受迫振动与共振实验(精选)

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音叉的振动与共振实验

音叉的振动与共振实验

音叉的振动与共振实验

一、实验目的

1. 研究音叉自由状态下振动的幅频情况;

2.进行音叉双臂振动与对称双臂质量关系的测量;

3. 在音叉增加阻尼的情况下,测量音叉共振频率及锐度,并对比不同阻尼下的幅频曲线。

二、实验仪器

音叉受迫振动与共振实验仪、不同质量的小物块(5g、10g、15g)、阻尼磁铁

三、实验原理及内容

音叉在周期性外力作用下做受迫振动。

1、音叉在自由状态下的振动:

2、音叉在驱动力与阻尼下的振动:

3、在音叉臂上对称添加物块的振动:

4、锐度

四、实验过程

仪器调试: 将驱动线圈与接收线圈置于音叉末端,并保持正对状态,调节两线圈至音叉的距离。连接线路,打开音叉受迫振动与共振实验仪。调节实验仪频率至260Hz 左右,观察电压变化。上下调节频率,观察电压变化,找到某一频率使得电压最大,

并以此调节电压幅度值(约1.8V)和微调线圈对正情况。之后保持线圈位置、幅度旋钮不变。

1.测量音叉自由状态下的幅频曲线:

调节频率在共振频率上下波动2Hz(依据电压情况),改变频率,测量并记录不同频率对应的电压值。

注:在共振频率附件测量数据点相对密集些。

2.测量不同附加质量下的音叉共振频率:

在音叉上下臂上相同位置添加不同质量的物块(5g、10g、15g、20g、25g),分别测量并记录对应的共振频率。

3.测量不同阻尼下的幅频曲线:

在音叉下方加一磁性棒,通过磁性棒对音叉的电磁力作用产生阻尼力。调节磁性棒距音叉距离来改变阻尼大小,粗侧不同阻尼下的共振频率,调节频率在共振频率上下波动2Hz(依据电压情况),改善频率,测量并记录不同频率对应的电压值。

2.6 受迫振动 共振(教案)

2.6 受迫振动 共振(教案)

2.6 受迫振动共振

问题引入:

怎样才能使受阻力的振动物体的振幅不变,而一直振动下去呢?

解析:在实际振动过程中总存在阻力,为了不因阻力的存在而使振动停止,我们通常给系统加一个周期性的外力来补偿系统的能量损失,使系统持续的振动下去,这种周期

性的外力叫驱动力,物体在驱动力作用下的振动叫受迫振动.

一、受迫振动:

1.固有振动(自由振动):

(1).定义:简谐运动是实际振动的理想化模型,只要提供给振动系统一定的能量,使它开始振动,由于机械能守恒,振子就以一定的振幅永不停止地振动下去.

(2).固有频率:固有振动的振动频率

2.阻尼振动:

(1).定义:振幅随时间逐渐减小的振动.

(2).阻尼振动图像如右图

3.受迫振动:

(1).驱动力:作用于振动系统的周期性外力.

(2).受迫振动:系统在驱动力作用下的振动.

(3).受迫振动的频率:做受迫振动的物体振动稳定后,其振动频率等于驱动力的

频率,与物体的固有频率无关.

实验表明:

物体在外力驱动下振动,振动稳定后的频率等于外力驱动的频率,跟物体的固有频率没有关系,受迫振动的频率与物体的固有频率无关,但是如果驱动力的频率接近或等于

物体的固有频率时,振动物体的振幅将达到最大,因此受迫振动的振幅与驱动力振动物体

的固有频率之间有关,它们之间的这种关系可用图像来表示:这个图像叫共振曲线

由共振曲线可知:当驱动力频率等于物体固有频率时,物体振幅最大,驱动力频率与固有

频率相差最大,物体振幅最小驱动力的频率接近物体的固有频率时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫做共振,声音的共振现象叫共鸣

二、共振:

受迫振动的实验报告

受迫振动的实验报告

受迫振动的实验报告

实验报告:受迫振动

一、实验目的:

1. 了解受迫振动的基本概念和特性;

2. 掌握受迫振动系统的建模和分析方法;

3. 验证理论分析模型与实验结果的一致性。

二、实验器材和仪器:

1. 受迫振动装置(包括弹簧、质量块、驱动器等);

2. 实验台;

3. 示波器;

4. 动力计。

三、实验原理与内容:

1. 受迫振动的基本概念:

受迫振动是指振动系统在外界周期性作用力的驱动下发生的振动。外力的周期性变化会使振动系统发生非简谐振动,其振幅和频率与驱动力的特性有关。

2. 实验装置和建模:

实验中使用的受迫振动装置由一个弹簧和一个质量块组成。弹簧与质量块形成振动系统,驱动器通过周期性的施加力将振动系统带入受迫振动状态。

建立受迫振动系统的模型时,可以将振动系统简化为单自由度振动系统,并假设该系统的阻尼为零。通过对质量块的运动进行观察和分析,可以得到受迫振动系统的振幅和频率等特性。

3. 实验步骤:

(1)将实验装置稳固地安装在实验台上,并将驱动器与质量块相连接;(2)调节驱动器的频率和振幅,观察质量块的振动情况;

(3)记录不同驱动频率下质量块的振幅和相位差。

四、实验结果与数据处理:

1. 驱动频率-振幅曲线:将驱动频率作为横坐标,振幅作为纵坐标绘制曲线图。根据实验数据得到的曲线,可以观察到受迫振动系统的共振现象,并可以确定共振频率和振幅。

2. 驱动频率-相位差曲线:将驱动频率作为横坐标,相位差作为纵坐标绘制曲线图。根据实验数据得到的曲线,可以判断受迫振动系统的相位差与驱动频率的关系。

3. 对比理论模型与实验数据:将实验得到的驱动频率-振幅曲线和相位差曲线与理论模型进行对比。通过对比可以评估理论模型的准确性和适用范围。

音叉的受迫振动与共振实验(共享)

音叉的受迫振动与共振实验(共享)

音叉的受迫振动与共振实验(共享)

音叉是一种能够发出声音的乐器,它的振动频率非常稳定。在本次实验中,我们将使

用音叉来研究受迫振动和共振的现象。本实验的目的是通过对音叉在不同频率下的受迫振

动和共振现象的观察,深入了解受迫振动和共振的规律和应用。

实验器材:

音叉、传声器、信号发生器、示波器等。

实验原理:

受迫振动是指物体振动受到外力的影响,强制振动。外力的大小、方向和频率都会影

响振幅和频率的变化规律。当外力频率与物体本身的振动频率相同时,就发生了共振现象。共振能够引起振幅的急剧增加,结构破坏和噪音等问题,因此需要避免。

实验步骤:

第一步:将信号发生器连接到传声器,将传声器与示波器相连,设置示波器为X-Y模式。

第二步:将音叉竖直放置,用橡皮筋固定,用手拨动音叉,使其振动。用示波器观察

到的波形确认音叉的振动频率。

第三步:将传声器放置在音叉旁,用信号发生器向音叉传递外力,改变外力的频率,

观察到音叉振动的效果,并记录下振幅和频率的变化规律。

第四步:通过调整信号发生器的频率,在相同的频率下观察到共振现象。并记录下相

应的振幅和频率。

实验结果:

实验结果表明,当信号发生器输出的频率接近音叉自然频率时,音叉的振幅最大。当

外力频率不等于音叉自然频率时,振动幅度逐渐减小。这表明外力频率与音叉自然频率之

间存在着共振现象,声音会变得非常响亮。然而,外力频率稍高或稍低于音叉自然频率时,振动幅度降至最低。

结论:

受迫振动与共振实验报告

受迫振动与共振实验报告

实验报告:受迫振动与共振

1.实验目的:

本实验旨在通过研究受迫振动与共振现象,探究受迫振动的特点和共振的产生条件,并对实验结果进行分析和讨论。

2.实验器材:

振动平台

弹簧、质量块

受迫振动装置

功率放大器

示波器

频率计

3.实验原理:

受迫振动是指一个振动系统受到外力的作用,从而导致振幅的变化和相位的偏移。在一定条件下,当外力的频率与系统的固有频率相等时,共振现象就会出现,此时振幅达到最大。

4.实验步骤:

步骤1:搭建受迫振动装置,包括振动平台、弹簧和质量块。

步骤2:调整振动平台的频率和振幅,使其与受迫振动装置的固有频率相等。记录调整后的频率和振幅值。

步骤3:接通功率放大器,调节输出功率,使受迫振动装置的振幅达到最大。记录此时的频率和振幅值。

步骤4:使用示波器观察受迫振动的振动曲线,并记录相关数据。

步骤5:根据实验数据计算共振频率和共振宽度,并进行分析和讨论。

5.实验结果:

调整后的频率和振幅值记录如下:

频率:X Hz

振幅:X cm

受迫振动装置达到共振的频率和振幅值记录如下:

共振频率:X Hz

共振振幅:X cm

6.实验讨论:

通过实验数据计算得到的共振频率和共振宽度是否符合理论预期?

