大学物理实验——阻尼振动受迫振动
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受迫振动振幅稳定后再读数，读数时再开 闪光灯。
受迫振动：幅频曲线、相频曲线
实验仪器
课后作业
阻尼写振出动完：整求表各达阻式尼。档的b、ζ、ω0和△b、△ζ、△ω0，
受迫振动：以（ω/ω0）为横坐标，先列表计算，用坐
标纸作幅频曲线、相频曲线。（可用Excel做出曲线，打印
上交）
T ω/ω0 θ φ
受迫振动
思路： 调节强迫力周期旋钮（受迫振动T取0.9—1.1T0 ）
受迫振动稳定
通过显示窗读振幅 借助闪光灯，在有机玻璃盘上读取相位差
（相位差保证在20o —160o ）
受迫振动测量
测量14-16个点，分布合理，需包括φ=π/2的 点。作幅频曲线、相频曲线。
阻尼档位的选取与阻尼振动档位（阻尼2-5档 或1-3档）选取一致。
Td，课后求b、ζ、ω0和△b、△ζ、△ω0。
实验原理——受迫振动
周期外力矩Mcosωt 激励下:
J
d 2
dt 2
d
dt
k
M
cos t
(t) ie t cos( 02 2 t i ) m cos(t )
稳态解：
振幅 m
m02 (02 2 )2 4 2 2
相位差 arctan 2 02 2
d 2
dt 2
2
d
dt
02
0
J——摆轮转动惯量 γ——阻尼力矩系数 k——劲度系数
t 0 et cos 02 2t 0
0 —— 无阻尼振动系原理——阻尼振动
0 et
Td 2 / 02 2
阻尼振动
思路： θi b ζ 0 2 / (Td 1 2 )
切记不可在无阻尼档开电机，以防弹簧损坏。 振幅和相位差的测量应在稳定之后进行测量。
一周之内交报告。 做完实验，请将仪器恢复初始状态。
谢谢！
阻尼振动和受迫振动
实验目的
观测阻尼振动，学习测量振动系统基本参 数的方法。
研究受迫振动的幅频特性和相频特性，观 察共振现象。
观察不同阻尼对受迫振动的影响。
实验原理——阻尼振动
弹簧和摆轮组成振动系统，在粘滞阻尼作用下：
J
d 2
dt 2
d
dt
k
0
k J 0kJ 0
2J 2J
φ理论
(φ- φ理论)/ φ
不确定度公式
1 Sb I
(D j D )2 (I 1)
4 2 3 b
b3
4 2 4 2 b2
3 2 b
2
2
0 0
Td Td
1
•
2
*忽略B类不确定度
注意事项
阻尼振动实验开始有机玻璃盘F的指针对准零刻度线。 阻尼振动时初始摆幅150o-200o为佳。
Td
0
阻尼振动的重点是b、ζ、ω0和△b、△ζ、△ω0的计算
b
ln j
ln j1
1 I2
I
(yjI yj )
j 1
b 4 2 b2
阻尼振动测量
无电磁阻尼时（阻尼0档）测50个 θ，5组 10Td， 课堂上用计算器计算b. 课后求ζ、ω0
和△b、△ζ、△ω。
选2-3种阻尼（阻尼2-5档或1-3档），测10组θ、
受迫振动：幅频曲线、相频曲线
实验仪器
课后作业
阻尼写振出动完：整求表各达阻式尼。档的b、ζ、ω0和△b、△ζ、△ω0，
受迫振动：以（ω/ω0）为横坐标，先列表计算，用坐
标纸作幅频曲线、相频曲线。（可用Excel做出曲线，打印
上交）
T ω/ω0 θ φ
受迫振动
思路： 调节强迫力周期旋钮（受迫振动T取0.9—1.1T0 ）
受迫振动稳定
通过显示窗读振幅 借助闪光灯，在有机玻璃盘上读取相位差
（相位差保证在20o —160o ）
受迫振动测量
测量14-16个点，分布合理，需包括φ=π/2的 点。作幅频曲线、相频曲线。
阻尼档位的选取与阻尼振动档位（阻尼2-5档 或1-3档）选取一致。
Td，课后求b、ζ、ω0和△b、△ζ、△ω0。
实验原理——受迫振动
周期外力矩Mcosωt 激励下:
J
d 2
dt 2
d
dt
k
M
cos t
(t) ie t cos( 02 2 t i ) m cos(t )
稳态解：
振幅 m
m02 (02 2 )2 4 2 2
相位差 arctan 2 02 2
d 2
dt 2
2
d
dt
02
0
J——摆轮转动惯量 γ——阻尼力矩系数 k——劲度系数
t 0 et cos 02 2t 0
0 —— 无阻尼振动系原理——阻尼振动
0 et
Td 2 / 02 2
阻尼振动
思路： θi b ζ 0 2 / (Td 1 2 )
切记不可在无阻尼档开电机，以防弹簧损坏。 振幅和相位差的测量应在稳定之后进行测量。
一周之内交报告。 做完实验，请将仪器恢复初始状态。
谢谢！
阻尼振动和受迫振动
实验目的
观测阻尼振动，学习测量振动系统基本参 数的方法。
研究受迫振动的幅频特性和相频特性，观 察共振现象。
观察不同阻尼对受迫振动的影响。
实验原理——阻尼振动
弹簧和摆轮组成振动系统，在粘滞阻尼作用下：
J
d 2
dt 2
d
dt
k
0
k J 0kJ 0
2J 2J
φ理论
(φ- φ理论)/ φ
不确定度公式
1 Sb I
(D j D )2 (I 1)
4 2 3 b
b3
4 2 4 2 b2
3 2 b
2
2
0 0
Td Td
1
•
2
*忽略B类不确定度
注意事项
阻尼振动实验开始有机玻璃盘F的指针对准零刻度线。 阻尼振动时初始摆幅150o-200o为佳。
Td
0
阻尼振动的重点是b、ζ、ω0和△b、△ζ、△ω0的计算
b
ln j
ln j1
1 I2
I
(yjI yj )
j 1
b 4 2 b2
阻尼振动测量
无电磁阻尼时（阻尼0档）测50个 θ，5组 10Td， 课堂上用计算器计算b. 课后求ζ、ω0
和△b、△ζ、△ω。
选2-3种阻尼（阻尼2-5档或1-3档），测10组θ、