（浙江選考）2020版高考物理大一輪復習 第十一章 機械振動 機械波 第1講 機械振動學案.docx
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第1講 機械振動 [考試標準] 知識內(nèi)容 考試要求 說明 簡諧運動 b 1.不要求理解“相位”的概念． 2.不要求定量討論速度和加速度的變化． 3.不要求根據(jù)簡諧運動回復力的表達式證明物體做簡諧運動． 4.不要求掌握證明單擺在擺角很小的情況下做簡諧運動的方法． 5.不要求解決鐘表快慢的調(diào)整問題. 簡諧運動的描述 c 簡諧運動的回復力和能量 b 單擺 c 外力作用下的振動 b 一、簡諧運動的描述 描述簡諧運動的物理量 物理量 定義 意義 位移 由平衡位置指向質(zhì)點所在位置的有向線段 描述質(zhì)點振動中某時刻的位置相對于平衡位置的位移 振幅 振動物體離開平衡位置的最大距離 描述振動的強弱和能量 周期 振動物體完成一次全振動所需時間 描述振動的快慢，兩者互為倒數(shù)：T＝ 頻率 振動物體單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù) 二、簡諧運動的回復力和能量 1．回復力 (1)方向：總是指向平衡位置． (2)來源：屬于效果力，可以是某一個力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力． 2．能量特點 彈簧振子運動的過程就是動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程． (1)在最大位移處，勢能最大，動能為零． (2)在平衡位置處，動能最大，勢能最小． (3)在簡諧運動中，振動系統(tǒng)的機械能守恒. 自測1 (多選)關(guān)于簡諧運動的理解，下列說法中正確的是( ) A．簡諧運動是勻變速運動 B．周期、頻率是表征物體做簡諧運動快慢程度的物理量 C．簡諧運動的回復力可以是恒力 D．彈簧振子每次經(jīng)過平衡位置時，位移為零、動能最大 答案 BD 三、簡諧運動的兩種模型 模型 彈簧振子 單擺 示意圖 簡諧運動條件 (1)彈簧質(zhì)量可忽略 (2)無摩擦等阻力 (3)在彈簧彈性限度內(nèi) (1)擺線為不可伸縮的輕細線 (2)無空氣阻力 (3)最大擺角小于等于5 回復力 彈簧的彈力提供 擺球重力沿圓弧切線方向的分力 平衡位置 彈簧處于原長處 最低點 周期 與振幅無關(guān) T＝2π 能量轉(zhuǎn)化 彈性勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒 重力勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒 自測2 下列有關(guān)回復力的說法中正確的是( ) A．回復力是指物體受到的指向平衡位置的恒力 B．回復力是指物體受到的合力 C．回復力是從力的作用效果命名的，可以是某個力的分力，也可以是幾個力的合力 D．回復力實質(zhì)上是向心力 答案 C 四、簡諧運動的公式和圖象 1．運動學表達式：x＝Asin(ωt＋φ0)，其中A代表振幅，ω＝2πf代表簡諧運動的快慢，ωt＋φ0代表簡諧運動的相位，φ0叫做初相． 2．圖象 (1)從平衡位置開始計時，函數(shù)表達式為x＝Asinωt，圖象如圖1甲所示． (2)從最大位移處開始計時，函數(shù)表達式為x＝Acosωt，圖象如圖乙所示． 圖1 自測3 如圖2所示，彈簧振子在M、N之間做簡諧運動．以平衡位置O為原點，建立Ox軸．向右為x軸正方向．若振子位于N點時開始計時，則其振動圖象為( ) 圖2 答案 A 解析 開始計時時振子位于正向最大位移處向負方向做簡諧運動，振動圖象為余弦函數(shù)圖象，A項對． 