受迫振动的振幅是否随着外力频率的增加而增加?

如何改变外力的频率和幅度,以观察受迫振动的不同响应?

7.实验结论:

受迫振动是受到外力作用的振动,其振幅和相位会随着外力频率的变化而发生变化。

共振是指外力频率与系统固有频率相等时,振幅达到最大的现象。

通过实验可以观察到受迫振动的共振现象,并计算出共振频率和共振宽度。

以上为受迫振动与共振实验报告的基本内容和结构。根据实际情况,还可以添加实验数据的图表、数据分析和实验误差的讨论等内容。

受迫振动与共振实验-PPT精选文档

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4、测量无阻尼状态下音叉的速度幅频特性以及相应 的共振频率f0和输出电压Umax。 测量范围从f0-2Hz至f0 +2Hz由小往大测,稀疏区Umax 隔约0.1V 取一个点,密集区改变驱动频率 f 的小数点 后第二位(隔0.010Hz)取点。
阻尼: 估测f0: (有或无), Hz, 估测Umax: V, 0.707Umax: V
U(V)
0.8 0.6 0.4 0.2 0 261 f0 261.2 261.4 261.6 261.8 f0 262 f(Hz) 262.2 262.4 262.6 262.8 263
6、在无阻尼状态下,将不同质量砝码(5g、10g、15g、 20g、25g)分别加到音叉双臂最外面一对孔上,拧紧。 测出对应的共振频率f0。记录mx ~ f0 关系数据(数据表 格如下图所示)。 质量块位置:从外到内第 1 个孔 mx(g) f 0(Hz) Umax(V) 5
阻尼: 估测f0: (有或无), Hz, 估测Umax: V, 0.707 Umax: V
f (Hz) Umax (V)
… …
将记录数据中速度共振对应点的坐标标记出来,并标明密集区取点 的起止范围.
Velocity Resonance Curve 1.6 1.4 1.2 1 Undamped Damped
vmax
2
F 0
(m )2

最新实验报告音叉的受迫振动与共振实验

最新实验报告音叉的受迫振动与共振实验

最新实验报告音叉的受迫振动与共振实验

实验目的:

1. 观察音叉的受迫振动现象。

2. 测定音叉的固有频率。

3. 研究音叉在不同频率下的共振行为。

实验设备:

1. 音叉

2. 振动平台

3. 频率计

4. 阻尼液

5. 计时器

6. 力传感器

实验步骤:

1. 将音叉固定在振动平台上,确保其可以自由振动。

2. 开启振动平台,逐渐调整频率,记录音叉的振动幅度。

3. 当音叉振动幅度显著增大时,记录此时的频率,即为音叉的固有频率。

4. 继续改变振动平台的频率,观察并记录音叉在不同频率下的振动幅度变化。

5. 使用力传感器测量在共振频率下作用于音叉的力,以分析共振时的能量转换情况。

6. 在实验过程中,通过加入阻尼液来观察阻尼对音叉振动的影响。

7. 使用计时器测量音叉振动的周期,进一步验证其固有频率。

实验数据与分析:

1. 记录的固有频率与理论值进行对比,分析可能的偏差原因。

2. 绘制音叉振动幅度随外部驱动频率变化的曲线图,明确共振频率点。

3. 分析阻尼对音叉振动的影响,讨论在实际应用中如何减少能量损失。

4. 通过测量的力值,讨论共振时能量的最大化利用。

实验结论:

1. 通过实验观察到了音叉的受迫振动现象,并成功测定了音叉的固有

频率。

2. 共振实验表明,在固有频率附近,音叉的振动幅度显著增大,验证

了共振现象的存在。

3. 实验中发现,阻尼的存在会减弱音叉的振动幅度,影响其振动性能。

4. 通过实验数据分析,提出了优化音叉设计和应用的建议,以提高其

在实际使用中的效率和稳定性。

受迫振动与共振实验报告

受迫振动与共振实验报告

受迫振动与共振实验报告

实验名称:受迫振动与共振实验报告

实验目的:通过受迫振动和共振实验,了解振动的基本特性及

其在实际中的应用。

实验仪器:万能试验机、电磁振荡器、示波器等。

实验原理:

受迫振动:

当物体受到周期性外力作用时,会出现一种物理现象称为受迫

振动。其运动方程为:

mx'' + kx = F(t)

其中,m为物体的质量,x为物体的位移,k为物体的劲度系数,F(t)为外力。在周期性外力作用下,物体的振动频率为外力频率。

共振:

当周期性外力与物体本身的固有振动频率一致时,物体会产生巨大振动,并且能量不断积累,导致共振现象的产生。

实验步骤:

1. 首先,打开电磁振荡器并连接示波器。

2. 用万能试验机垂直放置一个质量近似的弹性体,并将弹簧固定在顶板上。

3. 在弹簧下方挂上一个固定质量的振子,并使用电磁振荡器对振子进行周期性振动。

4. 通过调节电磁振荡器的频率,观察弹簧上的振动情况。

5. 测量不同频率下弹簧的振动幅度与电磁振荡器的驱动力。

实验结果:

通过实验,我们发现:当电磁振荡器的频率与弹簧的固有振动

频率相等时,弹簧的振幅会显著增强,出现共振现象。而当电磁

振荡器频率低于弹簧固有振动频率时,振幅逐渐减小,呈现出强

制散射的特点;当电磁振荡器频率高于弹簧固有振动频率时,振

幅逐渐减小,呈现出削弱的特点。

结论:

受迫振动和共振是振动学中的常见现象,掌握其特点和规律对

于实际应用具有重要作用。实验结果表明,在受迫振动下,物体

的振幅受到外力频率和物体自身特性的影响;而在共振状态下,

物体能够吸收更多的能量,具有倍增振幅的特征。

受迫振动与共振实验报告

受迫振动与共振实验报告

受迫振动与共振实验报告

受迫振动与共振实验报告

引言:

振动是自然界中普遍存在的一种现象,它在物理学、工程学等领域中具有广泛的应用。受迫振动是一种特殊的振动现象,它在外界作用下被迫以某种频率振动。共振则是指当外界频率与振动系统的固有频率相等时,振动幅度达到最大值的现象。本次实验旨在通过受迫振动与共振的研究,深入了解振动现象的特性和应用。

实验目的:

1. 通过实验观察和测量受迫振动的特性;

2. 研究共振现象的产生条件及其应用。

实验装置与方法:

本次实验采用了一根长而细的弹簧,一台频率可调的振荡器和一块质量较小的振子。实验步骤如下:

1. 将弹簧固定在支架上,挂上振子;

2. 将振荡器与弹簧相连,调节振荡器频率为可调范围内的任意值;

3. 激发振荡器,观察振子的振动情况,并记录振动幅度和频率。

实验结果与分析:

在实验过程中,我们发现振子的振幅随着外界频率的变化而发生变化。当外界频率与振子的固有频率相同时,振幅达到最大值,即发生共振现象。此时,振子受到的外力与其固有振动频率完全同步,使得振子的振幅不断增大。

通过实验数据的记录和分析,我们得出以下结论:

1. 受迫振动的振幅与外界频率之间存在一定的关系,当外界频率接近振子的固

有频率时,振幅达到最大值;

2. 共振现象的产生与振子的固有频率密切相关,只有当外界频率与振子的固有

频率相等时,共振现象才会发生;

3. 共振现象在实际生活中有着广泛的应用,如音乐乐器的共鸣、桥梁的共振等。实验的局限性与改进:

本次实验中,我们只观察了振子的振幅变化,而未对其相位进行测量。进一步

音叉的受迫振动与共振实验报告

音叉的受迫振动与共振实验报告

音叉的受迫振动与共振实验报告

本次实验旨在通过对音叉的受迫振动与共振现象进行观察和研究,以加深对振

动和波动理论的理解,并验证实验中的相关理论知识。实验过程中,我们使用了音叉、频率计、振动台等仪器,通过调节频率和振幅等参数,观察音叉的振动情况,记录实验数据,并进行分析和总结。

