大学物理波尔共振实验学习教案

1、会计学1大学物理波尔共振大学物理波尔共振(gngzhn)实验实验第一页，共12页。【实验(shyn)目的】【实验(shyn)仪器】ZKY-BG型波尔共振(gngzhn)仪由振动仪与电器控制箱两部分组成 1观察共振现象，观察不同阻尼力矩对受迫振动的影响2理解弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性； 3学习用频闪法测定相位差的方法；4学会测绘弹性摆轮受迫振动的幅频、相频特性曲线。第1页/共11页第二页，共12页。波尔共振(gngzhn)仪结构摆轮弹簧(tnhung)光电门光电门相位差读数(dsh)盘闪光灯阻尼线圈连动摇杆第2页/共11页第三页，共12页。【实验(shyn)原理】简谐振动(zhndng

2、)是指物体受到大小跟位移成正比，而方向与位移恒相反的合外力作用下的运动 1. 简谐振动(zhndng)：摆轮在卷簧扭转系数为k的弹性力矩- 作用下的自由摆动，设转动惯量为J根据刚体定轴转动定律有 0是振幅、0是圆频率、 是初相角 1） 振幅0、圆频率、和初相角 完全决定了一个简谐振动，它们是谐振动的特征参数。2） 0是系统的固有频率，仅与系统本身的性质有关，故也称本征频率。3） 振幅和初相角都是常量，由振动的初始条件确定。4） 振动系统的能量是恒量，与振幅的平方成正比简谐振动的特点：()jwqq+=t00cosjj第3页/共11页第四页，共12页。由于振动系统(xtng)受到阻力作用（称为阻尼

3、）造成能量损失而使振幅减小的振动叫“阻尼振动”，也称减幅振动 2. 阻尼振动(z n zhn dn)：1） 阻尼振动(z n zhn dn)的圆频率 小于振动系统的固有频率 阻尼振动的特点：振动的圆频率2）线性阻尼振动形成的是减幅振动，振幅随时间按指数规律衰减 3）振动物体的初始能量 会随着t增加而不断损耗，同时振幅也会随 t增而逐渐衰减 。可见要想获得等幅运动，就需要有外力的持续作用 第4页/共11页第五页，共12页。物体在周期外力(wil)的持续作用下发生的振动称为受迫振动 3.受迫振动(shu p zhn dn)：在无阻尼(zn)时，即b=0,M0=0, 解方程可得：()()0201co

4、scosjwqwqq+=ttetJb=2阻尼振动 强迫振动 2222024)(wwwq+=m2qw0w2202wwwj=tg强迫力的圆频率 2202ww=时，产生共振 。此时，振幅2最大，相位差为90o。220cosdtdJdtdbktMqqqw=第5页/共11页第六页，共12页。相频特性：指固有频率为0的振动系统在稳态受迫振动时，其振幅随策动力频率变化(binhu)的关系 指固有频率为0的振动系统(xtng)在稳态受迫振动时，其相位差随策动力频率变化的关系 幅频特性：幅频特性相频特性1212-/201.01231231.00rww/rww/220r2w=w220r22mw=q第6页/共11页

5、第七页，共12页。【实验(shyn)内容】1.系统(xtng)固有频率的测量2.阻尼系数(xsh)的测量3.受迫振动的幅频特性和相频特性第7页/共11页第八页，共12页。1.系统固有频率( yu pn l)的测量12345678振幅振幅 周期周期T0 （秒）（秒）表1：振幅与周期(zhuq)T0的关系0T周期与振幅关系： 第8页/共11页第九页，共12页。2.阻尼系数(xsh)的测量表2阻尼(zn)系数 的计算（式）5ln+iiqq序号序号 ()序号序号 ()162738495105ln(/)5iiTqq+ 第9页/共11页第十页，共12页。3.受迫振动(shu p zhn dn)的幅频特性和相频特性( )T s强迫力矩周期j相位差（）q角度振幅0T对应周期 幅频特性曲线(qxin)相频特性曲线(qxin)旋钮读数闪光灯读数直接读数查询表1直接读数第10页/共11页第十一页，共12页。NoImage内容(nirng)总结会计学。简谐振动是指物体受到大小跟位移成正比，而方向与位移恒相反的合外力作用下的运动。摆轮在卷簧扭转系数为k的弹性力矩- 作用下的自由摆动，设转动惯量为J根据刚体定轴转动定律有。0是振幅(zhnf)、0是圆频率、 是初相角。1） 振幅