第7章机械振动

第1页第七章机械振动会考目标解析一．机械振动1．定义：物体在_________________附近所做的往复运动，叫机械振动，简称为振动2．回复力：使物体回到平衡位置，方向跟离平衡位置的位移方向相反的力，叫回复力。它是按力的__________命名的一种力．3．描述振动的物理量(1)位移：由_____________指向振动质点所在位置的有向线段，它是矢量(2)振幅：振动物体离开平衡位置的________________；(3)周期T和频率f：物体完成_____________________所需的时间叫周期，单位时间内完成的___________次数叫频率，二者的关系为________________。二．简谐运动1．简谐运动的特征(1)受力特征：回复力满足F=______________(2)运动特征：设做简谐运动物体的位移为x、加速度为a、速度为v，当x变大时，a变________、v变______，a与v方向__________；在最大位移处，a最_______、v最______；(3)反之当x变小时，a变_______，v变______，a与x方向_________；在平衡位置处，a为_______。v最______；v的方向与x的方向可能________，也可能__________。(4)能量特征：对单摆和弹簧振子来说，振幅越大，能量________；运动中_______能和_______能相互转化，机械能_____．(5)周期性特征：物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度、动量等矢量都随时间做周期性．．．变化，它们的变化周期就是简谐运动的周期T．物体的动能和势能也随时间周期性变化，其变化周期为________．2．简谐运动的图象：它是一条___________________曲线，它反映了振动物体的________________变化的规律；由图象可知振动物体在各时刻物体的_________等．3．单摆(1)用细线悬挂一小球，上端固定，如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置叫做单摆．单摆是实际摆的___________的物理模型。(2)回复力为摆球重力沿___________方向的分力．单摆做简谐振动的条件是最大摆角___________________(3)周期公式T=_____________；单摆的等时性是指周期与___________________无关4．简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，能量____________三．受迫振动和共振1．受迫振动：物体在___________外力作用下的振动叫受迫振动．做受迫振动的物体，它的周期或频率等于_________的周期或频率，而与物体的__________周期或频率无关2．共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与_________频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到_________，这就是共振现象。(1)共振曲线：如图所示．(2)共振的防止和利用：利用共振，使驱动力的频率接近，直至等于振动系统的固有频率防止共振，使驱动力的频率远离振动系统的固有频率第2页基础自测一、选择题：（在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．）1．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中()A．振子所受的回复力逐渐增大B．振子的位移逐渐增大C．振子的速度逐渐减小D．振子的加速度逐渐减小2．质点做简谐运动，从质点经过某一位置时开始计时，下列说法正确的是（）A．当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期B．当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，经过的时间为一个周期C．当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时，经过的时间为一个周期D．当质点经过的路程为振幅的4倍时，经过的时间为一个周期3．如图所示，三个单摆的摆长为L1=1.5m，L2=1.0m，L3=0.5m，现用一周期等于2s的驱动力使它们做受迫振动，那么当它们的振动稳定时，下列判断中正确的（）A．三个摆的周期和振幅相等B．三个摆的周期不等．振幅相等C．三个摆的周期相等．但振幅不等D．三个摆的周期和振幅都不相等4．若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原米的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减少为原来的1/2，则单摆振动的（）A．频率不变，振幅不变B．频率不变，振幅改变C．频率改变，振幅改变D．频率改变，振幅不变5．一劲度系数为k的轻弹簧，上端固定，下端吊一质量为m的小球，让其上下振动其振幅为A，当物体运动到最高点时，其回复力大小为()A．mg＋kAB．mg－kAC．kAD．kA－mg6．下列哪种情况发生时能使单摆的振动频率增大（）A．增大摆球的质量B．将单摆从赤道移到北极C．减小振幅D．增加摆长7．摆长为l的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(即取作t=0)，当振动至glt23，摆球恰具有负向最大速度，则该单摆的振动图象是下图中的哪一个()8．做受迫振动的物体，当它达到稳定状态时()A．一定做简谐运动B．可能是阻尼振动C．频率一定与驱动力频率相等D．一定发生共振二、选择题：（在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确。）9．有关弹簧振子的说法正确的是()A．周期与振幅无关B．周期与振幅有关，振幅越小，周期越小C．在平衡位置速度最大D．在最大位移处，因为速度为零，所以处于平衡状态10．以平衡位置为坐怀原点，单摆摆到平衡位置时，下列说法正确的是（）A．摆球所受的合力为零B．摆球的速度为零C．摆球的回复力为零D．摆球的位移为零11．一质点做简谐运动的图象如图所示，在0.2s到0.3s这段时间内质点的运动情况说法正确的是（）A．