首先,我们将音叉固定在振动台上,通过频率计调节振动台的频率,使其与音

叉的固有频率相同,这时我们观察到音叉振幅明显增大,这就是共振现象。共振是指当外力的频率与物体自身的固有频率相同时,物体的振幅会急剧增大的现象。在实验中,我们通过改变振动台的频率,观察到了共振现象的发生,并记录了共振的频率和振幅数据。

其次,我们改变外力的频率,使其不等于音叉的固有频率,这时我们观察到音

叉的振动情况发生了变化,振幅减小,这就是受迫振动。受迫振动是指外力对物体施加周期性作用力时,物体发生的振动。在实验中,我们通过改变外力的频率,观察到了受迫振动的现象,并记录了受迫振动的频率和振幅数据。

通过实验数据的记录和分析,我们发现共振频率和受迫振动频率之间存在一定

的关系,共振频率大约等于音叉的固有频率,而受迫振动频率则可以通过外力的频率来控制。这些实验结果验证了振动和波动理论中有关共振和受迫振动的相关知识,加深了我们对这些理论的理解。

总的来说,本次实验通过对音叉的受迫振动与共振现象进行观察和研究,验证

了振动和波动理论中的相关知识。实验结果表明,共振频率和受迫振动频率之间存在一定的关系,这对我们进一步理解振动和波动现象具有重要意义。希望通过本次实验,能够加深对振动和波动理论的理解,为今后的学习和科研工作打下坚实的基础。

受迫振动实验报告

受迫振动实验报告

受迫振动实验报告

实验目的,通过受迫振动实验,探究受迫振动系统的特性,并验证受迫振动的共振现象。

实验仪器与设备,振动台、弹簧振子、电磁振子、频率计、示波器、信号发生器等。

实验原理,受迫振动是指在外力作用下,振动系统产生的振动。当外力的频率与振动系统的固有频率相同时,振动系统将出现共振现象。

实验步骤:

1. 首先,将弹簧振子固定在振动台上,并接通电源,调整振动台的频率,使弹簧振子产生自由振动。

2. 然后,将电磁振子放置在弹簧振子旁边,接通电源,并调节信号发生器的频率,使电磁振子产生受迫振动。

3. 使用频率计测量弹簧振子和电磁振子的振动频率,并记录下数据。

4. 利用示波器观察弹簧振子和电磁振子的振动波形,分析受迫振动的特点。

实验结果与分析:

经过实验测量和观察,我们得到了以下数据:

1. 弹簧振子的固有频率为f1=10Hz,电磁振子的固有频率为f2=12Hz。

2. 当信号发生器的频率为10Hz时,弹簧振子和电磁振子的振幅达到最大值,出现共振现象。

3. 通过示波器观察,我们发现在共振时,振动系统的振幅明显增大,且振动波形呈现出明显的共振特征。

根据实验结果,我们可以得出以下结论:

1. 受迫振动系统的共振现象是由外力频率与振动系统固有频率相匹配所导致的。

2. 在共振时,振动系统的振幅显著增大,能量传递效率提高。

3. 受迫振动实验结果与理论分析相吻合,验证了受迫振动的共振现象。

实验总结:

通过本次实验,我们深入理解了受迫振动系统的特性,掌握了受迫振动的共振

现象,并通过实验数据验证了理论分析的正确性。受迫振动实验不仅加深了我们对振动现象的理解,也为日后的科研工作和工程应用提供了重要参考。

实验6受迫振动与共振实验

实验6受迫振动与共振实验

实验六 受迫振动与共振实验

受迫振动与共振等现象在工程和科学研究中经常用到,如在建筑、机械等工程中,经常须避免共振现象,以保证工程的质量,而在一些石油化工企业中,用共振现象测量音叉式液体密度传感器和液体传感器在线检测液体密度和液位高度。所以受迫振动与共振是重要的物理规律,受到物理和工程技术广泛重现。