五、自由振動、受迫振動和共振的關(guān)系比較 振動 項目 自由振動 受迫振動 共振 受力情況 指向平衡位置的合力提供回復力 受驅(qū)動力作用 受驅(qū)動力作用 振動周期 或頻率 由系統(tǒng)本身性質(zhì)決定，即固有周期T0或固有頻率f0 由驅(qū)動力的周期或頻率決定，即T＝T驅(qū)或f＝f驅(qū) T驅(qū)＝T0或f驅(qū)＝f0 振動能量 振動物體的機械能 不變 由產(chǎn)生驅(qū)動力的物 體提供 振動物體獲得的能量最大 自測4 (多選)如圖3所示，A球振動后，通過水平細繩迫使B、C振動，振動達到穩(wěn)定時，下列說法中正確的是( ) 圖3 A．只有A、C的振動周期相等 B．C的振幅比B的振幅小 C．C的振幅比B的振幅大 D．A、B、C的振動周期相等 答案 CD 命題點一 簡諧運動的規(guī)律 1．運動學特征：簡諧運動的加速度與物體偏離平衡位置的位移成正比，而方向相反，簡諧運動為變加速運動，遠離平衡位置時，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均減小，靠近平衡位置時則相反． 2．對稱性特征： (1)如圖4所示，振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置O對稱的兩點P、P′(OP＝OP′)時，速度的大小、動能、勢能相等，相對于平衡位置的位移大小相等． 圖4 (2)振子由P到O所用時間等于由O到P′所用時間，即tOP＝tOP′. 3．能量特征：振動的能量包括動能Ek和勢能Ep，簡諧運動過程中，系統(tǒng)動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)的機械能守恒． 例1 (多選)如圖5所示的彈簧振子水平放置，忽略空氣阻力時，它將在COB之間來回往復的做簡諧振動，其中O點為平衡位置，簡諧振動的振幅為A，彈簧的勁度系數(shù)為k，原長為L，彈簧振子的周期為T，小球質(zhì)量為m，且規(guī)定向右為位移的正方向．由此判斷下列說法正確的是( ) 圖5 A．振子在O點，動能最大，勢能最小 B．從C到O，速度為負并且增大，從O到B，速度為正并且減小 C．從B到O，回復力為負并且減小，從O到C，回復力為正并且增大 D．若t＝0時刻，小球在O點且向右運動，則小球的位移時間關(guān)系為x＝Asin(t) 答案 ACD 解析 從C到O時，速度為正且增大，從O到B速度為正，并且減小，故B錯誤． 變式1 一個彈簧振子做簡諧振動，若從平衡位置開始計時，經(jīng)過3s時，振子第一次到達P點，又經(jīng)過2s第二次經(jīng)過P點，則該彈簧振子的振動周期可能為( ) A．32s B．16s C．8s D．4s 答案 B 解析 如圖所示，a、b為最大位移處． 彈簧振子離開O點后，若向著P點運動，即O→P歷時3s，之后P→b→P歷時2s，由對稱性可知，P→b歷時1s，故有O→P→b歷時4s，所以T＝16s，B正確；若彈簧振子離開O點先向a運動，然后到P，即O→a→O→P歷時3s，P→b歷時1s，故T＝4s，所以T＝s，A、C、D錯誤． 變式2 (多選)如圖6所示，彈簧振子在B、C間振動，O為平衡位置，BO＝OC＝5cm，若振子從B到C的運動時間是1s，則下列說法中正確的是( ) 圖6 A．振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動 B．振動周期是2s，振幅是5cm C．經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程是20cm D．從B開始經(jīng)過3s，振子通過的路程是30cm 答案 BD 解析 振子從BOC僅完成了半次全振動，所以周期T＝21s＝2s，振幅A＝BO＝5cm，故A錯誤，B正確；振子在一次全振動中通過的路程為4A＝20cm，所以兩次全振動中通過的路程為40cm,3s的時間為1.5T，所以振子通過的路程為30cm，故C錯誤，D正確． 