3.(2009年高考上海卷第4小题)做简谐振动的单摆摆长不变,若摆球质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2,则单摆振动的( C )
(A)频率、振幅都不变 (B)频率、振幅都改变
(C)频率不变、振幅改变 (D)频率改变、振幅不变
2.已知单摆摆长为L,悬点正下方3L/4处有一个钉子。让摆球做小角度摆动,其周期将是多大?
解:该摆在通过悬点的竖直线两边的运动都可以看作简谐运动,周期分别为和
,因此该摆的周期为 :
1.(09年宁夏)(5分)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,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 BD
A.当f<f0时,该振动系统的振幅堕 f增大而减小
B.当f>f0时,该振动系统的振幅随f减小而增大
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
解:如图,当f>f0时, f减小接近固有频率f0,受迫受迫振动的振幅增大,选B
物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关。所以选D
9.共振
当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。
⑴利用共振的有:共振筛、转速计、、跳板跳水、打秋千……
⑵防止共振的有:机床底座、航海、军队过桥、高层建筑…
8.受迫振动
物体在驱动力(既周期性外力)作用下的振动叫受迫振动。
⑴物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关。
⑵物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定:两者越接近,受迫振动的振幅越大,两者相差越大受迫振动的振幅越小。
7.单摆
(1).单摆:在细线的一端挂上一个小球,另一端固定在悬点上,如果线的伸缩和质量可以忽略,球的直径比线长短得多,这样的装置叫做单摆.
这是一种理想化的模型,一般情况下细线下接一个小球的装置都可作为单摆.
(2).单摆振动可看做简谐运动的条件是:在同一竖直面内摆动,摆角小于5°.
(3).单摆振动的回复力:是重力的切向分力,不能说成是重力和拉力的合力。在平衡位置振子所受回复力是零,但合力是向心力,指向悬点,不为零。
(4).单摆的周期:当 l、g一定,则周期为定值 T=2π,与小球是否运动无关.与摆球质量m、振幅A都无关。其中摆长l指悬点到小球重心的距离,重力加速度为单摆所在处的测量值。要区分摆长和摆线长
9.一质点做简谐运动,其表达式为,试求该简谐运动的
⑴振幅、周期和频率;
⑵起始位移和末的位移,并判断
末振动质点所到达的位置和速度方向。
解:⑴根据振动方程可知,该简谐运动的振幅为
周期和频率分别为
⑵将和
分别代入
,得起始位移为
因
因
末质点振动了2.5个周期
所以末振动质点到达了关于平衡位置对称的位置上,并且运动方向和计时时刻相反。
8.(09年天津卷)某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=Asin
,则质点(AD)
A.第1 s末与第3 s末的位移相同
B.第1 s末与第3 s末的速度相同
C.3 s末至5 s末的位移方向都相同
D.3 s末至5 s末的速度方向都相同
解:,
,将t=1s和t=3s代入得两时刻位移相同,A对;画出对应的位移-时间图像,由图像可以看出,第1s末和第3s末的速度方向不同,B错;由图像可知,3s末至5s末的位移大小相同,方向相反,而速度是大小相同,方向也相同。故D对。
7.劲度系数为20N/cm的弹簧振子,振动图象如图所示,在图中A点对应的时刻 ( B )
A.振子所受的弹力大小为0.5N,方向指向x轴的负方向
B.振子的速度方向指向x轴的正方向
C.在0-4s内振子作了1.75次全振动
D.在0-4s内振子通过的路程为0.35cm,位移为0
6.一质点做简谐振动,其位移x与时间t的关系曲线如图。由图可知(C)
A.质点振动的频率是4Hz
B.质点振动的振幅是4cm
C.在t=3s时,质点的速度为最大
D.在t=4s时,质点所受的合外力为零
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