陜西省交大附中高三物理 第25課時(shí) 單擺 受迫振動(dòng) 共振練習(xí)試題（A卷）.doc

第25 課時(shí) 單擺 受迫振動(dòng) 共振（a卷）3考測(cè)點(diǎn)導(dǎo)航1單擺（1）單擺是一種物理模型，懸點(diǎn)固定，擺球的直徑與擺長相比可忽略。（2）單擺的回復(fù)力由重力的切向分力提供，當(dāng)擺角小于10時(shí)做簡諧運(yùn)動(dòng)（3）單擺做簡諧振動(dòng)時(shí)周期公式為t=2，其中l(wèi)為懸點(diǎn)到擺球重心之間的距離，g為單擺所在地的重力加速度，大小與振幅、擺球質(zhì)量無關(guān)（4）應(yīng)用： 計(jì)時(shí)器 測(cè)定重力加速度g=42l/t22受迫振動(dòng)是物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)。受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)fa0f固圖25-a-13共振是受迫振動(dòng)的特例。當(dāng)物體的固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率時(shí)即f驅(qū)=f固，其振幅最大，振幅的大小與頻率的關(guān)系可用共振曲線25-a-1表示，要利用共振需使f驅(qū)靠近或等于f固；要避免共振需使f驅(qū)遠(yuǎn)離f固典型題點(diǎn)擊1關(guān)于單擺在做簡諧振動(dòng)時(shí)回復(fù)力的說法中，正確的是（ ）a擺球所受的回復(fù)力是重力和擺線對(duì)擺球拉力的合力b擺球所受回復(fù)力是重力沿切線方向的分力，重力的另一個(gè)分力與擺線對(duì)擺球的拉力相平衡c球經(jīng)過平衡位置時(shí)，所受合力為零d擺球所受回復(fù)力是重力沿切線方向的分力，重力的另一個(gè)分力小于或等于擺線對(duì)擺球的拉力（該題考查單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)過程中的受力情況，注意三個(gè)不同的位置：最低點(diǎn)即平衡位置、兩個(gè)邊界點(diǎn)、邊界點(diǎn)到平衡位置之間任一位置）labc2mm/2m2ll圖25-a-22如圖25-a-2所示，當(dāng)a振動(dòng)起來后，通過水平掛繩迫使b、c振動(dòng)，下列說法中，正確的是（ ）a只有a、c振動(dòng)周期相等 ba的振幅比b小cc的振幅比b大 da、b、c的振動(dòng)周期相等（受迫振動(dòng)的頻率與固有頻率、擺球的質(zhì)量無關(guān)，都等于驅(qū)動(dòng)力的頻率；當(dāng)f驅(qū)=f固，振幅最大）3在下述哪些情況中單擺的振動(dòng)周期會(huì)增大（ ）a擺球質(zhì)量增大 b單擺由海平面移到高山上 c單擺由上海移到北京 d擺長減?。ㄔ擃}考查影響單擺周期的各種可能的因數(shù)）abos圖25-a-34如圖25-a-3所示，一單擺擺長l，做小振幅振動(dòng)，當(dāng)擺球經(jīng)平衡位置o運(yùn)動(dòng)的瞬間，小球正以速度v從o正下方的a點(diǎn)通過并向右勻速運(yùn)動(dòng)，與豎直墻 b 碰撞后以原速率返回。要使小球再次到達(dá) a時(shí)，擺球也到達(dá)o，a與墻b的距離s應(yīng)該是多少？（球與墻碰撞時(shí)間可忽略）（該題把單擺與直線運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來，考查單擺運(yùn)動(dòng)的周期性，注意多解及n的取值范圍）新活題網(wǎng)站一、選擇題1甲乙兩只擺鐘（可視為單擺）當(dāng)甲鐘剛走完45分鐘，乙鐘已走完1小時(shí)，則甲乙兩鐘擺長之比為（ ）a34 b43 c96 d169（直接運(yùn)用單擺的周期公式即可求解）2單擺的擺球做簡諧振動(dòng)，經(jīng)過平衡位置時(shí)正好遇到空中飄落下的速度可忽略的雨滴，雨滴均勻附著在擺球表面，則擺球在振動(dòng)中有關(guān)物理量的變化情況是（ ）a最大速度不變，振幅不變，周期不變 b最大速度變小，振幅變小，周期變小c最大速度變小，振幅變小，周期不變 d最大速度變大，振幅變大，周期不變（該題考查單擺運(yùn)動(dòng)過程中各物理量的變化，雨滴均勻附著在擺球表面的過程其實(shí)是一個(gè)完全非彈性碰撞過程，動(dòng)量不變，質(zhì)量增大，重心不變）圖25-a-43如圖25-a-4，曲軸上掛一彈簧振子，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，曲軸可以帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng)。