机械振动习题集与答案
. 精品 《机械振动噪声学》习题集 1－1 阐明下列概念，必要时可用插图。 (a) 振动； (b) 周期振动和周期； (c) 简谐振动。振幅、频率和相位角。 1－2 一简谐运动，振幅为 0.20 cm，周期为 0.15 s，求最大的速度和加速度。 1－3 一加速度计指示结构谐振在 82 Hz 时具有最大加速度 50 g，求其振动的振幅。 1－4 一简谐振动频率为 10 Hz，最大速度为 4.57 m/s，求其振幅、周期和最大加速度。 1－5 证明两个同频率但不同相位角的简谐运动的合成仍是同频率的简谐运动。即： Acos n t + Bcos (n t + ) = Ccos (n t + ' )，并讨论 ＝0、/2 和 三种
特例。 1－6 一台面以一定频率作垂直正弦运动，如要求台面上的物体保持与台面接触，则台面的最大振幅可有多大？ 1－7 计算两简谐运动 x1 = X1 cos t 和 x2 = X2 cos ( + ) t 之和。其中 << 。如发生拍的现象，求其振幅和拍频。 1－8 将下列复数写成指数Ae i 形式： (a) 1 + i3 (b) 2 (c) 3 / (3 - i ) (d) 5 i (e) 3 / (3 - i ) 2 (f) (3 + i ) (3 + 4 i ) (g) (3 - i ) (3 - 4 i ) (h) ( 2 i ) 2 + 3 i + 8 2－1 钢结构桌子的周期 ＝0.4 s，今在桌子上放 W = 30 N 的重物，如图2－1所示。已知周期的变化 ＝0.1 s。求：( a ) 放重物后桌子的周期；( b )桌子的质量和刚度。 2－2 如图2－2所示，长度为 L、质量为 m 的均质刚性杆由两根刚度为 k 的弹簧系住，求杆绕O点微幅振动的微分方程。 2－3 如图2－3所示，质量为 m、半径为 r 的圆柱体，可沿水平面作纯滚动，它的圆心O用刚度为 k 的弹簧相连，求系统的振动微分方程。
图2－1 图2－2 图2－3 2－4 如图2－4所示，质量为 m、半径为 R 的圆柱体，可沿水平面作纯滚动，与圆心O距离为 a 处用两根刚度为 k 的弹簧相连，求系统作微振动的微分方程。 2－5 求图2－5所示弹簧－质量－滑轮系统的振动微分方程。. 精品 图2－4 图2－5 2－6 图2－6所示系统垂直放置，L2杆处于铅垂位置时系统静平衡，求系统作微振动的微分方程。 2－7 求图2－7所示系统的振动微分方程。 2－8 试用能量法确定图2－8所示系统的振动微分方程。(假定 m 2 > m 1，图示位置是系统的静平衡位置。)
图2－6 图2－7 图2－8 2－9 试确定图2－9所示弹簧系统的等效刚度。 2－10 求跨度为 L 的均匀简支梁在离支承点 L3 处的等效刚度系数。 2－11 求图2－11所示系统对于广义坐标 x 的等效刚度。 2－12 一质量为 m、长度为 L 的均匀刚性杆，在距左端O为 n L 处设一支承点，如图2－12所示。求杆对O点的等效质量。
图2－9 图2－11 图2－12 2－13 如图2－13所示，悬臂梁长度为L，弯曲刚度为EI，质量不计。求系统的等效刚度 和等效质量。 2－14 图2－14是固定滑车力学模型。起吊物品质量为 m，滑轮绕中心O的转动惯量为J0，假定绳索与滑轮间无滑动，求系统的振动微分方程。 2－15 用视察法建立图2－15所示链式系统的振动微分方程。 2－16 如图2－16所示，绳索上有两个质量 m1 和 m2 ( m1 = 2 m2 )，各段绳索中的张力均. 精品 为.
