华科物理实验——音叉的受迫振动与共振
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【数据处理】
1、找出音叉在不同阻尼下（包括零阻尼）作受迫振动时的共振频率及相应的Umax。
答：数据记录如下：
（1）
据实验数据可得：无阻尼情况下作受迫振动的共振频率为263.817Hz，相应的Umax=1.563V。
不确定度分析：因为是单次测量，所以 ，因为B类不确定度主要是仪器误差，故对频率 ，对电压
（2）人为操作时，测量前后可能调节了驱动信号输出幅度，即黑色旋钮，使实验结果不一wk.baidu.com。
（3）测量环境中其它因素的影响，比如说温度，与其它音叉的共振等等。
3、绘制周期平方T2与质量m的关系图，分析其特点和意义。
答：数据如下：
注： s
根据实验数据，Excel软件作图如下：
据图的拟合曲线为：
结果分析：据图可知T2与m成正比，且实验测得的数据误差较小。由此可由测量音叉的振动周期来测量未知质量，并可制作测量质量和密度的传感器。
【拓展问题】
1、平移阻尼块的位置，可能会发生什么现象？
锐度计算：
结果分析：就速度共振而言，有无阻尼情况下的位移最大处的频率取值应该是一样的，但本次测量中，在无阻尼情况下，f0=263.817Hz；在有阻尼情况下，f0=263.688Hz。二者并不相等，应该是受了位移共振的影响，使得有阻尼情况下共振频率偏小。
相对误差 ，故误差可忽略。
此外，从锐度的计算来看， ，所以阻尼使得速度在共振频率附近的变化幅度略微减小，这是正常的，因为设想阻尼无穷大的情况下，速度不再变化。
故共振频率 , 0.001V
（2）
据实验数据可得：有阻尼情况下作受迫振动的共振频率为263.688Hz，相应的Umax=1.392V。
不确定度分析：同理：
故共振频率 , 0.001V
2、在同一个坐标系中绘制不同阻尼下（包括零阻尼）的U~f关系曲线。求出两个半功率点f2和f1，计算音叉的锐度（Q值）。并对结果进行分析。
答：当阻尼块从音叉内侧向外沿音叉臂轴线方向平移时，阻尼会增大，故交流数字电压表上所测得的电压峰值会减小。而当阻尼块垂直于音叉臂轴线方向平移时，阻尼会减小，故交流数字电压表上所测得的电压峰值会减小。
2、在重复测量时，前后的实验结果可能不完全一致，可能的原因有哪些呢？
答：可能原因：
（1）实验仪器有系统误差，比如说接收装置的灵敏度，发出频率的稳定性等，这些不可避免。
根据实验数据，Excel软件作图如下：
（1）在无阻尼情况下：Umax=1.563V，对应f0=263.817Hz，故0.707 Umax=1.105V，据数据与图表的与其相对应的频率分别约为：f1=263.691Hz，f2=263.940Hz。
锐度计算：
（2）(2)在有阻尼情况下：Umax=1.392V，对应f0=263.688Hz，故0.707 Umax=0.984V，据数据与图表的与其相对应的频率分别约为：f1=263.550Hz，f2=263.820Hz。
1、找出音叉在不同阻尼下（包括零阻尼）作受迫振动时的共振频率及相应的Umax。
答：数据记录如下：
（1）
据实验数据可得：无阻尼情况下作受迫振动的共振频率为263.817Hz，相应的Umax=1.563V。
不确定度分析：因为是单次测量，所以 ，因为B类不确定度主要是仪器误差，故对频率 ，对电压
（2）人为操作时，测量前后可能调节了驱动信号输出幅度，即黑色旋钮，使实验结果不一wk.baidu.com。
（3）测量环境中其它因素的影响，比如说温度，与其它音叉的共振等等。
3、绘制周期平方T2与质量m的关系图，分析其特点和意义。
答：数据如下：
注： s
根据实验数据，Excel软件作图如下：
据图的拟合曲线为：
结果分析：据图可知T2与m成正比，且实验测得的数据误差较小。由此可由测量音叉的振动周期来测量未知质量，并可制作测量质量和密度的传感器。
【拓展问题】
1、平移阻尼块的位置，可能会发生什么现象？
锐度计算：
结果分析：就速度共振而言，有无阻尼情况下的位移最大处的频率取值应该是一样的，但本次测量中，在无阻尼情况下，f0=263.817Hz；在有阻尼情况下，f0=263.688Hz。二者并不相等，应该是受了位移共振的影响，使得有阻尼情况下共振频率偏小。
相对误差 ，故误差可忽略。
此外，从锐度的计算来看， ，所以阻尼使得速度在共振频率附近的变化幅度略微减小，这是正常的，因为设想阻尼无穷大的情况下，速度不再变化。
故共振频率 , 0.001V
（2）
据实验数据可得：有阻尼情况下作受迫振动的共振频率为263.688Hz，相应的Umax=1.392V。
不确定度分析：同理：
故共振频率 , 0.001V
2、在同一个坐标系中绘制不同阻尼下（包括零阻尼）的U~f关系曲线。求出两个半功率点f2和f1，计算音叉的锐度（Q值）。并对结果进行分析。
答：当阻尼块从音叉内侧向外沿音叉臂轴线方向平移时，阻尼会增大，故交流数字电压表上所测得的电压峰值会减小。而当阻尼块垂直于音叉臂轴线方向平移时，阻尼会减小，故交流数字电压表上所测得的电压峰值会减小。
2、在重复测量时，前后的实验结果可能不完全一致，可能的原因有哪些呢？
答：可能原因：
（1）实验仪器有系统误差，比如说接收装置的灵敏度，发出频率的稳定性等，这些不可避免。
根据实验数据，Excel软件作图如下：
（1）在无阻尼情况下：Umax=1.563V，对应f0=263.817Hz，故0.707 Umax=1.105V，据数据与图表的与其相对应的频率分别约为：f1=263.691Hz，f2=263.940Hz。
锐度计算：
（2）(2)在有阻尼情况下：Umax=1.392V，对应f0=263.688Hz，故0.707 Umax=0.984V，据数据与图表的与其相对应的频率分别约为：f1=263.550Hz，f2=263.820Hz。