Question

1．一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子如图所示，该装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动，匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期，若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，测得其振动周期为0.5s，现在转动把手，使转速逐渐增大，则（　　）

• A． 振子振动周期先增大后减小
• B． 振子振动频率先增大后减小
• C． 当转速等于240r/min时，振子振动周期为0.5s
• D． 当转速等于120r/min时，振子振动幅度最大

Answer 1

分析 若不转动把手，弹簧振子做自由振动，周期为0.5s为固有周期．把手匀速转动时，通过曲轴对弹簧振子施加驱动力，使弹簧振子做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期．由题，让把手转速增大，从而根据弹簧振子振动的周期与固有周期比较，来确定弹簧振子的振幅大小．

解答 解：A、B、把手匀速转动时，弹簧振子做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，而0.5s是固有周期；当把手转速逐渐增大时，则振子的频率增大，周期减小，故A错误，B也错误；
C、D、根据共振条件可知，当振动周期等于固有周期时，即为0.5s，振子振动幅度达到最大，转速n=2r/s=120r/min；故C错误，D正确；
故选：D．

点评 本题关键根据受迫振动的周期等于驱动力的周期和产生共振的条件：驱动力的周期等于固有周期．