- 外力作用下的振动
- 共768题
如果把人当作一个整体来看，在水平方向的固有频率约为3 Hz—6Hz，竖直方向的固有频率约为4 Hz—8 Hz，拖拉机驾驶员和风镐、风铲、铆钉机等操作工在工作时将做___________振动，这些操作工的振动频率跟振动源的频率______________________.为保障操作工的安全与健康，有关部门作出规定：用手操作的各类机械的频率必须大于20 Hz，这是为了防止发生___________造成对人体健康的危害.
正确答案
受迫 接近 共振
拖拉机、风镐等在工作时，由于内燃机或电动机等动力设备运转的不平衡性，往往产生较剧烈的振动，与其靠近或密切接触的人一定要做受迫振动，如果设备的振动频率接近人体的振动频率，则人体的各部分将做较剧烈的振动，造成对人体的损伤.因此，对于用手操作的机械振动频率必须要大于20 Hz，以保障人体健康.
在火车的车厢里用细线吊着一个小球，由于在铁轨接合处火车通过受到震动使球摆动，如果每根铁轨长12.5 m，细线长0.4 m，则当火车速度达到多大时，球摆动的振幅最大.
正确答案
10m/s
火车每通过铁轨接合处时，给摆球施加一次周期性的驱动力，当这一驱动力的周期T驱=
如图在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手C，让其上下振动，周期为T1;若使把手以周期T2(T2>T 1)匀速转动，当运动都稳定后，则弹簧振子的振动周期为 ;要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速 (填:增大,减小,不变).
正确答案
T2 增大
弹簧振子的频率等于物体驱动力的频率，发生共振的条件是驱动力的频率等于固有频率，所以当运动都稳定后，弹簧振子的振动周期为T2，因为T2>T 1，所以可让把手转速增大，减小周期，使T2=T 1，这样可以使弹簧振子的振幅增大
故答案为：T2 增大
在t="1.0" s时，一列简谐横波刚好传播到如图甲所示的位置，在波的传播方向上x=2m处的质点A的振动图像如图乙所示．这列简谐横波的传播速度v = m/s，在x轴上的x =15m处的质点B（图上未标出），第三次到达波峰的时刻是t = s．
正确答案
4 6
试题分析：从甲图中可以看出波长
几名学生进行野外考察，登上一山峰后，他们想粗略测出山顶处的重力加速度。于是他们用细线拴好石块P系在树枝上做成一个简易单摆，如图所示。然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量。同学们首先测出摆长L，然后将石块拉开一个小角度，由静止释放，使石块在竖直平面内摆动，用手表测出单摆振动的周期T。
(1)用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g=__________
(2)在测量摆动的周期时，甲同学从石块某次通过平衡位置时开始计时，数出以后石块通过平衡位置的次数n，用手表测出所用的时间t；乙同学从小钢球某次通过平衡位置时开始计时，并将这次通过平衡位置时记为1，将小钢球第二次沿同一方向通过平衡位置时记为2，第三次沿同一方向通过平衡位置时记为3，以此类推，一直数到
（3）若振动周期测量正确，但由于难以确定石块重心，测量摆长时只测量了悬线长做为摆长，所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
正确答案
（1）
（3）偏小
(1)根据单摆周期计算公式，
(2)甲同学：每次小球到平衡位置数数，则n次即为
(3) 测量摆长时只测量了悬线长做为摆长，则摆长偏小，所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值偏小
弹簧振子可以作简谐振动，考虑阻力存在，振子振动过程中能量不断损失，这种振动称阻尼振动。现通过实验手段得到某振子阻尼振动的图像和经理论推导得到阻尼振动的周期公式 T）=2p/（w02-b2）1/2，（w0为该振子无阻尼时的角速度，b为阻尼系数、对某次阻尼振动b为常数）审题后指出阻尼振动的特点 、 （写出两点）
正确答案
振幅逐渐减小 、周期不变
试题分析：从图中可以看出阻尼振动的振幅在减小，但是振动周期不变，
点评：比较简单，关键是从图中能看出振幅，周期的变化特点
如图所示，在曲轴A上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手B上的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10 s内完成20次全振动，求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)在振子正常振动过程中，以转速4 r/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？
正确答案
解：(1)用手下拉振子使振子获得了一定能量，放手后，振子做自由振动；因其所受回复力与位移成正比，方向与位移的方向相反(F＝－kx)，所以属于简谐运动，其周期和频率是由它本身的结构性质决定的，故周期称固有周期(T固)，频率称固有频率(f固)，根据题意
T固＝
f固＝
由于摩擦和空气阻力的存在，振子克服摩擦力和空气阻力做功消耗能量，使其振幅越来越小，故振动成为阻尼振动
(2)由于把手转动的转速为4 r/s，它给弹簧振子的驱动力的频率为f驱＝4 Hz，周期T驱＝0.25 s，故振子做受迫振动，振动达稳定状态后，其频率(或周期)等于驱动力的频率(或周期)，因跟固有频率(或周期)无关，即f＝f驱＝4 Hz，T＝T驱＝0.25 s。又因为振子做受迫振动得到驱动力对它做的功，补偿了振子克服摩擦力和阻力做功所消耗的能量，所以振子的振动必属于无阻尼振动，可见，无阻尼振动并不是不受到阻力作用的
右图为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅多大？（g取10m/s2）
正确答案
L = 1.01m
A= 10cm
本题考查了共振，当驱动力频率和固有频率相等时，产生共振。
火车在铁轨上行驶时，由于在铁轨接头处车轮受到撞击而上下振动.如防震弹簧每受104 N的力将被压缩20 mm，而每根弹簧的实际负荷为5 000 kg.问车速多大时，列车振动得最强烈？（设铁轨长为12.5 m，g="10" m/s2,弹簧的固有周期T固=2π
正确答案
根据题意知，防震弹簧的劲度系数为k=
由于每根弹簧的实际负荷为m="5" 000 kg，所以弹簧的固有周期为
T固=2π
当振动最强烈时有T驱=
可得火车的速度为v=
由题意可知弹簧振子在做受迫振动，要使振动最强烈，必然是弹簧振子发生共振，此时必须满足：T驱=T固.
如图11-5-7所示,为某物体做受迫振动的共振曲线,从图中可知该物体振动的固有频率是________________ Hz，在驱动力频率由150 Hz增大到250 Hz的过程中,物体振动的振幅变化趋势是________________.
图11-5-7
正确答案
200 Hz 由小到大,再由大到小
当驱动力频率等于固有频率时振幅最大，所以由图可以判断固有频率为200 Hz，当驱动力频率与固有频率差值越大时，振幅越小，所以在驱动力频率由150 Hz增大到250 Hz的过程中,物体振动的振幅变化趋势是由小到大,再由大到小.
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