沿负方向运动．且速度不断增大B．沿负方向的位移不断减小C．沿正方向运动，且速度不断增大D．沿正方向的加速度不断减小12．正在运转的机器，当其飞轮以角速度匀速转动时，机器振动不强烈，切断电源，飞轮的转动渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动随之减弱，在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从零较缓慢地增大到，这一过程中说法错误的是（）A．机器不一定还会发生强烈的振动B．机器一定还发生强烈的振动C．若机器发生强烈振动，强烈振动可能发生在飞轮的角速度为时D．若机器发生强烈振动．强烈振动时飞轮的角速度肯定大于第3页第七章：机械振动（单元测试）一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分）1．弹簧振子做简谐运动的过程中，每次通过同一位置时，可能不同的物理量是[]A、位移B、速度C、加速度D、动能2．如图所示的弹簧振子在从A点运动到平衡位置O点的过程中，下列说法正确的是[]A、做加速度不断减小的加速运动B、做加速度不断增大的加速运动C、做加速度不断减小的减速运动D、做加速度不断增大的减速运动3．如图所示是一个做简谐运动物体的振动图象，由图象可知物体速度最大的时刻是[]A、t1B、t2C、t3D、t44．图为一做简谐运动的单摆，则下列说法正确的是[]A、摆球质量增大，周期也增大B、振幅减小，周期也减小C、摆长增大，周期也增大D、擂球从C点经过O点到B点时间等于一个周期5．某单摆的摆长不变，摆球的质量增为原来的2倍，摆球经过平衡位置时速度大小减为原来的一半，则该单摆的[]A、频率不变，振幅不变B、频率不变，振幅改变C、频率改变，振幅改变D、频率改变，振幅不变6．在研究单摆振动周期的实验中，会影响振动周期的因素是[]A、摆球的质量B、单摆的振幅C、单摆的摆长D、单摆的摆角（小于100）7．一列队伍过桥时，不能齐步走，这是为了[]A、减小对桥的压力B、使桥受力均匀C、避免使桥产生共振D、减小桥的固有频率8．单摆在振动过程中，当摩擦和空气阻力可以忽略不计时，振动系统[]A、在平衡位置时，动能最小，势能最小B、在平衡位置时，动能最大，势能最小C、在位移最大时，动能最大，势能最小D、在位移最大时，动能最小，势能最小9．有一种用来测量发动机转速的转速计，是在同一铁支架上焊有固有频率依次为80Hz。60Hz、40Hz、20Hz的四个钢片，将转速计与电动机接触，发现固有频率为60Hz的钢片振幅最大，则电动机转速为[]A、80转/秒B、60转/秒C、40转/秒D、20转/秒10．如图所示，有一摆长为10m的单摆，O为摆球的平衡位置，悬点为C，现在把小球A拉离平衡位置，使摆角小于50，在C点也放一同样小球B，把两小球同时由静止释放（忽略空气阻力），则[]A、A球先到达O点B、B球先到达O点C、两球同时到达O点D、无法判断二、多项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）11．关于单摆的振动，下列说法正确的是[]A、单摆振动时的回复力是摆球重力和摆线拉力的合力B、单摆振动时的回复力是摆球重力沿切线方向的分力C、摆球振动时的振幅无论多大都是简谐振动D、摆球在平衡位置时动能最大，在最大位移处重力势能最大12．如图所示，弹簧振子在C、B间做简谐运动，O点为其平衡位置，则[]A、振子在由C点运动到O点的过程中，回复力逐渐增大B、振子在由O点运动到B点的过程中，速度不断增加C、振子在由O点运动到B点的过程中，速度不断减小D、振子在由C点运动到O点的过程中，回复力逐渐减小第4页13．如图所示是一水平弹簧振子做简谐振动的振动图象，在t1时刻与t2时刻弹簧振子具有的物理量，完全相同的是[]A、速度B、加速度C、弹性势能D、回复力14．水平放置的弹簧振子做简谐振动的周期为T，t1时刻振子不在平衡位置且速度不为零；t2时刻振子的速度与t1时刻的速度大小相等、方向相同；t3时刻振子的速度与t1时刻的速度大小相等、方向相反。若t2－t1=t3－t2，则[]A、三个时刻弹性势都相等B、t1时刻与t3时刻，弹簧的长度相等C、t3－t1=(2n＋1)T/2n=0,1,2……D、t3－t1=(n＋1)T/2n=0,1,2……三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分）15．一个弹簧振子的振幅为A，振子在时间t（t为四分之一周期的整数倍）内通过的路程是S，则此振子的频率是______；若该振子在时间t（t为四分之一周期整数倍）内通过的路程是2S，则振子的振幅为__________。16．如图是悬挂于天花板上的单摆的共振曲线，则其摆长l=____________。（设g为已知）第16题图第17题图第18题图17．如图所示，质量为m的物体A放在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑的水平面上做简谐运动，在振动过程中A和B之间无相对运动，设弹簧劲度系数为k，当物体离开平衡位置距离为x时，A与B之间摩擦力大小等于____________。18．图为一质点做简谐运动的振动图象，在图象上有位于与时间轴平行的同一直线上的M、N、P、Q四点，试根据图象判断：M、P两点所对应的时间间隔为_________；四点中，质点速度方向为正的点是________________；速度继续增大的点是______________；质点加速度方向为负的点是__________________；加速度继续减小的点是________________。19．在用单摆测定重力加速度的实验中，为减小误差，测量振动周期时，当摆球通过_________时开始计时较好。20．上题若某同学测量40次全振动所用的时间为1分20秒，测量的摆长为1.00m，则当地的重力加速度大小为________。（小数点后保留两位）四、创造力与计算题（本大题共3小题，每小题12分，共36分）21．单摆作简谐振动，频率为0.5Hz，振幅为4cm，从摆球具有最大负方向速度的瞬间开始计时，试在右图画出其振动图象。22．汽车的车身装在弹簧上，如果它的固有频率是0.6Hz，汽车在一条起伏不平的公路上行驶，路上各凸起处相隔的距离都大约是8m，那么汽车以多大的速度行驶时车身巅簸振动得最厉害？23．摆长为L的单摆周期为1.8s，在悬点的正下方5L/9处钉一钉子后，周期变为多少？BA