精品 T ，用柔度法建立系统作微振动的微分方程。
图2－13 图2－14 图2－15 图2－16 2－17 如图2－17所示，系统中 k1 = k2 = k3 = k，m1 = m2 = m，r1 = r2 = r ，J1 = J2 = J。求系统的振动微分方程。 2－18 图2－18为行车载重小车运动的力学模型，小车质量 m1，受到两根刚度为 k 弹簧的约束，悬挂物品质量为 m2，悬挂长度为 L，摆角 很小，求系统的振动微分方程。
图2－17 图2－18 图3－1 3－1 如图3－1所示，杆 a 与弹簧 k1 和 k2 相连，弹簧 k3 置于杆 a 的中央，杆 b 与弹簧 k3 和 k4 相连，质量 m 置于杆 b 的中央。设杆 a 和杆 b 为质量和转动惯矩可忽略的刚性杆，并能在图示平面内自由移动和转动。求质量 m 上、下振动的固有频率。 3－2 如图3－2所示，一薄长板条被弯成半圆形，在水平面上摇摆。用能量法求它摇摆的周期。 3－3 如图3－3所示，一长度为 L、质量为 m 的均匀刚性杆铰接在O点，并以弹簧和粘性阻尼器支承。求：(a) 系统作微振动的微分方程；(b) 系统的无阻尼固有频率；(c) 系统的临界阻尼。 3－4 系统参数和几何尺寸如图3－4所示，刚性杆质量可忽略。求：(a) 系统作微振动的微分方程；(b) 临界阻尼系数；(c) 有阻尼固有频率。 3－5 如图3－5所示，质量为 m1的重物悬挂在刚度为 k 的弹簧上并处于静平衡位置，质量为 m2的重物从高度为 h 处自由降落到 m1 上而无弹跳，求系统的运动规律。. 精品 图3－2 图3－3 图3－4 图3－5 3－6 弹簧－质量－粘性阻尼器系统中，质量 m = 10 kg·s2/m，弹簧刚度 k = 1000 kg/m，初始条件为 x0 = 0.01 m, x0= 0。求：系统的阻尼比分别为 ＝0、0.2和1.0三种情况下系统对初始条件的响应，并给出概略简图。 3－7 图3－7所示带有库仑阻尼的系统中，质量 m = 9 kg，弹簧刚度 k = 7 kN/m，摩擦系数 = 0.15，初始条件是xx00250mm,。 求：(a) 位移振幅每周衰
减； (b) 最大速度；(c) 速度振幅每周衰减；(d) 物体 m 停止的位置。 3－8 对只有库仑阻尼的弹簧－质量系统，用能量观点证明：对于自由振动，每周期振幅衰减为4F/k。( F是摩擦力 ) 3－9 求图3－9所示系统的固有频率和主振型。( 杆为刚性，不计质量。) 3－10 选图3－10所示均质杆的质心C点向下移动的位移 x 及杆顺时针方向转角 为广义坐标，求系统的固有圆频率和主振型。
图3－9 图3－10 3－11 图3-11所示扭转振动系统中， k1 = k2 = k，J1 = 2 J2 = 2 J。 (a) 求系统的固有频率和主振型；(b) 设：)0(1 = 1 rad，)0(2 = 2 rad，0)0()0(21，求系统对初始条件的响应。 3－12 求图3-10所示系统的振型矩阵 [u]、正则化振型矩阵u和主坐标。
3－13 求图3－13所示系统的振型矩阵 [u]、正则化振型矩阵u和主坐标。
3－14 设图3-14所示系统中， 轴的抗弯刚度为 EI，它的惯性矩不计，圆盘的转动惯量 J = mR 2/4，R = L/4，静平衡时轴在水平位置。求系统的固有频率。
图3－7 .
精品 图3－11 图3－13 图3－14 3－15 用 Rayleigh 法和 Dunkerley 公式估算图2－16所示系统中质点在铅垂平面中作垂直于绳索微振动时的基频，并与精确解相比较。 4－1 如图4－1所示，一质量为 m 的油缸与刚度为 k 的弹簧相连，通过阻尼系数为 c 的粘性阻尼器以运动规律 y = A sin t 的活塞给予激励，求油缸运动的振幅以及它相对于活塞的相位。 4－2 试导出图4－2所示系统的振动微分方程，并求系统的稳态响应。 4－3 求图4－3所示弹簧－质量系统在库仑阻尼和简谐激励力 F 0 sin t 作用下的振幅。在什么条件下运动能继续？
图4－1 图4－2 图4－3 4－4 一重物悬挂在刚度 k = 3 kN/m 的弹簧下，测得系统振动的准周期为 1 s，系统阻尼比为 0.2，当外力F = 20 cos 3t (N) 作用于系统上时，求系统稳态振动的振幅和相位。
4－5 带结构阻尼的单自由度系统，若刚度用复数形式 k = k0 e i 2 表示。求系统在简谐激励下的响应。 4－6 具有粘性阻尼的弹簧－质量系统在简谐力作用下作强迫振动。求加速度幅值达到最大值时的频率比、放大因子和Q因子。 4－7 具有粘性阻尼的弹簧－质量系统在简谐力作用下作强迫振动。求速度幅值达到最大值时的频率比、放大因子和Q因子。 4－8 具有粘性阻尼的弹簧－质量系统在简谐力作用下作强迫振动。求位移幅值达到最大值时的频率比、放大因子和Q因子。 4－9 如图4－9所示，弹性支承的车辆沿高低不平的道路运行。试求出车辆振幅与运行速度v之间的关系，并确定最不利的运行速度。 4－10 图4－10所示系统中，集中质量 m = 20 kg，弹簧刚度 k = 3.5 kN/m，阻尼器的粘性阻尼系数为 c = 0.2 kN s /m，凸轮的转速为 60 rpm，行程为 0.01 m。试求系统的稳态响应 x (t)。
4－11 如图4－11所示，一个弹簧－质量系统从倾斜角为30的光滑斜面下滑。求弹簧从开始接触挡板到脱开挡板的时间。
