内容正文:
第十三章 机械振动和机械波
第1讲 机械振动
一、 单项选择题
1.很多高层建筑都安装减震阻尼器,当大楼摆动时,悬挂在大楼上方的阻尼器跟随摆动来减小强风或地震的振动,阻尼器振动时减小大楼振动的( )
A.固有频率 B.固有周期
C.振动周期 D.振动幅度
2.某兴趣小组“用单摆测量重力加速度”,下列说法正确的是( )
A.固定摆线的横杆应水平
B.可以在摆线水平状态下测摆长
C.若摆线质量不可忽略,则测得重力加速度值偏大
D.摆球连续n次通过最低点时间为t,则摆球周期T=
3.(2022·惠州一中)如图所示,一个竖直圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动,T形支架下面连接一个弹簧和小球组成的振动系统,小球浸没在水中,当小球振动稳定时( )
A.小球振动的频率与圆盘转速无关
B.小球振动的振幅与圆盘转速无关
C.圆盘的转速越大,小球振动的频率越大
D.圆盘的转速越大,小球振动的振幅越大
4.某一质点做简谐运动的振动图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.质点振动的周期为7 s
B.在第1 s末,质点受到的回复力改变方向
C.3 s时与7 s时质点速度相同
D.在第5 s内,质点的动能转化为势能
5.如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像,则下列说法中错误的是( )
A.甲、乙两单摆的摆长相等
B.甲摆的振幅比乙摆大
C.甲摆的机械能比乙摆大
D.在t=0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆
6.如图甲所示,O点为弹簧振子的平衡位置,在A、B两点间做简谐运动.取向右为正方向,图乙为这个弹簧振子的振动图像,由图可知下列说法中正确的是( )
甲 乙
A.在t=0.2 s时,振子位于A点
B.在t=0.1 s与t=0.3 s两个时刻,振子的速度相同
C.从t=0到t=0.2 s时间内,振子做减速运动
D.在t=0.4 s时,振子有最大的加速度
7.(2022·清远质检)如图所示,一单摆悬于O点,摆长为L,若在O点正下方的O′点钉一个光滑小钉子,使OO′=,将单摆拉至A处无初速度释放,小球在A、B、C间来回振动,若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°,重力加速度为g,小球可看成质点,则此摆的周期是( )
A.2π B.2π
C.2π(+) D.π(+)
二、 多项选择题
8.一个单摆在地面附近做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系曲线)如图所示,则( )
A.此单摆的固有周期为2 s
B.此单摆的摆长约为1 m
C.若摆长增大,单摆的固有频率增大
D.若摆长增大,共振曲线的峰向左移动
9.如图所示,水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动,坐标原点O为振子的平衡位置,其振动方程为x=5sin cm.下列说法中正确的是( )
A.M、N间距离为5 cm
B.振子的运动周期是0.2 s
C.t=0时,振子位于N点
D.t=0.05 s时,振子具有最大加速度
10.如图所示,在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球,可以用一个单摆(称为“驱动摆”)驱动另外几个单摆.下列说法中正确的是( )
A.驱动摆把振动形式传播给其它单摆,不传递能量
B.如果驱动摆的摆长为L,则其它单摆的振动周期等于2π
C.若某个单摆摆动过程中多次通过同一位置,在该位置速度可能不同但加速度一定相同
D.如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长,则这个单摆的频率最大
三、 非选择题
11.将一测力传感器连接到计算机上测量快速变化的力,如图甲所示,O点为单摆的悬点,现将小球(可视为质点)拉到A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球在竖直平面内的ABC之间来回摆动,其中B点为运动中最低位置,∠AOB=∠COB=α,α小于5°且是未知量.图乙为由计算机得到细线对摆球的拉力大小F随时间变化的曲线,图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻,取g=10 m/s2,根据力学规律和题中信息,求:
(1) 单摆的周期和摆长.
(2) 摆球所受重力(用F1、F2表示).
答案与解析
第十三章 机械振动和机械波
第1讲 机械振动
1. D 解析:大楼振动的固有频率与固有周期由大楼本身决定,与振动源无关,A、B错误;大楼振动的周期等于振源的振动周期,与阻尼器无关,C错误;大楼上方的阻尼器跟随摆动来减小强风或地震的振动幅度,D正确.
2. C 解析:横杆不需要水平,故A错误;摆长等于摆线长加上小球的半径,故应在摆线竖直状态下测摆长,故B错误;当细绳的质量不可忽略时,摆球重心升高,所以摆长的测量值偏大,根据T=2π,可得g=,可知重力加速度的测量值比真实值大,故C正确;摆球连续n次通过最低点时间为t,则摆球周期T=,故D错误.
3. C 解析:小球振动的频率与圆盘转速有关,小球做受迫振动,小球振动频率等于圆盘转动的频率,圆盘的转