利用位移传感器改进受迫振动实验

利用DISLab实验系统中的位移传感器,改进基于弹簧振子的受迫振动实验仪,实时观察振子和驱动装置的运动情况,取得了清晰的实验图像和数据,受迫振动的物理意义更加清楚。     

受迫振动

前言为了帮助学生形象地了解受迫振动,我们设计制造了这个受迫振动仪。它能演示共振现象,诸如共振时位移落后强迫力π/2,共振时强迫力对振子作正功等各种现象;也能通过测量作共振曲线。整个实验过程直观,能达到形象化教学的目的。仪器简述受迫振动仪是由弹簧振子和简谐振动发生器配合在一起构成的,如图1所示。AE是一     

受迫振动的研究

中学物理教科书在介绍受迫振动时有两句很重要的话:“物体做受迫振动的频率等于策动力的频率,而跟物体的固有频率无关。”“在受迫振动中,策动力的频率跟物体的固有频率相等时振幅最大,叫共振。”为帮助学生理解这两句话的含义,我们设计了这个实验。     

受迫振动的演示

由于受迫振动比简谐振动和阻尼振动更为复杂。因此要使学生在定性方面清楚地了解受迫振动,显然为一难题;但如果能讲好这一节,对讲共振那就方便得多,因为共振是受迫振动的一个特例。在讲受迫振动时,首先要使学生认识具有“周期性变化的策动力”这一概念。教     

受迫振动实验的改进

在一般的受迫振动中,设摩擦阻力为-CU=-Cx,回复力为-kx,策动力为Dcosωt,则所受的合力∑F为: ∑F=-Cx-kx+Dcosωt(1) 由牛顿第二定律:∑F=ma=mx,代     

有关受迫振动的演示

一受迫振动是一个学生比较难以接受的物理概念,做好演示实验,使学生首先获得一定的感性认识,是讲好这一课的一个关键性问题。因此,我在教学过程中设计了一种实验装置,效果良好,现介绍如下,供同志们参考。 (一)实验装置取废锯条(金属锯用的)一根,擦去铁锈在它的一端焊上一个L形角铁,再在角铁的垂直部分用万用胶水粘上一片宽度约为0.5厘米的小平面镜(如图1)。把锯条的另一端用铁夹夹     

受迫振动的能量共振

通过对受迫振动系统的功能，势能和总能量的分析，推证了受迫振动系统能量共振的频率，并对其结果进行了分析讨论。     

悬臂梁的受迫振动实验

机械振动是物理学研究的一个重要内容，但在教学中存在两个问题：一是其中一些概念、理论较抽象，难于理解，学生学习有一定难度.二是教学中研究的是单自由度振动系统，而实际生产、生活中所见到的振动现象，都属于多自由度振动系统，二者差距很大.为此我们设计并制做了悬臂梁受迫振动实验仪，帮助学生掌握振动基本理论，又可对实际振动现象有所了解.一、测振系统的设计原理1.工作台结构该工作台结构如图1所示.要求底座和支架要有足够的稳定性和刚度，悬臂梁为矩形截面梁，弹性要好，伸出端的长短可通过压板调节（还可换上不同刚度、质量及…     

受迫振动及共振频率的计算

物体作受迫振动的频率等于策动力的频率，当策动力频率与振动系统的固有频率相等时发生共振．然而，在一般振动中，阻力（包括振动系统内部的耗散力）是不可能完全避免的．现分析振动系统在周期性外力和阻力作用下的振动．如图回所示，质量为M的物体系在劲度系数为人的弹簧上，物体在周期性变化的外力F-F。COSa，t作用下作受迫振动二其中尼为周期性外力的幅值，若系统在振动过程中受到的阻力与物体的速度成正比，方向与速度方向相反，阻尼系数为定值R，则阻力＊。-一RX．现用X表示物体离开平衡位置的位移，可得振动方程：其解为该方程的…     

音叉受迫振动的干涉测量

通过干涉测量法得到音叉振动的幅频特性曲线,同时测量位移振幅和速度振幅.实验中使用高品质因子音叉,激励信号的电压也降到了mV量级,既可以让音叉经过较长时间消除暂态过程,又可以减缓音叉由于长时间激励所带来的升温现象.使用干涉测量法测量音叉受迫振动振幅,并给出2种数据处理方式.该方法具有驱动功率小,测量精度高,直接测量位移量,同时测量两方面信号的优点.     