開始時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，讓振子上下自由振動(dòng)，測(cè)得振動(dòng)頻率為2hz，然后勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，轉(zhuǎn)速為240 rad/min，當(dāng)振子振動(dòng)穩(wěn)定后它的振動(dòng)周期為（ ）a0.5s b0.25s c2s d4s（受迫振動(dòng)的頻率與其固有頻率無關(guān)，等于驅(qū)動(dòng)力的頻率）4一單擺擺長為l，在懸點(diǎn)的正下方有一細(xì)釘可擋住擺線的運(yùn)動(dòng)，釘與懸點(diǎn)間的距離為l，（擺線與豎直方向的最大偏角小于10）則此擺的周期是（ ） a2 b2 c（） d（）（在g一定的情況下，擺長不同其周期也不同）5若單擺的擺長不變，擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置的速度減小為原來的1/2，則單擺振動(dòng)的（ ）a 頻率不變，振幅不變 b頻率不變，振幅改變c頻率改變，振幅改變 d頻率改變，振幅不變（單擺的頻率決定于擺長，與質(zhì)量、振幅無關(guān)。擺球在平衡位置的速度改變，其振幅相應(yīng)改變）abcd圖25-a-56如圖25-a-5所示，在一根張緊的繩子上掛著4個(gè)單擺小球a、b、c、d，它們的擺長分別是lb=1.0m，la=3lb/4，lc=lb/2，ld=lb/4，當(dāng)用0.5hz的周期性外力撥動(dòng)張緊的繩時(shí)，穩(wěn)定后擺球振動(dòng)的振幅最大的是（ ）aa球 bb球 cc球 dd球（受迫振動(dòng)中如果固有頻率不可能等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，則根據(jù)共振曲線可知當(dāng)它們之間相差越小振幅越大）二、填空題7一物體在某行星表面受到的萬有引力是它在地球表面受到的萬有引力的1/4，在地球上走得很準(zhǔn)的擺鐘搬到此行星上后，此鐘的分針走一整圈所經(jīng)歷的時(shí)間實(shí)際上是 。（該題考查了不同星體表面的重力加速度對(duì)單擺周期的影響，利用萬有引力定律求解）8一個(gè)單擺長為 l ，擺球的質(zhì)量為m,在最大位移處時(shí)，擺線與豎直方向的夾角為，此時(shí)擺球所受的合力為 ，擺球所受的回復(fù)力的大小為 ，擺球往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，擺線上最大張力為 。9振動(dòng)周期為2秒的單擺叫秒擺，秒擺的擺長為 ，若將此擺移到離地球表面距離等于地球半徑的高空，其周期是 秒。（該題是單擺周期公式的具體應(yīng)用，結(jié)合萬有引力定律找出g的相互關(guān)系即可求解）三、計(jì)算題10在相同時(shí)間內(nèi)單擺甲做了10次全振動(dòng)，單擺乙做了6次全振動(dòng)，兩個(gè)單擺的擺長差l=16cm，求擺長l1和l2各為多少？（該題考查對(duì)單擺周期公式的靈活運(yùn)用）11汽車在一條起伏不平的公路上行駛，路面上凸起處相隔的距離大約都是16m，汽車的車身是裝在彈簧上，當(dāng)汽車以8m/s的速度行駛時(shí)，車身起伏得最激烈，則車身與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)的固有頻率是多少？（該題考查的是受迫振動(dòng)中的共振條件：即f驅(qū)=f固）bacd圖25-a-612如圖25-a-6所示，很長的細(xì)線c系著一個(gè)小球a做成單擺，在其懸點(diǎn)o處還固定另一細(xì)繩d，串在繩子上的小球b能沿繩子下滑，現(xiàn)將a球偏離垂線d一個(gè)很小的角度，b球停在懸點(diǎn)o處，使它們同時(shí)無初速開始運(yùn)動(dòng)，假如a和b正好能相碰，求b和繩子之間的摩擦力與b球的重力之比。 （該題考查了單擺運(yùn)動(dòng)的周期性，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等再利用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可以求第25課時(shí) 單擺 受迫振動(dòng) 共振（a卷）一、典型題點(diǎn)擊 1d 2cd 3b 4小球從a回a到所需要的時(shí)間為 t=2s/v擺球也恰好回到最低點(diǎn)，經(jīng)歷時(shí)間應(yīng)該是半周期的整數(shù)倍 t=nt/2=n(l/g)1/2聯(lián)解得s=nv(l/g)1/2/2 n=1、2、3 二、新活題網(wǎng)站 1d 2c 3b 4d 5b 6b 72h 8mgsin，mgsin，mg+2mg（1cos） 90.994m，4 10t1=2(l1/g)1/2 t2=2(l2/g)1/2又t1t：所以有l(wèi)2:l1=36:100l2-l1=0.16m =16cm解得到l1=9cm，l2=25cm11驅(qū)動(dòng)力的周期t=s/v=2s此時(shí)車發(fā)生共振現(xiàn)象，則 t固t所以f