机械振动习题与答案(20210317093030)
第一章概述1. 一简谐振动，振幅为0.20cm ,周期为0.15s,求最大速度和加速度。
解：1x max = w* X max = 2* 二* f * X max= 2* 二* * A = 8.37cm/ s.. 2 2 1 2 2 X max =W * X max x = (2* 二* 〒)2* A = 350.56cm/s22 . 一加速度计指示结构谐振在80HZ时具有最大加速度50g，(g=10m/s2 )解: X max =W2* X max =(2* 二* f )'* X maxx max二X max/(2* 二* f)2 =(50*10) /(2*3.14*80) 2 = 1.98mm3. 一简谐振动，频率为10Hz ,最大速度为4.57m/s ,求谐振动的振幅度。
解：x ma^X max/(2* ■: * f) =4.57/(2*3.14*10) -72.77mm1 1T 0.1sf 10 求振动的振幅。
、周期、最大加速2X max =w* X max = 2* ;■.工* f * X max = 2*3.14*10*4.57 = 287.00m / s4. 机械振动按激励输入类型分为哪几类？按自由度分为哪几类？答：按激励输入类型分为自由振动、强迫振动、自激振动按自由度分为单自由度系统、多自由度系统、连续系统振动5. 什么是线性振动？什么是非线性振动？其中哪种振动满足叠加原理？答：描述系统的方程为线性微分方程的为线性振动系统，如I^ mgav -0描述系统的方程为非线性微分方程的为非线性振动系统10也-mgasin v - 0线性系统满足线性叠加原理6•请画出同一方向的两个运动：治⑴=2sin（4二t），x2（t）=4sin（4二t）合成的的振动波形642-2-4-60 0.5 1 1.57•请画出互相垂直的两个运动x/t）二2sin（4 二t），X2（t）=2sin（4 二t）合成的结果。
大学 机械振动 课后习题和答案(1~4章 总汇)
1.1 试举出振动设计、系统识别和环境预测的实例。
1.2 如果把双轴汽车的质量分别离散到前、后轴上去，在考虑悬架质量和非悬架质量两个离散质量的情况下，画出前轴或后轴垂直振动的振动模型简图，并指出在这种化简情况下，汽车振动有几个自由度?1.3 设有两个刚度分别为1k ，2k 的线性弹簧如图T —1.3所示，试证明：1)它们并联时的总刚度eq k 为：21k k k eq +=2)它们串联时的总刚度eq k 满足：21111k k k eq +=解：1)对系统施加力P ，则两个弹簧的变形相同为x ，但受力不同，分别为：1122P k xP k x=⎧⎨=⎩由力的平衡有：1212()P P P k k x =+=+故等效刚度为：12eq Pk k k x ==+2)对系统施加力P ，则两个弹簧的变形为： 1122Px k Px k ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，弹簧的总变形为：121211()x x x P k k =+=+故等效刚度为：122112111eq k k P k x k k k k ===++1.4 求图所示扭转系统的总刚度。
两个串联的轴的扭转刚度分别为1t k ，2t k 。
解：对系统施加扭矩T ，则两轴的转角为： 1122t t Tk T k θθ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩系统的总转角为：121211()t t T k k θθθ=+=+，12111()eq t t k T k k θ==+故等效刚度为：12111eq t t k k k =+1.5 两只减振器的粘性阻尼系数分别为1c ，2c ，试计算总粘性阻尼系数eq c1)在两只减振器并联时，2)在两只减振器串联时。
解：1)对系统施加力P ，则两个减振器的速度同为x ，受力分别为：1122P c x P c x =⎧⎨=⎩ 由力的平衡有：1212()P P P c c x =+=+故等效刚度为：12eq P c c c x ==+ 2)对系统施加力P ，则两个减振器的速度为：1122P x c Px c ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，系统的总速度为：121211()x x x P c c =+=+ 故等效刚度为：1211eq P c x c c ==+1.6 一简谐运动，振幅为0.5cm，周期为0.15s，求最大速度和加速度。
3机械振动练习与答案
A . 1/2 sB . 1/4 sC . 1/6 sD . 1/8 s []5.质点作简谐振动，运动速度与时间 的曲线如图所示，若质点的运动规律用余第三次 机械振动练习班 级 _________________________ 姓 名 _________________________ 班内序号 ______________________ 一.选择题1. 一质点做简谐振动，如振动方程为:t=T/2时，质点的速度为：A . - A sinC . - A cos 2.图示为一单摆装置，把小球从平衡位置 b ，拉开一小角度J 。
