节外力作用下的振动.docVIP

第五节 外力作用下的振动 【学习目标】 1、通过阅读课本，知道什么是阻尼振动，并了解阻尼振动振幅与能量之间的关系 2、通过观察实验现象，说出受迫振动的特点； 3、结合实际生活中的例子和实验，总结并掌握共振发生的条件 4、理解共振图像，并说出应用共振和防止共振的事例和方法。 【学习过程】 一、阅读课本P18——P19，按照振动过程受力情况的不同，可将振动分为自由振动（简谐运动）、阻尼振动和受迫振动。使说明这三种振动形式的受力情况、振动频率和振幅的不同。 二、阅读课本P19“共振”部分，结合右下角共振图像说出系统振幅与其固有频率之间的关系。 三、系统发生共振现象的条件是 。 四、阅读P20，结合生活中的实例，说出生活中应用共振和防范共振的实例。 例题：如图所示，在曲轴A上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。问： （1）开始时不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在10s内完成20次全振动，振子做什么振动？其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么振动？ （2）在振子正常振动的过程中，以转速4r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？其周期是多少？ 【夯实基础】 1、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，下列判断中正确的是（ ） A、三个摆的周期和振幅相 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D、三个摆的周期和振幅都不相等 2、研究单摆受迫振动规律时得到如图所示的图像，则不正确的说法是（ ） A、其纵坐标为位移 B、其纵坐标为振幅 C、单摆的固有周期为2s D、图像的峰值表示共振时的振幅 3、如图所示是一个弹簧振子做阻尼振动的振动图像，曲线上A、B两点的连线与横轴平行，下列说法正确的是（ ） A、振子在A时刻的动能等于B时刻的动能 B、振子在A时刻的势能等于B时刻的势能 C、振子在A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D、振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能 4．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是（ ） A．振动能量逐渐转化为其他形式的能 B．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能 C．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能 D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能 5．某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f．若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是（ ） A、当ff0时，该振动系统的振幅随f增大而减小 B、当ff0时，该振动系统的振幅随f减小而增人 C、该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0 D、该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f 6．A、B两个单摆，A摆的固有频率为4f，B摆的固有频率为f，若让它们在频率为5f的驱动驱动力作用下做受迫振动振动，则两单摆相比较（ ） A．A摆振幅较大，振动频率为f B．B摆振幅较大，振动频率为4f C．A摆振幅较大，振动频率为5f D．B摆振幅较大，振动频率为5f 7、把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上安一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，如图11—5—7所示．筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15 s，在某电压下．电动偏心轮转速是36 r／min．已知增大电压可使偏心轮转速提高：增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期．那么要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是（ ） A．提高输入电压 B．降低输入电压 C．增加筛子质量 D．减小筛子质量 8、铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速行驶的列车经过钢轨接缝处时，车轮会受到一次冲击，由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。普通钢轨长度为12.6m，列车固有振动周期为0.315s。下列说法正确的是（ ） A、列车的危险速率为40m/s/ B、列车过桥需减速，是为了防止列车发生共振现象 C、列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的 D、增加钢轨的长度有利于列车高速运行 9．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，而且越抖越厉害．后来经过人们的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题．在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是（ ） A．加大飞机的惯性 B．使机体更加平衡 C．