變式3 (多選)某質(zhì)點做簡諧運動，其位移隨時間變化的關(guān)系式為x＝10sin (t) cm，則下列關(guān)于質(zhì)點運動的說法中正確的是( ) A．質(zhì)點做簡諧運動的振幅為10cm B．質(zhì)點做簡諧運動的周期為4s C．在t＝4s時質(zhì)點的速度最大 D．在t＝4s時質(zhì)點的位移最大 答案 AC 解析 由x＝10sin (t) cm知振幅為10cm，又ω＝rad/s，則周期T＝＝8s，故A正確，B錯誤；t＝4s時，x＝0，速度最大，故C正確，D錯誤． 命題點二 簡諧運動的圖象 1．振動圖象提供的信息 (1)由圖象可以看出質(zhì)點振動的振幅、周期． (2)可以確定某時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移． (3)可以確定各時刻質(zhì)點的振動方向． (4)可以確定某時刻質(zhì)點的回復力、加速度和速度的方向． (5)能夠比較不同時刻質(zhì)點的速度、加速度的大?。? 2．振動圖象的分析方法 (1)首先，要理解位移—時間圖象的意義，明確切線斜率的大小等于速度的大小，切線斜率的正負表示速度的方向． (2)其次，要把位移—時間圖象與質(zhì)點的實際振動過程聯(lián)系起來，圖象上的一個點表示振動中的一個狀態(tài)(位置、振動方向等)，圖象上的一段對應振動的一個過程． (3)解題關(guān)鍵是判斷好平衡位置、最大位移及振動方向，讀出振幅、周期，算出簡諧運動的路程和位移． 例2 (多選)(2016浙江4月選考15)擺球質(zhì)量相等的甲、乙兩單擺懸掛點高度相同，其振動圖象如圖7所示．選懸掛點所在水平面為重力勢能的參考面，由圖可知( ) 圖7 A．甲、乙兩單擺的擺長之比是 B．ta時刻甲、乙兩單擺的擺角相等 C．tb時刻甲、乙兩單擺的勢能差最大 D．tc時刻甲、乙兩單擺的速率相等 答案 AC 變式4 (多選)(2018嘉興市期末)如圖8所示為一質(zhì)點的振動圖象，曲線滿足正弦變化規(guī)律，則下列說法中正確的是( ) 圖8 A．該振動為簡諧運動 B．該振動的振幅為10cm C．前0.08s內(nèi)，質(zhì)點發(fā)生的位移為20cm D．0.04s末，質(zhì)點的振動方向沿x軸負方向 答案 AD 解析 題圖圖象表示質(zhì)點的位移隨時間變化的規(guī)律，是簡諧運動，故A正確；由題圖知，振幅為5cm，故B錯誤；由題圖知周期T＝0.08s，故在0.08s末，質(zhì)點又回到平衡位置．前0.08s內(nèi)，質(zhì)點發(fā)生的位移為0cm，故C錯誤；由振動規(guī)律知，0.04s末質(zhì)點的振動方向沿x軸負方向，故D正確． 變式5 (多選)如圖9是用頻閃照相的方法獲得的彈簧振子的位移－時間圖象(水平方向為x軸，豎直方向為t軸)，下列關(guān)于該圖象的說法正確的是( ) 圖9 A．該圖象的坐標原點是建立在彈簧振子小球的平衡位置 B．從圖象可以看出小球在振動過程中是沿t軸方向移動的 C．為了顯示小球在不同時刻偏離平衡位置的位移，讓底片沿垂直x軸方向勻速運動 D．圖象隨時間的推移而發(fā)生平移 答案 AC 解析 由題圖看出，彈簧振子在x軸方向做簡諧運動，小球并不是沿t軸方向移動，由對稱性可知，該圖象的坐標原點是建立在彈簧振子小球的平衡位置，故A正確，B錯誤；類似于沙擺實驗，為了顯示小球在不同時刻偏離平衡位置的位移，讓底片沿垂直x軸方向勻速運動，故C正確；圖象反映了小球的位移隨時間變化的情況，圖象不隨時間的推移而發(fā)生平移，故D錯誤． 變式6 (多選)小明在實驗室做單擺實驗時得到如圖10甲所示的單擺振動情形，O是它的平衡位置，B、C是擺球所能到達的左右最遠位置．小明根據(jù)實驗情況繪制了單擺的振動圖象如圖乙所示，若圖中單擺向右擺動為正方向，g＝π2m/s2，則下列選項正確的是( ) 圖10 A．此單擺的振動頻率是0.5Hz B．根據(jù)圖乙可知開始計時時擺球在C點 C．圖中P點向正方向振動 D．