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…     

"受迫振动共振"演示实验的改进

高一物理新教材第九章第七节受迫振动共振中出现了三种频率：物体受迫振动的频率、驱动力的频率和物体的固有频率，对三种频率的理解学生感到困难；其次，对共振曲线的理解也感到很抽象。为此，对本节演示实验进行了较科学的改进，收到了很好的效果。     

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     

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     

对一道共振习题引发问题的探讨

从一道关于受迫振动与共振的习题疑问出发,探讨了单摆受迫振动的振幅与质量、驱动力频率、固有频率的关系.     

波尔共振实验中幅频特性曲线及相频特性曲线的演化

通过研究波尔共振实验中摆轮在周期性的电机策动力的作用下做受迫振动时的幅频特性和相频特性,经过合理演化最终给出几种不同的幅频特性及相频特性曲线形式。     

共振系列实验教具的创新设计

通过自主设计共振的系列实验教具, 把受迫振动振幅与驱动力频率和固有频率的关系定性和定量展现 出来, 从定性到定量研究受迫振动的振幅规律. 教师在课堂中演示系列共振实验, 能促进学生对共振的有意义学习     

非共振驻波与实验

非共振驻波与实验方天申（河南信阳师范学院，４６４０００）我们熟知的弦驻波和空气柱驻波实验，都是在策动源频率和驻波振动频率相等时产生的，即共振时的驻波．但实验证明：同一固有频率ｆｎ；的驻波，可由一系列不同的策动频率ｆｓ＝ｆｎ／ＮＮ＝１，２，３，…产生。...     

正压力的讨论

在中专物理课程中 ,滑动摩擦力是学习重点 .由“工科中专物理教材编写组编 ,陕西省中专物理教材编写组修订”的中等专业学校物理教材上册中 ,是这样定义滑动擦力的 :“实验证明 ,滑动擦力ｆ的大小跟两物体间的正压力Ｎ的大小成正比 ,即ｆ=μＮ”在计算滑动摩擦力时 ,必须先知道     

利用蜂鸣片受迫振动测液体黏度

用信号发生器驱动蜂鸣片在真空泵油中产生受迫振动,通过测量液体中振动物体的谐振频率求得液体阻尼系数,进而确定了液体黏度.     

受力分析的一般方法

在物理教学中,学生在受力分析时常出现“漏画”、“多画、“乱画”的情况。针对这种情况谈谈正确做好受力分析的一般方法。 1 力的基本知识 1.1 力的基本知识 力的基本知识主要有两条:(1)力是物体对物体的作用,作用是相互的;(2)力是改变物体运动状态的原因。根据此可推论出:第一,力产生于两个物体之间,一个受力物体,另一个施力物体.施力体同时是受力体,     

用功能原理讨论稳定受迫振动

(一)前言 在通用的力学教材中,讨论在简谐强迫力作用下阻尼谐振子受迫振动时,从受力分析得到运动微分方程其中 　为固有圆频率 为介质的阻尼因数,γ是介质的阻力系数 为强迫力幅值F与振子质量m之比。 由(1)式得稳定受迫振动的规律为 为要定出稳定受迫振动的振幅A以及与强迫力的位相差θ,是将(2)式代回(1)式用比较系数法求得的。并通过比较tgθ和cosθ的表达式知,两者总是反号而得出θ为第三、四象限的角度,由此才确定受迫振动的位相总是落后于强迫力,落后的相角为0到π。 上述确定A和θ的方法无疑是正确的。但是,由于在全部讨论过程中,没…     

共振演示仪的设计与制作

1设计思想高中《物理》第二册中“受迫振动与共振”一节的教学，难点是对受迫振动与共振的理解．为了突破这一难点，教材中安排了用多个系在同一条水平细绳上的单摆来演示这一现象，但是由于它振动的不稳定性，演示的效果并不十分理想，因而学生理解不够，印象不深．为了解决这一实际问题，提高课堂效率，笔者在设计上利用小“马达”（小直流电动机）的转动来提供稳定的驱动力的频率，用固定在一块木板上的几个长度不同的钢片来充当振动物体，     

具有频率涨落的简谐力激励下线性谐振子的随机共振

针对线性谐振子受到具有频率涨落的简谐力激励的情况, 计算出系统响应的一阶矩解析表达式.研究发现系统的输出响应以固有频率振动, 响应振幅随简谐激励力频率的变化出现"真实"随机共振,随固有频率的变化出现抑制和 共振两种现象.     