至a 点， 在t = 0时刻松手让其摆动，摆动规律用余弦函数表示，则在a 》c 的摆动中,F 列哪个说法是正确的？A . a 处动能最小，相位为山;B . b 处动能最大，相位为-/2 ；C . c 处动能为零，相位为-入;D . a.b.c 三处能量相同，相位依次减少。
3.如简谐振动在t = 0时，X • 0, V ”： 0，则表示该简谐振动的旋转矢量图 应该是:4 .质点沿X 轴作简谐振动，振动方程为x = 4 10~2 cos(Z : t 3 )(SI)，从t = 0 时刻起，到质点位置为x = -2cm 处、且向X 轴正方向运动的最短时间间隔为：C A>tox = Acos （，i ），周期为T ,贝U 当[ ]B . A 、sin D . A cos二•填空题1.____________________________________ 简谐振动的三个基本特征量为_____________________________________________ 、____________ 和_____________ ;它们分别取决于 ________________ 、________________ 和________________ 。
2._____________________________________________________ 两个同频率、同方向简谐振动的合振动为 _______________________________________ ，合振动的振幅取决于 ________________________________________ ，两个相互垂直的同频率的简谐振动，其合振动的运动轨迹一般为 __________________________ ，若两分振动的频率为简单整数比，则合成运动的轨迹为 __________________________ 。
机械振动课后习题集和规范标准答案第三章习题集和标准答案
3.1 如图所示扭转系统。
设12122;t t I I k k ==1．写出系统的刚度矩阵和质量矩阵；2．写出系统的频率方程并求出固有频率和振型，画出振型图。
解：1)以静平衡位置为原点，设12,I I 的转角12,θθ为广义坐标，画出12,I I 隔离体，根据牛顿第二定律得到运动微分方程：111121222221()0()0t t t I k k I k θθθθθθθ⎧++-=⎪⎨+-=⎪⎩&&&&，即：1112122222122()00t t t t t I k k k I k k θθθθθθ⎧++-=⎪⎨-+=⎪⎩&&&&所以：[][]12212220,0t t t t t k k k IM K k k I +-⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦系统运动微分方程可写为：[][]11220M K θθθθ⎧⎫⎧⎫⎪⎪+=⎨⎬⎨⎬⎪⎪⎩⎭⎩⎭&&&& ………… (a)或者采用能量法：系统的动能和势能分别为θθ=+&&2211221122T E I Iθθθθθθθ=+-=++-222211212121221121111()()2222t t t t t t U k k k k k k 求偏导也可以得到[][],M K由于12122;t t I I k k ==，所以[][]212021,0111t M I K k -⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦2)设系统固有振动的解为： 1122cos u t u θωθ⎧⎫⎧⎫=⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭，代入（a ）可得：[][]122()0u K M u ω⎧⎫-=⎨⎬⎩⎭………… (b)得到频率方程：22121211222()0t t t t k I k k k I ωωω--==--V即：224222121()240t t I k I k ωωω=-+=V解得：211,222(22t k I ω±==所以：1ω=<2ω= ………… (c)将（c ）代入（b ）可得：112121211122(22220(22t t t t t t k k I k I u u k k k I I ⎡⎤±--⎢⎥⎧⎫⎢⎥=⎨⎬⎢⎥⎩⎭⎢⎥--⎢⎥⎣⎦g g g解得：11212u u =-；12222u u = 令21u =，得到系统的振型为：-0.70710.70713.2 求图所示系统的固有频率和振型。
《机械振动》测试题(含答案)