根據(jù)已知數(shù)據(jù)可以求得此單擺的擺長為1.0m 答案 AD 解析 由題圖乙知周期T＝2.0s，則頻率f＝＝0.5Hz，所以A正確；由題圖乙可知，t＝0時刻擺球在負向最大位移處，所以開始時擺球在B點，所以B錯誤；根據(jù)振動圖象可知P點應該向負方向振動，所以C錯誤；由T＝2π，得l＝＝1.0m，D正確． 命題點三 外力作用下的振動 1．共振曲線 如圖11所示，橫坐標為驅(qū)動力頻率f，縱坐標為振幅A，它直觀地反映了驅(qū)動力頻率對某固有頻率為f0的振動系統(tǒng)受迫振動振幅的影響，由圖可知，f與f0越接近，振幅A越大；當f＝f0時，振幅A最大． 圖11 2．受迫振動中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化 做受迫振動的系統(tǒng)的機械能不守恒，系統(tǒng)與外界時刻進行能量交換． 例3 (多選)(2018金華十校聯(lián)考)如圖12所示為一個單擺在地面上做受迫振動的共振曲線(振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系)，則( ) 圖12 A．此單擺的固有周期約為2s B．此單擺的擺長約為1m C．若擺長增大，單擺的固有頻率增大 D．若擺長增大，共振曲線的峰將右移 答案 AB 解析 單擺做受迫振動，振動頻率與驅(qū)動力頻率相等；當驅(qū)動力頻率等于固有頻率時，發(fā)生共振，則固有頻率為0.5Hz，周期為2s，故A正確；由公式T＝2π，可得L≈1m，故B正確；若擺長增大，單擺的固有周期增大，則固有頻率減小，故C錯誤；若擺長增大，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動，故D錯誤． 變式7 (多選)如圖13所示是單擺做阻尼運動的位移－時間圖線，下列說法中正確的是( ) 圖13 A．擺球在P與N時刻的勢能相等 B．擺球在P與N時刻的速度方向相同 C．擺球在P與N時刻的機械能相等 D．擺球在運動過程中機械能越來越小 答案 AD 解析 擺球在P與N時刻位移大小相等即單擺所處高度相同，則重力勢能相同，故A正確；擺球在P與N時刻都是向平衡位置運動，速度的方向相反，故B錯誤；由于阻力影響，單擺要克服阻力做功，在運動過程中機械能一直逐漸減小，故N時刻的機械能小于P時刻的機械能，C錯誤，D正確． 變式8 (多選)蜘蛛會根據(jù)絲網(wǎng)的振動情況感知是否有昆蟲“落網(wǎng)”，若絲網(wǎng)的固有頻率為200Hz，下列說法正確的是( ) A．“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率越大，絲網(wǎng)的振幅越大 B．當“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率低于200Hz時，絲網(wǎng)不振動 C．當“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的周期為0.005s時，絲網(wǎng)的振幅最大 D．昆蟲“落網(wǎng)”時，絲網(wǎng)振動的頻率由“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率決定 答案 CD 解析 根據(jù)共振的條件可知，系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時，系統(tǒng)達到共振，振幅達到最大，故A、B錯誤； 當“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的周期為0.005s時，其頻率：f＝＝Hz＝200Hz，與絲網(wǎng)的固有頻率相等，所以絲網(wǎng)的振幅最大，故C正確；受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，所以昆蟲“落網(wǎng)”時，絲網(wǎng)振動的頻率由“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率決定，故D正確． 