实验目的

1.研究音叉振动系统在周期外力作用下振幅与强迫力频率的关系,测量及绘制它们的关系曲线,并求出共振频率和振动系统振动的锐度(其值等于Q 值)。

2.音叉双臂振动与对称双臂质量关系的测量,求音叉振动频率f (即共振频率)与附在音叉双臂一定位置上相同物块质量m 的关系公式。

3.通过测量共振频率的方法,测量一对附在音叉上的物块m x 的未知质量。

4.在音叉增加阻尼力情况下,测量音叉共振频率及锐度,并与阻尼力小情况进行对比。

实验原理

1.简谐振动与阻尼振动

许多振动系统如弹簧振子的振动、单摆的振动、扭摆的振动等,在振幅较小而且在空气

阻尼可以忽视的情况下,都可作简谐振动处理。即此类振动满足简谐

振动方程

02022=+x dt

x d ω (1) (1)式的解为

)cos(0ϕω+=t A x (2) 对弹簧振子振动圆频率0

0m m K +=ω,K 为弹簧劲度,m 为振子的质量,m 0为弹簧的等效质量。弹簧振子的周期T 满足

)(402

2

m m K T +=π (3) 但实际的振动系统存在各种阻尼因素,因此(1)式左边须增加阻尼项。在小阻尼情况下,阻尼与速度成正比,表示为dt

dx β2,则相应的阻尼振动方程为 022022=++x dt dx dt

受迫振动的研究实验报告

受迫振动的研究实验报告

受迫振动的研究实验报告

实验目的,通过对受迫振动的研究,探索振动系统的特性,并验证受迫振动的理论知识。

实验仪器与设备,振动台、弹簧振子、电磁振子、频率计、示波器、电源供应器等。

实验原理,受迫振动是指在外力作用下,振动系统受到迫使而产生的振动。当外力的频率接近振动系统的固有频率时,会出现共振现象。在实验中,我们将通过改变外力的频率和振幅,观察振动系统的响应,从而研究受迫振动的特性。

实验步骤:

1. 将弹簧振子和电磁振子分别固定在振动台上,并连接到电源供应器和频率计上。

2. 调节频率计和电源供应器,使弹簧振子和电磁振子的固有频率分别为f1和f2。

3. 分别设置外力的频率为f1、f2和f3,观察振动系统的响应,并记录数据。

4. 调节外力的振幅,重复步骤3的实验,并记录数据。

5. 对实验数据进行分析和处理,得出结论。

实验结果与分析:

通过实验数据的记录和分析,我们得出以下结论:

1. 当外力的频率等于弹簧振子或电磁振子的固有频率时,振动系统会出现共振现象,振幅急剧增大。

2. 外力的振幅对振动系统的响应有明显影响,振幅越大,振动系统的响应越明显。

结论,受迫振动是振动系统的一种重要现象,外力的频率和振幅对振动系统的

响应有显著影响。通过实验研究,我们可以更深入地了解受迫振动的特性,为振动系统的应用提供理论支持。

实验总结,通过本次实验,我们深入探讨了受迫振动的特性,并验证了受迫振

动的理论知识。实验结果对于进一步研究振动系统具有一定的指导意义,也为相关领域的工程应用提供了理论支持。

实验中遇到的问题与改进,在实验过程中,由于外界干扰和仪器误差等因素,

实验1 用摆球探究受迫振动和共振现象

实验1  用摆球探究受迫振动和共振现象

实验1 用摆球探究受迫振动和共振现象

实验目的

探究受迫振动的振动频率由什么因素决定,以及发生共振的条件是什么。

实验器材

一组带小孔的金属小球(质量不同)、细绳、钢丝、电子秒表。

实验设计与步骤

1.改变甲球的振幅,测量乙球的周期。

2.改变乙球的绳长,测量乙球的周期。

3.不改变绳长,改变乙球的质量(如更换不同质量的小球或

在球上增加一块橡皮泥),测量乙球的周期。

4.改变甲球的绳长,测量乙球的周期。

5.用5个摆球演示共振现象,三个摆球的长摆相同,另外两

个摆长不同。

实验结果与分析

1.从小到大改变驱动球甲球的振幅,测量乙球的周期。

表7.4-1

实验分析:甲球的振幅改变,不影响乙球的振动周期(频率)。

2.改变乙球的绳长,测量乙球的周期变化。

表7.4—2

实验分析:乙球的振动周期(频率)不随着自身摆长(固有周期)的改变而改变。

3.不改变绳长,改变乙球的质量,测量乙球的周期变化。

表7.4-3

实验分析:乙球的振动周期(频率)不随着自身的质量的改变而改变。

4.改变甲球的绳长,测量乙球的周期变化。

表7.4-4

实验分析:甲球绳长的改变,即驱动周期(频率)的改变影响了乙球的振动周期(频率)的变化。

5.演示共振现象。

实验装置如图所示。球A、B、C的摆长一样,球E的摆长较短,球D的摆长最长。让球A振动起来,观察其他小球振动稳定后的现象。

实验现象:与球A同摆长的球B、C的振幅最大,摆长与球A越接近的球E的振幅次之,球D的振幅最小。

实验分析:对于摆长与球A同摆长的球B、C,即固有周期(频率)与驱动力周期(频率)相等的摆球的振动,振幅最大;固有周期(频率)与驱动力周期(频率)相差最大的摆球(如球D)的振幅最小。

