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2.质量为m的物体和一个轻弹簧组成弹簧振子,其固有振动周期为T.当它作振幅为A的自由简谐振动时,其振动能量E= .
3.已知一简谐振动曲线如图所示,由图确定: (l)在 s时速度为零. (2)在 s时动能最大. (3)在 s时加速度取正的最大值.
4.已知三个简谐振动曲线如图所示,则振动方程分别为:x1? ,x2? ,x3? .
5.一简谐振动的振动曲线如图所示,相应的以余弦函数表示的振动方程为 .
?t??/4)6.一质点同时参与了两个同方向的简谐振动,它们的振动方程分别为x1?0.05cos(?t?19?/12)(SI)(SI),x1?0.05cos(,其合成运动的运动方程为x= (SI).
?t??/3),在同一坐标上画出7.两个简谐振动方程分别为x1?Acos?t,x2?Acos(两者的X—t曲线.
8.如图所示的是两个简谐振动的振动曲线,它们合成的余弦振动的初相为 .
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9.无阻尼自由简谐振动的周期和频率由 所决定.对于给定的简谐振动系统,其振幅、初相由 .
10.已知一个简谐振动的振幅A=2cm,圆频率??4?/s,以余弦函数表达运动规律时的初位相中???/2,试画出位移和时间的关系曲线(振动曲线).
11.一作简谐振动的振动系统,其质量为2kg,频率为1000Hz,振幅为0.5cm,则其振动能量为 .
三、计算题
1.一个轻弹簧在60N的拉力作用下可伸长30cm.现将一物体悬挂在弹簧的下端并在它上面放一小物体,它们的总质量为4kg.待其静止后再把物体向下拉10cm,然后释放.问: (l)此小物体是停在振动物体上面还是离开它?
(2)如果使放在振动物体上的小物体与振动物体分离,则振幅A需满足何条件?二者在何位置开始分离?
2.一弹簧振子沿X轴作简谐振动.已知振动物体最大位移为xm?0.4m,最大恢复力为
Fm?0.8N,最大速度为vm?0.8?m/s,又知 t= 0的初位移为+0.2m,且初速度与所选x轴方
向相反.
(l)求振动能量; (2)求此振动的表达式.
?23.一物体作简谐振动,其速度最大值vm?3?10m/s,其振幅A?2?10?2m.当t= 0时,
物体位于平衡位置且向x轴的负方向运动.求:
(l)振动周期T; (2)加速度的最大值am; (3)振动方程的数值式.
4.某质点作简谐振动,周期为2s,振幅为0.06m,开始计时(t=0),质点恰好处在负向最大
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位移处.求:
(l)该质点的振动方程;
(2)此振动以速度 u=2m/s沿x轴正方向传播时,形成的一维简谐波的波动方程; (3)该波的波长.
5.在一轻弹簧下端悬挂m0?100g的砝码时,弹簧伸长8cm.现在这根弹簧下端悬挂m=250g的物体,构成弹簧振子.将物体从平衡位置向下拉动4cm,并给以向上的21cm/s的初速度(这时 t=0)选x轴向下,求振动方程的数值式.
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机械振动
一、选择题1. B 2.B 3.C 4.B 5.D 6.D 7.B 8.D 9.C 10.B 二、填空题
1. 2×102
N/m; 1.6Hz. 2.2?2mA2/T2.
3.0.5(2n+1) n=0,1,2,3,?;
n n=0,1,2,3,?;
0.5(4n+l) n=0,l,2,3,··
4.0.1cos?t;0.1cos(?t?12?)0.1cos(?t??) ;
5.0.04cos(?t??/2)
6.0.05cos(?t?23?/12);或0.05cos(?t??/12)(SI) 7.
8.??2或32? 9.振动系统本身性质;初始条件决定 10.
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11.9.9×10J 三、计算题
1.(1)小物体不会离开.
(2)A?g/??19.6cm,在平衡位置上方19.6cm处开始分离 2.(l)E?22
112kxm?Fmxm?0.16J 22(2)振动方程为y?0.4cos(2?t??/3) (SI) 3. (1)T?2?/??4.19s
(2)am??2A?vm??4.5?10?2m/s2 (3) x?0.02cos(1.5t??/2) (SI)
4.(l)振动方程 y0?0.06cos(?t??)(SI)
(2)波动方程,以该质点的平衡位置为坐标原点,振动的传播速度方向为坐标轴正方向. y?0.06cos[2?(t?x/u)???0.06cos[2?(t?x/2)??) (SI) (3)波长 ??uT?4(m)
5. 振动表达式为x?0.05cos(7t?0.64)(SI)
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