變式9 (多選)如圖14所示，曲軸上掛一個彈簧振子，轉(zhuǎn)動搖把，曲軸可帶動彈簧振子上下振動．開始時不轉(zhuǎn)動搖把，讓振子自由振動，測得其頻率為2Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min.則( ) 圖14 A．當振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期是0.5s B．當振子穩(wěn)定振動時，它的振動頻率是4Hz C．當轉(zhuǎn)速增大時，彈簧振子的振幅增大 D．當轉(zhuǎn)速減小時，彈簧振子的振幅增大 答案 BD 解析 由240r/min＝4 r/s知，T＝0.25s，則f＝4Hz，當振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期及頻率均與驅(qū)動力的周期及頻率相等，A錯誤，B正確．當轉(zhuǎn)速減小時，其頻率將更接近振子的固有頻率2Hz，彈簧振子的振幅將增大，C錯誤，D正確． 1．(多選)(2018書生中學月考)對做簡諧運動的物體，下列說法正確的是( ) A．每次通過同一位置時，其速度不一定相同，但加速度一定相同 B．通過平衡位置時，速度為零，加速度最大 C．每次通過平衡位置時，加速度相同，速度也一定相同 D．若位移為負值，則速度不一定為正值，加速度一定為正值 答案 AD 解析 物體每次通過同一位置時，其速度不一定相同，但加速度一定相同，A正確；物體通過平衡位置時，速度最大，加速度為零，B錯誤；物體每次通過平衡位置時，加速度為零，速度不一定相同，C錯誤；若位移為負值，根據(jù)a＝－，則加速度一定為正值，物體遠離平衡位置時速度方向為負值，D正確． 2．做簡諧運動的單擺擺長不變，若擺球質(zhì)量減小為原來的，擺球經(jīng)過平衡位置時速度增大為原來的2倍，則單擺振動的( ) A．頻率、振幅都不變 B．頻率、振幅都改變 C．頻率不變，振幅改變 D．頻率改變，振幅不變 答案 C 3．(多選)物體做阻尼振動過程中，它的( ) A．周期越來越小 B．振幅越來越小 C．機械能越來越小 D．頻率越來越小 答案 BC 解析 周期和頻率是由物體本身的性質(zhì)決定的，即使做阻尼振動，周期和頻率也不變，故A、D錯誤；由題意可知，物體做阻尼振動，即振子振動的幅度逐漸減小，根據(jù)能量守恒定律可知，由于存在阻力做功，所以機械能越來越小，故B、C正確． 4．(多選)一彈簧振子A的位移y隨時間t變化的關(guān)系式為y＝0.1sin (2.5πt)，位移y的單位為m，時間t的單位為s.則( ) A．彈簧振子的振幅為0.2m B．彈簧振子的周期為1.25s C．在t＝0.2s時，振子的運動速度為零 D．質(zhì)點在0.1s末與0.3s末的位移相同 答案 CD 解析 由題意可知，振幅A＝0.1m，周期T＝＝s＝0.8s，故A、B錯誤；在t＝0.2s時，振子的位移最大，速度為零，故C正確；表達式對應的振動圖象如圖所示，根據(jù)圖象的對稱性，質(zhì)點在0.1s末與0.3s末的位移相同，故D正確． 5.某彈簧振子沿x軸的簡諧運動圖象如圖1所示，下列描述正確的是( ) 圖1 A．t＝1s時，振子的速度為零，加速度為負的最大值 B．t＝2s時，振子的速度為負，加速度為正的最大值 C．t＝3s時，振子的速度為負的最大值，加速度為零 D．t＝4s時，振子的速度為正，加速度為負的最大值 答案 A 解析 t＝1s時，振子位于正向位移最大處，速度為零，加速度為負向最大，故A正確；t＝2s時，振子位于平衡位置并向x軸負方向運動，速度為負向最大，加速度為零，故B錯誤；t＝3s時，振子位于負向位移最大處，速度為零，加速度為正向最大，故C錯誤；t＝4s時，振子位于平衡位置并向x軸正方向運動，速度為正向最大，加速度為零，故D錯誤． 