内容正文:
第5课时 外力作用下的振动
第十一章 机械振动
一、多选题
1.下列说法正确的是( )
A.受迫振动系统在非共振状态时,同一振幅对应的驱动力频率一定有两个
B.简谐运动平衡位置一定是运动过程的中心位置,但不一定处于平衡状态
C.简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹
D.弹簧振子每次经过平衡位置时的动能最大,弹性势能为零
【来源】山东省新高考质量测评联盟2020-2021学年高二(上)12月联考物理试题
【答案】AB
【解析】A.根据受迫振动的特点以及振动图像可知,当驱动力频率等于物体的固有频率时,物体的振幅最大,而在非共振状态时,同一振幅对应的驱动力的频率一定有两个,如图,故A正确。
B.平衡位置是回复力为零的位置,一定是运动过程的中心位置,但物体的合外力未必为零,物体不一定处于平衡状态,例如单摆摆动经过平衡位置时,虽然回复力为零,但合力不为零,而是合力指向圆心,提供圆周运动的向心力,不处于平衡状态,选项B正确。
C.简谐运动的图像描述的是振动质点在不同时刻离开平衡位置的位移,不是振动质点的轨迹,选项C错误;
D.弹簧振子每次经过平衡位置时的动能最大,但是弹性势能不一定为零,例如竖直放置的弹簧振子,选项D错误。
故选AB。
2.如图所示,五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上,A是摆球质量较大的摆,让它摆动后带动其他摆振动,下列结论正确的是( )
A.其他各摆的振动周期与A摆的周期相同
B.其他各摆的振幅都相等
C.其他各摆的振幅不同,E摆的振幅最大
D.其他各摆的振动周期不同,D摆周期最大
【来源】《2020-2021学年高二物理同步课堂帮帮帮(新人教版选择性必修第一册)》2.6 受迫振动 共振
【答案】AC
【解析】A.受迫振动的周期都应等于驱动力的周期即都等于A摆的周期,故A正确;
BCD.A、E两摆为双线摆,其等效摆长相等,故 E摆的固有周期与A摆的周期相同,频率一致,故E摆的振幅最大,B、C、D三个摆的固有周期与A摆的周期不相同,所以它们振动的振幅各不相同,故C正确,B、D错误;
故选AC。
3.大地震,导致很多房屋坍塌,场景惨不忍睹,就此事件,下列说法正确的是( )
A.所有建筑物振动周期相同
B.所有建筑物振幅相同
C.建筑物的振动周期由其固有周期决定
D.所有建筑物均做受迫振动
【来源】《2020-2021学年高二物理同步课堂帮帮帮(新人教版选择性必修第一册)》2.6 受迫振动 共振
【答案】AD
【解析】由于物体作受迫振动达到稳定后的振动周期是由驱动力的周期来决定的,而跟振动物体本身的固有周期无关,所有建筑物振动周期相同;而发生共振的条件是驱动力的频率等于物体本身固有的频率,所有建筑物振幅不相同。故AD正确,BC错误。
故选AD。
4.正在运转的机器,当其飞轮以角速度ω0匀速转动时,机器的振动不强烈,切断电源,飞轮的转动逐渐慢下来,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,机器的振动也随之减弱,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0较缓慢地增大到ω0,在这一过程中
A.机器不一定还会发生强烈的振动
B.机器一定还会发生强烈的振动
C.若机器发生强烈振动,强烈振动可能发生在飞轮角速度为ω0时
D.若机器发生强烈振动,强烈振动时飞轮的角速度肯定不为ω0
【来源】《2020-2021学年高中新教材课时同步练》2.6 受迫振动 共振-新教材人教版选择性必修第一册
【答案】BD
【解析】飞轮在转速逐渐减小的过程中,机器出现强烈的振动,说明发生共振现象,共振现象产生的条件是驱动力频率等于系统的固有频率,故当机器重新启动时,飞轮转速缓慢增大的过程中,一旦达到共振条件,机器一定还会发生强烈的振动.由题意可知,发生强烈共振时,飞轮的角速度一定小于ω0。
故选BD。
5.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,下列说法正确的是( )
A.若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相同,则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线
B.若两次受迫振动是在地球上同一地点进行,则两次摆长之比l1∶l2=4∶25
C.图线Ⅱ若是在地球上完成的,则该单摆摆长约为1m
D.若摆长约为1m,则图线Ⅰ是在地球上完成的
【来源】辽宁省沈阳市2019-2020学年高二(下) 期末联考物理试题
【答案】AC
【解析】AD.当受迫振动的频率等于单摆的固有频率,将发生共振,振幅最大。若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,因为图线Ⅰ单摆的固有频率较小,则固有周期较大,根据单摆的周期公式
可知周期大的重力加速度小,则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线,故A正确,D错误;
B.若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的,则重力加速度相等,因为固有频率比为2:5,则固有周期比为5:2,根据
知摆长比为25:4,故B错误;
C.图线Ⅱ若