《机械振动》测试题(含答案)一、机械振动 选择题1．如图所示，物块M 与m 叠放在一起，以O 为平衡位置，在ab 之间做简谐振动，两者始终保持相对静止，取向右为正方向，其振动的位移x 随时间t 的变化图像如图，则下列说法正确的是（ ）A ．在1~2T t 时间内，物块m 的速度和所受摩擦力都沿负方向，且都在增大 B ．从1t 时刻开始计时，接下来4T 内，两物块通过的路程为A C ．在某段时间内，两物块速度增大时，加速度可能增大，也可能减小D ．两物块运动到最大位移处时，若轻轻取走m ，则M 的振幅不变 2．如图所示,甲、乙两物块在两根相同的弹簧和一根张紧的细线作用下静止在光滑水平面上,已知甲的质量小于乙的质量．当细线突然断开斤两物块都开始做简谐运动,在运动过程中（ ）A ．甲的最大速度大于乙的最大速度B ．甲的最大速度小于乙的最大速度C ．甲的振幅大于乙的振幅D ．甲的振幅小于乙的振幅3．在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律．法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系．已知单摆摆长为l ，引力常量为G ，地球质量为M ，摆球到地心的距离为r ，则单摆振动周期T 与距离r 的关系式为( )A ．T =2GM lB ．T =2l GMC ．T 2πGM r lD ．T =2r GM 4．如图所示，质量为m 的物块放置在质量为M 的木板上，木板与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，周期为T ，振动过程中m 、M 之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k 、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ，A ．若t 时刻和()t t +∆时刻物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，则t ∆一定等于2T 的整数倍 B ．若2T t ∆=，则在t 时刻和()t t +∆时刻弹簧的长度一定相同 C ．研究木板的运动，弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力 D ．当整体离开平衡位置的位移为x 时，物块与木板间的摩擦力大小等于m kx m M+ 5．如图所示，弹簧下面挂一质量为m 的物体，物体在竖直方向上做振幅为A 的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中A ．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变B ．物体在最低点时的加速度大小应为2gC ．物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为mgD ．弹簧的最大弹性势能等于2mgA6．质点做简谐运动，其x —t 关系如图，以x 轴正向为速度v 的正方向，该质点的v —t 关系是( )A ．B ．C ．D ．7．公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T ．取竖直向上为正方向，以t ＝0时刻作为计时起点，其振动图像如图所示，则A ．t ＝14T 时，货物对车厢底板的压力最大 B ．t ＝12T 时，货物对车厢底板的压力最小 C ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最大 D ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最小 8．某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为5sin 4x t π=(cm) ,则下列关于质点运动的说法中正确的是( )A ．质点做简谐运动的振幅为 10cmB ．质点做简谐运动的周期为 4sC ．在 t=4s 时质点的加速度最大D ．在 t=4s 时质点的速度最大9．下列说法中 不正确 的是( )A ．将单摆从地球赤道移到南(北)极,振动频率将变大B ．将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时,则其振动周期将变到原来的2倍C ．将单摆移至绕地球运转的人造卫星中,其振动频率将不变D ．在摆角很小的情况下,将单摆的振幅增大或减小,单摆的振动周期保持不变10．如右图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O 点为平衡位置，在a 、b 两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示．由振动图象可以得知( )A ．振子的振动周期等于t 1B ．在t ＝0时刻，振子的位置在a 点C ．在t ＝t 1时刻，振子的速度为零D ．从t 1到t 2，振子正从O 点向b 点运动11．如图所示，光滑斜面与水平面的夹角为θ，斜面上质量为m 物块A 被平行于斜面的轻质弹簧拉住静止于O 点，弹簧的劲度系数为k ，重力加速度为g 。
完整版机械振动习题答案
机械振动测验填空题1、所谓振动，广义地讲，指一个物理量在它的①平均值附近不停地经过②极大值和③极小值而往复变化。
2、一般来说，任何具有④弹性和⑤惯性的力学系统均可能产生机械振动。
3、XXXX在机械振动中，把外界对振动系统的激励或作用，①激励或输入；而系统对外界影响的反应，称为振动系统的⑦响应或输出。
4、常见的振动问题可以分成下面几种基本课题：1、振动设计2、系统识别3、环境预测5、按激励情况分类，振动分为：①自由振动和②强迫振动；按响应情况分类，振动分为：③简谐振动、④周期振动和⑤瞬态振动。
