2017-2018学年高中物理（沪科版,选修3-4）课件+教师用书+练习:第1章 1.5 受迫振动与共振 （3份打包）

学业分层测评 第1章 1.5 受迫振动与共振 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1.单摆在振动过程中，摆动幅度越来越小，这是因为(　　) A.单摆做的是阻尼振动 B.能量正在逐渐消灭 C.动能正在转化为势能 D.机械能不守恒 E.总能量守恒，减少的机械能转化为内能 【解析】　能量不能被消灭，只能发生转化或转移，故B错误；单摆在运动中由于受到空气阻力，要克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，转化为内能，由能量守恒定律可知，总能量是守恒的，故C错误，A、D、E正确. 【答案】　ADE 2.下列振动，不属于受迫振动的是(　　) A.用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的振动 B.打点计时器接通电源后，振针的振动 C.小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动 D.弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动 E.共振筛的振动 【解析】　受迫振动是指在周期性驱动力作用下的振动，故A、C、D都是自由振动，B、E是受迫振动. 【答案】　ACD 3.一台洗衣机的脱水桶正常工作时非常平衡，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，下列说法中正确的是(　　) A.洗衣机做的是受迫振动 B.正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大 C.正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率小 D.正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率等于洗衣机的固有频率 E.当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率 【解析】　切断电源后，脱水桶的转速越来越小，即脱水桶的运转频率越来越小，由题意可知，当洗衣机脱水桶正常工作时，非常稳定，即正常工作时的频率大于洗衣机的固有频率，A、B选项正确.当振动最剧烈时，洗衣机发生了共振，即脱水桶运转频率等于洗衣机的固有频率，E选项正确. 【答案】　ABE 4.如图1­5­8所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为9 Hz，乙弹簧振子的固有频率为72 Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是(　　) 图1­5­8 A.甲的振幅较大 B.甲的振动频率为9 Hz C.乙的振幅较大 D.乙的振动频率为9 Hz E.甲、乙两振子的振幅、频率均相等 【解析】　根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，又因为做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，所以选项A、B、D正确. 【答案】　ABD 5.如图1­5­9所示为一个弹簧振子做受迫振动时振幅与驱动力频率之间的关系图像，由图可知(　　) 图1­5­9 A.振子振动频率为f2时，它处于共振状态 B.驱动力频率为f3时，振子振动频率为f3 C.若撤去驱动力让振子做自由振动，频率是f3 D.振子做自由振动的频率可以为f1、f2、f3 E.振子做自由振动的频率只能是f2 【解析】　由题意可知，当驱动力的频率变化时，做受迫振动物体的振幅在变化，当驱动力频率为f2时，受迫振动的振幅最大，即发生共振现象，故A选项正确；做受迫振动的频率等于驱动力的频率，B选项正确；若撤去外力，物体自由振动，其频率为其固有频率，即应为f2，故C、D选项错误，E正确. 【答案】　ABE 6.如图1­5­10所示装置中，已知弹簧振子的固有频率f固＝2 Hz，电动机皮带轮的直径d1是曲轴皮带轮d2的.为使弹簧振子的振幅最大，则电动机的转速应为________r/min. 【导学号：38910012】 图1­5­10 【解析】　若使振子振幅最大，则曲轴转动频率为f＝2 Hz，即转速为2 r/s.由于，所以电动机转速为4 r/s，即240 r/min.＝，ω1r1＝ω2r2，故＝＝ 【答案】　240 7.如图1­5­11所示，为一单摆的共振曲线.图中横轴表示周期性驱动力的频率，纵轴表示单摆的振幅，求此单摆的摆长. 图1­5­11 【解析】　由图像可以看出，当驱动力的频率为0.4 Hz时，单摆的振幅最大，此时单摆共振.由共振的条件可知，单摆的固有频率为0.4 Hz. 由于T＝2π≈1.55 m.，可得l＝＝ 【答案】　1.55 m 8.如图1­5­12所示是用来测量各种发动机转速的转速计原理图.在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80 Hz、60 Hz、40 Hz、20 Hz的四个钢片a、b、c、d.将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大，则电动机转速可能为多少？a、b、c、d此时振动频率分别为多少？ 图1­5­12 【解析】　钢片b振幅最大，说明可能发生了共振现象，根据共振的条件知，f驱＝f固＝60 Hz，电动机的转速为60 r/s，钢片a、c、d做的是受迫振动，其频率f迫＝f驱＝60 Hz. 【答案】　60 r/s　均为60 Hz [能力提升] 9.如图1­5­13所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，