6．質(zhì)點做簡諧運動，其位移x與時間t的關(guān)系曲線如圖2所示，由圖可知( ) 圖2 A．振幅為4cm，頻率為0.25Hz B．t＝1s時速度為零，但質(zhì)點所受合外力最大 C．t＝2s時質(zhì)點具有正方向最大加速度 D．該質(zhì)點的振動方程為x＝2sin (t) cm 答案 C 7．(多選)如圖3甲所示，O是單擺的平衡位置，B、C是擺球所能到達的最遠位置．此單擺振動圖象如圖乙所示，則( ) 圖3 A．單擺振幅是16cm B．單擺擺長約為1m C．擺球經(jīng)過O點加速度不為零 D．振幅減小，周期也減小 答案 BC 8．(多選)一彈簧振子做簡諧運動，它所受的回復力F隨時間t變化的圖線為正弦曲線，如圖4所示，下列說法錯誤的是( ) 圖4 A．在0～2s時間內(nèi)，彈簧振子做加速運動 B．在t1＝3s和t2＝5s時刻，彈簧振子的速度大小相等，方向相反 C．在t2＝5s和t3＝7s時刻，彈簧振子的位移大小相等，方向相同 D．在0～4s時間內(nèi)，t＝2s時刻彈簧振子所受回復力做功功率最大 答案 ABD 解析 在0～2s時間內(nèi)，振子位移不斷增大，加速度不斷增大，速度不斷減小，做減速運動，A錯誤；3s與5s時刻速度大小相等，方向相同，B錯誤；5s與7s時刻，所受彈簧彈力相同，彈簧振子位移大小相等，方向相同，C正確；t＝2s時刻彈簧振子所受回復力最大而速度為零，做功功率為零，D錯誤． 9．(多選)如圖5甲所示的彈簧振子(以O點為平衡位置在B、C間振動)，取水平向右的方向為振子離開平衡位置的位移的正方向，得到如圖乙所示的振動曲線，由曲線所給信息可知，下列說法正確的是( ) 圖5 A．t＝0時，振子處在C位置 B．t＝1.0s和t＝1.4s振子的加速度相同 C．t＝0.9s時振子具有正方向的最大速度 D．t＝0.4s時振子相對平衡位置的位移為5cm 答案 BD 解析 由振動圖象可知t＝0時，振子的位移為負向最大，說明振子處于B位置，故A錯誤．根據(jù)對稱性可知，t＝1.0s和t＝1.4s振子的位移相同，經(jīng)過同一位置，由a＝－分析可知，t＝1.0s和t＝1.4s振子的加速度相同，故B正確．t＝0.9s時振子經(jīng)過平衡位置，速度最大，根據(jù)x－t圖象的斜率表示速度，可知t＝0.9s時刻振子的速度沿負方向，故C錯誤．彈簧振子的周期為T＝1.2s，振幅為A＝10cm，振動方程為x＝－Acost＝－10cos (t) cm＝ －10cos (t) cm.將t＝0.4s代入解得x＝5cm，故D正確． 10．(多選)甲、乙兩位同學分別使用圖6a所示的同一套裝置觀察單擺做簡諧運動時的振動圖象，已知二人實驗時所用的單擺的擺長相同，落在木板上的細沙分別形成的曲線如圖b所示，下面關(guān)于兩圖線的說法中正確的是( ) 圖6 A．甲圖表示沙擺擺動的幅度較大，乙圖擺動的幅度較小 B．甲圖表示沙擺擺動的周期較大，乙圖擺動的周期較小 C．二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度關(guān)系v甲＝2v乙 D．二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度關(guān)系v乙＝2v甲 答案 AC 解析 由題圖b可知，甲的振動幅度較大，乙的振動幅度較小，故A正確；兩擺由于擺長相同，則由單擺的性質(zhì)可知，兩擺的周期相同，故B錯誤；由題圖b可知，甲的時間為2T，乙的時間為4T，則由v＝可知，二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度關(guān)系為v甲＝2v乙，故C正確，D錯誤． 11．在飛機的發(fā)展史中有一個階段，飛機上天后不久，機翼很快就抖動起來，而且越抖越厲害，后來人們經(jīng)過了艱苦的探索，利用在飛機機翼前緣處裝置一個配重桿的方法，解決了這一問題，在飛機機翼前緣處裝置配重桿的主要目的是( ) A．