受迫振动过渡过程的讨论

对受迫振动的过渡过程,一般都加以迴避,但也有的书上给出了这个过程的具体图像,具有代表性的如图1[1]、图2[2]所示,其中(a)为作余弦或正弦规律变化的强迫外力的等幅振动,(b)为振动系统本身的衰减振动,(c)即为受迫振动过渡过程中的图像.实际情况到底如何?本文想从实验观察入手讨论这个问题.一、实验观察 实验装置是如图3所示的磁力摆.强迫力是磁力,而谐振动系统是一只附有探针的线圈摆.两圆形永久磁块放在有机玻璃框架内,作同极性相对配置,以提供轴对称非均匀磁场,并使线圈摆的轴线与两磁块的轴线重合.由于圆形载流线圈在轴对称非均匀磁场中…     

受迫振动与试车速度

通过简化汽车模型，利用受迫振动的有关理论，了汽车在反路上的振动，并给出了汽车在该路上试车最佳速度的计算公式。     

计算机辅助受迫振动实验

在Matlab平台下编写了图形用户界面程序，该程序利用计算机的声卡采集音叉上的压电换能器信号，精确地计算出频率值和平均振幅，通过多组数据采集及插值计算，可自动绘制出不同阻尼下的共振曲线．     

自制受迫振动演示器

高中物理教材中受迫振动是用手摇把手下挂弹簧振子来演示的,由于弹簧振子振动时易摇晃,手摇控制策动力的频率也不易掌握,因而共振现象不易观察。单摆的共振现象教材中是用张紧的绳上挂几个单摆来演示的,装置虽简单,效果并不好。原因一是挂单摆的绳形成“弧垂”,造成对各单摆的策动力强弱不等。二是由于绳上形成“波”的反射,使作用到各单摆的策动力变得复杂,实验中很难调节到受迫共振摆和“策动摆”基本同相位,策     

二元晶体中缺陷所引起的位移畴

借助于应变晶体的弹性偶极子模型,把二元晶体中的每一个原子都视为一弹性偶极子。它们有不同的等效偶极矩,在晶体内其他强内应力源,如位错、包裹物等所产生的应力场中受到不同的作用力,因而产生不同的位移,形成了不同形状的畴。它决定于永久偶极矩及感生偶极矩的相对大小和内应力源所产生的应力场的分布。本文分别给出了二元晶体中在刃位错、螺位错、包裹物和挤列等的应力场作用下出现的畴图样。它们呈各种形式排列的花瓣状图形。在适当的条件下,它们可以被观察到。结果还表明了压力对相变的影响。 关键词：     

微管内气泡的受迫振动

在气泡-液柱一维耦合振动模型的基础上对刚性微管两侧声压不相等时管内柱状气泡的轴向一维受迫振动进行了理论探索. 声压不均匀分布不影响气泡线性振动时的共振频率, 但振动幅度受到有效声压幅值的影响. 利用逐级近似法分析了管内非线性振动气泡的基频、三倍频和三分之一分频振动的幅-频响应关系, 结果表明当驱动声压超过0.1 MPa时, 气泡振动处于非线性状态. 非线性声响应特征主要表现为:基频和分频振动幅值响应的多值性; 三倍频振动在低频区响应强于高频区; 三分频振动在大于共振频率的频域内出现的概率更大.     

有关受迫振动的若干问题

在普通物理教学中,受迫振动是教学的重点,同时又是教学的难点。如何使学生把这部分知识学到手,是一个值得讨论的问题,本文不拟涉及问题的全部,只打算对处理受迫振动某些问题的方法和某些重要的基本概念,作比较深入的分析和讨论,以供教学参考。设振动物体除受弹力-kx和粘滞阻力-γ(?)     

光学系统受迫振动的激光测量方法

将激光信号与高帧频CCD结合,解决了光学系统中振动信号和激光信号之间的转换问题,不仅能够测量振动对系统光束指向稳定性的影响,而且能够得到振动信号本身的频率特性。利用该方法对振源为150 Hz和200 Hz两种条件下的光学系统受迫振动进行测量,得到了与输入信号相吻合的振动信号属性。通过实验与分析得知:时域振幅测量精度为6.25 m,频域分辨力为2 Hz,方法简便高效,测量结果准确,已应用于角多路准分子激光主振荡功率放大器系统打靶试验平台光束指向稳定性的研究中。