振動頻率為4f解析：選B受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，當(dāng)系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時，系統(tǒng)達(dá)到共振，振幅達(dá)最大，故甲、乙兩個振子都做受迫振動，頻率為3f，乙的固有頻率與驅(qū)動力的頻率相差較小，所以乙的振幅較大，所以A、C、D錯誤，B正確。6．(多選)如圖所示為受迫振動的演示裝置，當(dāng)單擺A振動起來后，通過水平懸繩迫使單擺B、C振動，則下列說法正確的是()A．只有單擺A、C振動周期相等B．單擺A的振幅比單擺B的小C．單擺B的振幅比單擺C的小D．單擺B、C振動時的振幅與其擺長有關(guān)，而周期與擺長無關(guān)解析：選CD當(dāng)單擺A振動起來后，單擺B與C做受迫振動，做受迫振動的物體的周期(或頻率)等于驅(qū)動力的周期(或頻率)，A錯誤；當(dāng)單擺的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時，發(fā)生共振現(xiàn)象，B錯誤，C、D正確。7．(多選)一臺洗衣機(jī)的脫水桶正常工作時非常平穩(wěn)，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動越來越劇烈，然后振動逐漸減弱，下列說法中正確的是()A．正常工作時洗衣機(jī)做的是受迫振動B．正常工作時，洗衣機(jī)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大C．正常工作時，洗衣機(jī)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小D．當(dāng)洗衣機(jī)振動最劇烈時，脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機(jī)的固有頻率解析：選ABD切斷電源后，脫水桶的轉(zhuǎn)速越來越小，即脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率越來越小，由題意可知，洗衣機(jī)脫水桶正常工作時的頻率大于洗衣機(jī)的固有頻率，A、B正確，C錯誤；當(dāng)振動最劇烈時，洗衣機(jī)發(fā)生了共振，即脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率，D正確。8.如圖所示是一單擺做阻尼振動的x-t圖像，則此單擺的擺球在圖中P與N時刻的()A．速率vP>vNB．重力勢能EpP>EpNC．機(jī)械能EP<END．受到的拉力FP＝FN解析：選A擺球在P時刻的振幅大于N時刻的振幅，所以機(jī)械能EP>EN，C錯誤；由于兩個時刻的位移相等，所以高度相等，則重力勢能相等，即EpP＝EpN，則動能EkP>EkN，所以速率vP>vN，A正確，B錯誤；將擺球所受重力沿繩子方向和垂直繩子方向進(jìn)行分解，繩子拉力和沿繩子方向的分力這兩個力的合力提供向心力，擺球速度越大，需要的向心力越大，繩子的拉力就越大，即FP>FN，D錯誤。9.某物理學(xué)習(xí)小組制作了一個實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示，在曲軸A上懸掛一個彈簧振子，如果轉(zhuǎn)動把手，曲軸可以帶動彈簧振子上下振動，求：(1)開始時不轉(zhuǎn)動把手，而用手往下拉振子，然后放手讓振子上下振動，測得振子在10s內(nèi)完成40次全振動，(不計(jì)空氣阻力和摩擦)振子做什么運(yùn)動？其固有周期和固有頻率各是多少？若考慮摩擦和空氣阻力，振子做什么運(yùn)動？(2)某同學(xué)若以轉(zhuǎn)速8r/s勻速轉(zhuǎn)動把手，振子的振動穩(wěn)定后，振子做什么運(yùn)動？其周期和頻率各是多少？解析：(1)用手往下拉振子使振動系統(tǒng)獲得一定能量，放手后，在不計(jì)空氣阻力和摩擦的情況下，振子因所受回復(fù)力與位移成正比，方向與位移方向相反(F＝－kx)，故它做簡諧運(yùn)動，其周期和頻率是由它本身的性質(zhì)決定的，稱固有周期(T固)和固有頻率(f固)，根據(jù)題意可得：T固＝eq\f(10,40)s＝0.25s，f固＝eq\f(1,0.25)Hz＝4Hz；當(dāng)摩擦和空氣阻力存在時，振子在振動過程中要克服摩擦力和空氣阻力做功，能量減小，導(dǎo)致其振幅越來越小，故振動為阻尼振動。