6、①惯性元件、②弹性元件和③阻尼元件是离散振动系统三个最基本的元件。
7、在系统振动过程中惯性元件储存和释放①动能，弹性元件储存和释放②势能，阻尼元件③耗散振动能量。
8如果振动时系统的物理量随时间的变化为简谐函数，称此振动为①简谐振动。
9、常用的度量振动幅值的参数有：1、峰值2、平均值3、均方值4、均方根值。
10、系统的固有频率只与系统的①质量和②刚度有关，与系统受到的激励无关。
试证明：对数衰减率也可以用下式表示，式中x n是经过n个循环后的振幅。
利用前面给山的解A = Ae~^,f sing, Jl -鬥 + 0)可得到哀减率为A."=1 =无十1_心4■ m识(“厂对数哀减率为1血〃=“d = In —-3.有阻尼自山振动•画衰薜•测定阻尼口山振动的扳皿衰减率是计算系统阻尼比的一个常用的易行方法自•在振动试验中，可以测出系统阻尼自山振动时的响应，求出对数衰减率*进而得到系统的阻尼比’W 2.5-2证明对裁恁械率也町用F式表示匚—2比丄式中耳是经过岸牛循环后的并画出不同C值下撮輛诫小时50%的循环数耶。
frl任意苗相邻撮恻tt是*0 M 和%、」"■ J J °-^― * ** * 1* = 1 ——™ P如利驹％比值外/牝可以写成：d二」S旦n和求图示振动系统的固有频率和振型。
机械振动试题(含答案)
D．t＝2s时，甲的速度为零，乙的加速度达到最大值
6．下列叙述中符合物理学史实的是（ ）
A．伽利略发现了单摆的周期公式
B．奥斯特发现了电流的磁效应
C．库仑通过扭秤实验得出了万有引力定律
D．牛顿通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论
7．如图所示，质量为m的物块放置在质量为M的木板上，木板与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，周期为T，振动过程中m、M之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ，
A． B． C． D．
9．如图所示，在一条张紧的绳子上悬挂A、B、C三个单摆，摆长分别为L1、L2、L3，且L1＜L2＜L3，现将A拉起一较小角度后释放，已知当地重力加速度为g，对释放A之后较短时间内的运动，以下说法正确的是（ ）
A．C的振幅比B的大B．B和C的振幅相等
C．B的周期为2π D．C的周期为2π
A．物体B从P向O运动的过程中，A、B之间的摩擦力对A做正功
B．物体B处于PO之间某位置时开始计时，经 时间，物体B通过的路程一定为L
C．当物体B的加速度为a时开始计时，每经过T时间，物体B的加速度仍为a
D．当物体B相对平衡位置的位移为x时，A、B间摩擦力的大小等于
13．如图所示是两个理想单摆的振动图象，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移，以向右为正方向．下列法中正确的是___________(填入正确选项前的字母．选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，每选错一个扣3分，得分为0分)
A．6sB．4sC．22sD．8s
16．如图甲为竖直弹簧振子，物体在A、B之间做简谐运动，O点为平衡位置，A点为弹簧的原长位置，从振子经过A点时开始计时，振动图象如图乙所示，下列说法正确的是
机械振动习题及答案
机械振动一、选择题1. 下列4种运动（忽略阻力）中哪一种是简谐运动 （ C ）()A 小球在地面上作完全弹性的上下运动()B 细线悬挂一小球在竖直平面上做大角度的来回摆动()C 浮在水里的一均匀矩形木块，把它部分按入水中，然后松开，使木块上下浮动 ()D 浮在水里的一均匀球形木块，把它部分按入水中，然后松开，使木块上下浮动解析：A 小球不是做往复运动，故A 不是简谐振动。
B 做大角度的来回摆动显然错误。
D 由于球形是非线性形体，故D 错误。
2．如图1所示，以向右为正方向，用向左的力压缩一弹簧，然后松手任其振动。
若从松手时开始计时，则该弹簧振子的初相位应为图一 （ D ）()0A ()2B()2π-C ()πD解析：3.一质量为m 的物体挂在劲度系数为k 的轻质弹簧下面，其振动周期为T 。
若将此轻质弹簧分割成3等份，将一质量为2m 的物体挂在分割后的一根弹簧上，则此弹簧振子的周期为 （ B ）()63TA ()36TB ()TC 2 ()TD 6解析：有题可知：分割后的弹簧的劲度系数变为k 3，且分割后的物体质量变为m 2。