利用波尔共振仪研究受迫振动实验报告

利用波尔共振仪研究受迫振动实验报告

利用波尔共振仪研究受迫振动实验报告受迫振动是物理学中一个重要的研究方向,利用波尔共振仪可以进行受迫振动的实验研究。本实验旨在通过波尔共振仪的搭建和调整,观察受迫振动的波形特点,并研究受迫振动的周期与频率之间的关系。实验结果可以用以验证受迫振动的理论模型,并进一步探讨受迫振动的规律性。

一、实验目的

1.理解受迫振动的概念和规律。

2.学习使用波尔共振仪进行受迫振动的实验研究。

3.通过实验观察并分析受迫振动的波形特点。

4.探究受迫振动的周期与频率之间的关系。

二、实验原理

1.受迫振动的定义:当有一周期性外力作用于一个自由振动系统时,振动系统将产生受迫振动。外力的周期等于振动系统的周期时,称之为共振。共振时,振动系统的振幅将达到最大值。

2.波尔共振仪的构造:波尔共振仪主要由一个弹性线和其两端的摆线振子组成。外力通过弹性线传递给摆线振子,从而产生受迫振动。

3.受迫振动的周期和频率关系:受迫振动的周期与弹性线的原长和振子质量有关。当振子质量不变时,周期的平方与弹性线的原长成正比。

三、实验步骤

1.搭建波尔共振仪:在水平台上固定一端的弹性线,将另一端的摆线振子挂在弹性线上。

2.调整外力的频率:通过调整外力的频率,使振子呈现共振状态。可以通过改变外力的频率或改变振子的长度来调整频率。

3.观察振子的波形特点:调整合适的外力频率后,观察摆线振子的波形特点,如最大振幅、振动周期等。

4.测量振子的振动周期:利用计时器测量振子的振动周期,并记录下来。

5.调整外力的频率,并再次观察振子的波形特点和测量振动周期。

6.重复步骤3~5,完成一系列不同频率下的观察和测量。

受迫振动与共振实验报告

受迫振动与共振实验报告

受迫振动与共振实验报告

本次实验旨在通过对受迫振动与共振的研究,加深对这一物理现象的理解,探

索其在不同条件下的特性和规律。实验过程中,我们通过搭建实验装置,进行数据采集和分析,得出了一些有价值的结论和发现。

首先,我们搭建了一个简单的受迫振动实验装置,利用一根弹簧和一个质量块

构成简谐振动系统。在外力的作用下,质量块受到周期性的驱动力,产生受迫振动。我们通过改变外力的频率和振幅,观察了振动系统的响应,并记录了相应的数据。

接着,我们进行了共振实验。我们发现,在一定的条件下,外力的频率与振动

系统的固有频率匹配时,振动系统将会出现共振现象。这时,振动系统的振幅会急剧增大,甚至引起系统的破坏。我们通过实验数据和图表清晰地展现了共振现象的特点和规律。

在分析实验数据的过程中,我们发现了一些有趣的现象。例如,在受迫振动实

验中,当外力的频率接近振动系统的固有频率时,振幅会明显增大,但并不会像共振那样急剧增大。这为我们进一步研究振动系统的特性提供了新的思路。

通过本次实验,我们深刻认识到了受迫振动与共振的重要性和应用价值。在实

际生活和工程中,这些物理现象都有着广泛的应用,如建筑结构的抗震设计、电子设备的振动控制等领域。因此,对于这些现象的深入理解和研究,不仅有助于丰富我们的物理知识,还能为工程技术的发展提供有力支持。

综上所述,通过本次实验,我们对受迫振动与共振有了更深入的了解,对实验

数据的分析和结论也有了更加清晰的认识。我们相信,这些实验结果和发现将为我们今后的学习和科研工作提供宝贵的参考和指导。同时,我们也意识到,物理实验不仅是理论知识的延伸,更是对我们动手能力和实践能力的锻炼,我们将继续努力,深入探索物理世界的奥秘。

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