加大飛機的慣性 B．使機體更加平衡 C．使機翼更加牢固 D．改變機翼的固有頻率 答案 D 解析 飛機飛上天后，在氣流周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動，機翼越抖越厲害說明氣流驅(qū)動力的頻率與機翼的固有頻率非常接近或相等．在機翼前緣處裝置配重桿，目的是通過改變機翼的質(zhì)量來改變其固有頻率，使驅(qū)動力頻率與固有頻率相差較大，從而實現(xiàn)減振的目的，D選項正確． 12．(多選)2017年8月8日，四川九寨溝發(fā)生7.0級地震，導致很多房屋坍塌，就此事件，下列說法正確的有( ) A．所有建筑物振動周期相同 B．所有建筑物振幅相同 C．建筑物的振動周期由其固有周期決定 D．所有建筑物均做受迫振動 答案 AD 解析 所有建筑物均做受迫振動；達到穩(wěn)定后的振動周期是由驅(qū)動力的周期來決定的，而跟振動物體本身的固有周期無關(guān)，由于不同建筑物固有頻率不盡相同，所以做受迫振動時，它們的振幅不一定相等，故A、D正確，B、C錯誤． 13．下表記錄了某受迫振動的振幅隨驅(qū)動力頻率變化的關(guān)系，若該振動系統(tǒng)的固有頻率為f固，則( ) 驅(qū)動力頻率/Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振動振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3 A.f固＝60Hz B．60Hz＜f固＜70Hz C．50Hz＜f固≤60Hz D．以上三個都不對 答案 C 解析 從如圖所示的共振曲線可判斷出f驅(qū)與f固相差越大，受迫振動的振幅越??； f驅(qū)與f固越接近，受迫振動的振幅越大．并可以從中看出f驅(qū)越接近f固，振幅的變化越慢．比較各組數(shù)據(jù)知f驅(qū)在50～60 Hz范圍內(nèi)時，振幅變化最小，因此50 Hz＜f固≤60 Hz，即C正確． 14．(多選)如圖7所示，在光滑水平地面上一彈簧振子在A、B間做簡諧運動，平衡位置為O，已知該振子的固有頻率為f＝2Hz.振子在振動過程中，下列說法正確的是( ) 圖7 A．振子在O位置，動能最大，勢能最大 B．振子由A位置向O位置運動，加速度減小，速度增大 C．振子由A位置向O位置運動，振幅減小，機械能減小 D．如果施加一個f＝2Hz的驅(qū)動力，該彈簧振子將發(fā)生共振現(xiàn)象 答案 BD 解析 振子在O點時彈簧的彈性勢能是0，動能最大，故A錯誤；振子從A位置向O位置運動過程中，位移減小，由a＝－可知加速度減小，振子的速度增大，所以動能逐漸增大，但振幅不變，機械能不變，故B正確，C錯誤；該振子的固有頻率為f＝2Hz，如果施加一個f＝2Hz的驅(qū)動力，根據(jù)共振的條件可知，該彈簧振子將發(fā)生共振現(xiàn)象，故D正確． 15．(多選)某處一單擺做簡諧運動的振動方程為x＝0.04cos (3.14t) m，關(guān)于該單擺的敘述下列說法正確的是( ) A．該單擺的擺長約為1m B．若該單擺被考察隊攜至珠穆朗瑪峰的頂端，則其擺動變慢 C．在t＝1.2s時擺球正沿正方向做加速運動，加速度正在減小 D．在0.25s時刻和1.25s時刻擺球沿相反方向經(jīng)過同一位置 答案 ABC 解析 單擺做簡諧運動的振動方程為x＝0.04cos (3.14t) m，則ω＝3.14rad/s，該單擺的周期：T＝＝s＝2s．由T＝2π得l＝＝m≈1m，故A正確；若該單擺被考察隊攜至珠穆朗瑪峰的頂端，重力加速度減小，根據(jù)周期公式T＝2π可知，該單擺的周期增大，其擺動變慢，故B正確；根據(jù)單擺做簡諧運動的振動方程為x＝0.04cos (3.14t) m，可知開始時擺球在正的最大位移處，在t＝1.2s時，T下載提示(請認真閱讀)
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