故由公式k m T π2=，可得此弹簧振子的周期为36T 4．两相同的轻质弹簧各系一物体（质量分别为21,m m ）做简谐运动（振幅分别为21,A A ）,问下列哪一种情况两振动周期不同 （ B ）()21m m A =，21A A =,一个在光滑水平面上振动，另一个在竖直方向上振动 ()B 212m m =，212A A =,两个都在光滑的水平面上作水平振动 ()C 21m m =，212A A =，两个都在光滑的水平面上作水平振动()D 21m m =，21A A =，一个在地球上作竖直振动，另一个在月球上作竖直振动解析：由公式kmT π2=可知，周期不同于质量有关，故选B 5. 一个质点做简谐振动，已知质点由平衡位置运动到二分之一最大位移处所需要的最短时间为0t ，则该质点的振动周期T 应为 （ B ）()04t A ()012t B ()06t C ()08t D解析：6. 已知月球上的重力加速度是地球的1/6，若一个单摆（只考虑小角度摆动）在地球上的振动周期为T ，将该单摆拿到月球上去，其振动周期应为 （ C ）()T A 6 ()6T B ()T C 6 ()6T D解析：由公式glT π2=可知，该振动周期为T 6 7.一简谐振动的旋转矢量图如图2所示，设图中圆的半径为R ，则该简谐振动的振动方程为 （ A ）()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=4cos ππt R x A ()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=4sin ππt R x B()⎪⎭⎫ ⎝⎛-=4cos ππt R x C ()⎪⎭⎫ ⎝⎛+42cos ππt R D解析：8.已知某简谐振动的振动曲线如图3所示，位移的单位为米，时间的单位为秒，则此简谐振动的振动方程为 （ C ）()()SI t x A ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=322411cos 10ππ ()()SI t x B ⎪⎭⎫⎝⎛-=67247cos 10ππ()()SI t x C ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=32247cos 10ππ ()()SI t x D ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=322411cos 10ππ解析：9.某弹簧振子的振动曲线如图4所示，则由图可确定s t 2=时，振子的速度为 （ A ）()s m A π3 ()s m B π3- ()s m C 3 ()s m D 3-解析：10.一质量为m 的物体与一个劲度系数为k 的轻质弹簧组成弹簧振子，当其振幅为A 时，该弹簧振子的总能量为E .若将其弹簧分割成3等份，将两根弹簧并联组成新的弹簧振子，则新的弹簧振子的振幅为多少时，其总能量与原先弹簧振子的总能量E 相等 （ A ）()2A A ()4A B ()2A C ()A D解析：由题可得2242121A k kA E '==,所以2A A =' 11.两同方向同频率的简谐振动的振动方程为()SI t x ⎪⎭⎫⎝⎛+=25cos 61π, ()SI t x ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=25cos 22π,则它们的合振动的振动方程应为 （ D ）()()SI t x A 5cos 4= ()()()SI t x B π-=5cos 8()()SI t x C ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=210cos 4π ()()SI t x D ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=25cos 4π解析：12.已知两同方向同频率的简谐振动的振动方程分别为()SI t A x ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=3cos 11πω,()SI t A x ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=6cos 22πω,则它们的合振幅应为（ C ）()21A A A - ()21A A B +()2221+A C ()2221A A D -解析： 二.填空题1.若简谐振动()0cos ϕω+=t A x 的周期为T ,则简谐振动()πϕω++='0cos t n B x 的周期为nT。
《机械振动》测试题(含答案)
《机械振动》测试题(含答案)一、机械振动选择题1．如图所示为某物体系统做受迫振动的振幅A随驱动力频率f的变化关系图，则下列说法正确的是A．物体系统的固有频率为f0B．当驱动力频率为f0时，物体系统会发生共振现象C．物体系统振动的频率由驱动力频率和物体系统的固有频率共同决定D．驱动力频率越大，物体系统的振幅越大2．如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不便．已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的5倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半．则碰撞后A 5 6 TB 6 5 TC．摆球最高点与最低点的高度差为0.3hD．摆球最高点与最低点的高度差为0.25h3．用图甲所示的装置可以测量物体做匀加速直线运动的加速度，用装有墨水的小漏斗和细线做成单摆，水平纸带中央的虚线在单摆平衡位置的正下方。
物体带动纸带一起向左运动时，让单摆小幅度前后摆动，于是在纸带上留下如图所示的径迹。
图乙为某次实验中获得的纸带的俯视图，径迹与中央虚线的交点分别为A、B、C、D，用刻度尺测出A、B间的距离为x1；C、D间的距离为x2。