弹簧振子稳态受迫振动中的功能关系

以功能原理为基础,提出了分析弹簧振子稳态受迫振动中的功能关系的一种简洁直观的方法,其要点是先导出策动力所做的功、阻力所做的功以及合外力所做的功的一种表达式,再通过考察在不同的时间间隔内合外力所做的功的性质,来剖析系统的功能转换关系.     

图解法用于受迫振动实验的定量研究

用Origin科学作图,线性拟合得到自由振动下摆轮振幅θ与固有周期T₀的关系θ=10429-6525T₀,为后续实验图像的解析提供明确参考。分别使用逐差法和图解法处理阻尼振动和幅频特性的实验数据,得阻尼系数β为0.059 4 s^-1和0.061 0 s^-1。受迫振动幅频和相频特性曲线的拟合结果显示,当电机频率ω与摆轮固有频率ω₀相等时发生共振,振幅θ_r达144°,摆轮与强迫力的相位差φ_r为90°,很好验证了相关物理实验规律。解析共振处的特征参数,算出共振圆频率ω_r=3.985 9 s^-1,与系统固有频率ω₀(3.986 8s^-1)之间的相对误差仅0.023%,说明图解法用于《受迫振动》实验数据的定量分析与计算是非常成功的。     

受迫振动的策动力和暂态过程

本文拟对受迫振动中的策动力及暂态过程作简短讨论,以期澄清教科书中某些不完全正确的叙述和未予深入讨论的概念。 一个阻力和速率成正比的线性弹簧振子,在时间的谐和策动力作用下,其运动方程为式中m为振子质量,γ为阻尼系数,κ为弹簧的倔强系数,F0为策动力力幅,ω为其角频率。我们强调指出,(1)式中的策动力只是时间的函数,和振子在什么地方无关,这才有一般书上给出的响应结果特别是共振现象。 如何应用机械力实现谐和策动力呢?一些作者引用图1所示的例子:一半径为R的轮缘通过长为l的杆与一弹簧振子相联结。当轮以角速度ω转动时,将给振子m…     

波尔共振实验中基于旋转矢量的相位差分析

在波尔共振实验中,通过引入两个旋转矢量分别描述受迫振动和强迫力,解决了实验中频闪法测相位差原理阐述不清的问题.针对有机玻璃转盘上白线与刻度盘零刻线分别成锐角和钝角的情况,由旋转矢量法分别给出了受迫振动与强迫力的相位差.研究发现,无论白线指向刻度盘的哪个区域,受迫振动与强迫力的相位差始终为-π/2与有机玻璃转盘的白线所指向角度之差.     

受迫振动仪光控打火电路的改进

受迫振动仪是用来进行研究物体振动特性实验的必不可少的仪器.学生用它测试受迫振动的物体的幅频特性,相频特性,从而加深对振动理论的理解.我校近年来实验中所使用的受迫振动仪为南京师范学院生产的 GZY-1型共振仪.仪器的原光控打火电路易出故障且不易检修,影响了教学.为了减少仪器的故障率和     

课堂教学中的“巩固教学”

巩固教学是教学环节中不可缺少的重要组成部分，教师如何正确、熟练地运用巩固教学环节，仍是教学过程中的一个主要问题，下面就“巩固教学”的方法谈几点教学体会：１教师重点复述式的巩固教学 这一方法多运用于学生较难理解的教学内容，如在“简谐振动”教学中，当讲完振动的意义，产生的条件及表征的物理量：振幅、周期、频率之后，在巩固教学时就重点指出：“振动”不同于匀加速直线运动也与匀速圆周运动有别，而且，必须在物体受到跟位移大小成正比而方向相反的回复力作用下才产生，其加速度的大小和方向均随回复力而变化．最后再说明…