(2)由于把手轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為8r/s，它給彈簧振子的驅(qū)動力頻率為f驅(qū)＝8Hz，周期T驅(qū)＝eq\f(1,8)s＝0.125s，故振子做受迫振動，振動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，其振動的頻率f(或周期T)等于驅(qū)動力的頻率(或周期)，而跟固有頻率(或周期)無關(guān)。答案：(1)簡諧運(yùn)動0.25s4Hz阻尼振動(2)受迫振動0.125s8Hzeq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10.(多選)將一個電動傳感器接到計(jì)算機(jī)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(xué)由此圖像提供的信息作出的下列判斷中，正確的是()A．t＝0.2s時，擺球正經(jīng)過最低點(diǎn)B．t＝1.1s時，擺球正經(jīng)過最低點(diǎn)C．?dāng)[球擺動過程中機(jī)械能減小D．?dāng)[球擺動的周期是T＝1.4s解析：選ACt＝0.2s時F最大，擺球速度最大，正經(jīng)過最低點(diǎn)，A正確；t＝1.1s時F最小，擺球在最高點(diǎn)，B錯誤；擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時的拉力越來越小，速度越來越小，則機(jī)械能逐漸減小，C正確；在一個周期內(nèi)擺球兩次經(jīng)過最低點(diǎn)，由圖像知周期T＝1.2s，D錯誤。11.如圖所示，某同學(xué)看到一只鳥落在樹枝上的P處，樹枝在10s內(nèi)上下振動了6次。鳥飛走后，他把50g的砝碼掛在P處，發(fā)現(xiàn)樹枝在10s內(nèi)上下振動了12次，將50g的砝碼換成500g砝碼后，他發(fā)現(xiàn)樹枝在15s內(nèi)上下振動了6次，你估計(jì)鳥的質(zhì)量可能為()A．50g B．200gC．500g D．550g解析：選B振動系統(tǒng)的頻率是由振動系統(tǒng)的自身來決定的。鳥與樹枝組成的系統(tǒng)頻率f1＝eq\f(6,10)Hz＝0.6Hz，50g砝碼與樹枝組成的系統(tǒng)頻率f2＝eq\f(12,10)Hz＝1.2Hz,500g砝碼與樹枝組成的系統(tǒng)頻率為f3＝eq\f(6,15)Hz＝0.4Hz，而f3<f1<f2，故鳥的質(zhì)量應(yīng)在50g與500g之間，故B正確。12．如圖甲所示，豎直圓盤轉(zhuǎn)動時，可帶動固定在圓盤上的T形支架在豎直方向振動，T形支架的下面系著一個彈簧和小球，共同組成一個振動系統(tǒng)。改變圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期，彈簧和小球系統(tǒng)的共振曲線(振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系)如圖乙所示，則()A．此振動系統(tǒng)的固有頻率約為3HzB．此振動系統(tǒng)的固有頻率約為0.25HzC．若圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大，系統(tǒng)的振動頻率不變D．若圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大，共振曲線的峰值將向右移動解析：選A當(dāng)驅(qū)動力的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率相同時，振幅最大，所以固有頻率約為3Hz，A正確，B錯誤；受迫振動的振動周期由驅(qū)動力的周期決定，所以圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大，系統(tǒng)的振動頻率減小，C錯誤；系統(tǒng)的固有頻率不變，共振曲線的峰值位置不變，D錯誤。13．汽車的重量一般支撐在固定于軸承上的若干彈簧上，彈簧的等效勁度系數(shù)k＝1.5×105N/m，汽車開動時，在振幅較小的情況下，其上下自由振動的頻率滿足f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))(l為車廂在平衡位置時，彈簧的壓縮長度)。若人體可以看成一個彈性體，其固有頻率約為2Hz，已知汽車的質(zhì)量為600kg，每個人的質(zhì)量為70kg，則這輛車乘坐幾個人時，