已知单摆的摆长为L，重力加速度为g，则此次实验中测得的物体的加速度为（）A ．212()x x gLπ-B ．212()2x x gLπ-C ．212()4x x gLπ-D ．212()8x x gLπ-4．如图所示，弹簧下面挂一质量为m 的物体，物体在竖直方向上做振幅为A 的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中A ．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变B ．物体在最低点时的加速度大小应为2gC ．物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为mgD ．弹簧的最大弹性势能等于2mgA5．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用力传感器测得摆线的拉力大小F 随时间t 变化的图象如图所示，已知单摆的摆长为l ，则重力加速度g 为( )A ．224l tπB ．22l t πC ．2249l t πD ．224l tπ6．如图所示的弹簧振子在A 、B 之间做简谐运动，O 为平衡位置，则下列说法不正确的是（ ）A ．振子的位移增大的过程中，弹力做负功B ．振子的速度增大的过程中，弹力做正功C ．振子的加速度增大的过程中，弹力做正功D ．振子从O 点出发到再次回到O 点的过程中，弹力做的总功为零7．质点做简谐运动，其x —t 关系如图，以x 轴正向为速度v 的正方向，该质点的v —t 关系是( )A ．B ．C ．D ．8．某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为5sin 4x t π=(cm) ,则下列关于质点运动的说法中正确的是( )A ．质点做简谐运动的振幅为 10cmB ．质点做简谐运动的周期为 4sC ．在 t=4s 时质点的加速度最大D ．在 t=4s 时质点的速度最大9．如图所示，质量为A m 的物块A 用不可伸长的细绳吊着，在A 的下方用弹簧连着质量为B m 的物块B ，开始时静止不动。
机械振动课后习题集和规范标准答案第二章习题集和标准答案
2.1弹簧下悬挂一物体，弹簧静伸长为。
设将物体向下拉，使弹簧有静伸长3，然后无初速度地释放，求此后的运动方程。
解：设物体质量为m,弹簧刚度为k，贝mg k ，即：n ..k/ m .. g/取系统静平衡位置为原点x 0,系统运动方程为：mX& kx 0x o 2 （参考教材P14 ）& 0解得：X（t） 2 COS n t2.2 弹簧不受力时长度为65cm ，下端挂上1kg 物体后弹簧长85cm 。
设用手托住物体使弹簧回到原长后无初速度地释放，试求物体的运动方程、振 幅、周期及弹簧力的最大值。
所以: 取系统的平衡位置为原点，得到:系统的运动微分方程为：X &所以系统的响应为：x(t) 0.2cos n t(m) 弹簧力为：F k kx(t) x(t) cos n t(N)V2因此：振幅为0.2m 、周期为一(s)、弹簧力最大值为1N7解：由题可知：弹簧的静伸长 V 0.850.65 0.2(m) 其中，初始条件: x(0) 0.2 X(0) 0(参考教材P14)7(rad/s)2.3 重物m i 悬挂在刚度为k 的弹簧上并处于静平衡位置，另一重物m 2从高 度为h 处自由落到m 1上而无弹跳，如图所示，求其后的运动 解：取系统的上下运动x 为坐标，向上为正，静平衡位置为原点 x 0，则当m 有x 位移时,E T ;(m i2U -kx 221 (能量守恒得：m ?gh2 (m i m 2)X)2)因此系统的响应为：x(t) A 0cos n t A 1 sin n t系统有: m 2)X^2 由 d(E T U)0 可知：(m j m 2)x & kx 即: n ：k/(m i m 2)X o 系统的初始条件为：矯m ?g km 1 m 2即：x（t）m^（cosn t 2ghk Sin n t) 1m2A o 其中：A i X。
2&Lk ____________m?g 2ghkk m1 m22.4—质量为m、转动惯量为|的圆柱体作自由纯滚动，圆心受到一弹簧k 约束，如图所示，求系统的固有频率解：取圆柱体的转角为坐标，逆时针为正，静平衡位置时转角时，系统有：ET-1 & 1m( ^&)2 1(I mr2)&2 2 21 2U -k( r)22即: ,kr2/(I•ad/s)0,则当m有由d(E T U) 0 可知：(I mr2)險kr22.5均质杆长L、重G,用两根长h的铅垂线挂成水平位置，如图所示, 试求此杆相对铅垂轴00微幅振动的周期2.6求如图所示系统的周期，三个弹簧都成铅垂，且k2 2k i,k3 k i解：取m的上下运动x为坐标，向上为正，静平衡位置为原点x 0,则当有x位移时，系统有：ET-m>&2U -kx2 -k1x2 5k1x2（其中：k k-k^）2 2 6 k1 k25由d（E T U）0 可知：mX& -k1x 03 即：”恳（rad/S），T 2爲（s）2.7如图所示，半径为r 的均质圆柱可在半径为R 的圆轨面内无滑动地、 以圆轨面最低位置 0为平衡位置左右微摆，试 导出柱体的摆动方程，求其固有频率。