自制受迫振动与共振演示探究仪

教材手摇式受迫振动与手动共振实验装置稳定性差,演示的实验现象不直观且不连续,均未达到定量探究.针对装置和实验现象的不足,制作了受迫振动与共振演示探究仪,该装置能直观演示阻尼振动、受迫振动和共振现象;借助Tracker、Origin和Pr视频软件的辅助能更高效率地实现可视化教学.     

"受迫振动、共振"演示实验的研究与改进

对现有受迫振动、共振演示实验装置的不足进行了剖析,改进了原有的实验装置,制作了受迫振动、共振演示仪器. 阐述了改进后的实验装置的具体制作、教学使用及特点.     

受迫振动与共振实验的创新设计

利用变频器、同步电动机和磁性书写板来改进受迫振动与共振演示实验装置.本装置可以用来定量演示受迫振动,还可以用来研究共振的发生条件及描绘共振曲线.     

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     

"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。     

共振演示实验的纰缪与装置的改进

针对高中物理教科书中共振现象的演示实验装置存在着纰缪,在大学物理实验弹簧振子的受迫振动仪的基础上改进了共振实验演示装置。装置由T形支架下的弹簧和小球组成振动系统,通过比较浸没在水中的小球的固有周期和转动圆盘出现最大振幅时的周期,进而得到二者频率的关系,即共振产生的条件.     

关于受迫振动、共振的实验研究

简要分析了现行中学物理课本中关于受迫振动和共振的演示实验中存在的缺点,并针对其不足加以改进.改进后的实验装置演示效果更好,便于学生理解和掌握相应的物理规律.     

利用打点计时器原理制作受迫振动演示装置

介绍一种演示受迫振动和共振现象的装置.     

自制振动图像演示仪

在高一的物理课堂上，机械振动图像的演示实验，因其沙漏的难以控制和图像的不便于观察，实验效果不是很理想．为了创造一个既快捷干净，又能达到演示振动图像目的的仪器，我们对“运动合成演示仪”进行了改造．“振动图像演示仪”不仅具有演示振动图像的功能，还具有演示受迫振动与共振、阻尼振动与图像等其他功能．     

介绍一种演示共振、驻波的自制实验仪器

工科大学物理课是一门实践性很强的理论课,围绕课堂教学组织演示实验,引导学生观察基本的实验现象,能激发学生的学习兴趣,起到投石激浪的作用.这里介绍一种演示受迫振动、共振,以及多种形式驻波的自制实验仪器,供兄弟院校同行参考.(一)受迫振动、共振演示如图1所示,一台微型直流电动机固定在     

Mathematical model of the dynamics of micropolar elastic thin beams. Free and forced vibrations

A method of hypotheses has been developed to construct a mathematical model of micropolar elastic thin beams. The method is based on the asymptotic properties of the solution ofan initial boundary value problem in a thin rectangle within the micropolar theory of elasticity with independent displacement and rotation fields. An applied model of the dynamics of micropolar elastic thin beams was constructed in which transverse shear strains and related strains are taken into account. The constructed dynamics model was used to solve problems of free and forced vibrations of a micropolar beam. Free vibration frequencies and modes, forced vibration amplitudes, and resonance conditions were determined. The obtained numerical calculation results show the specific features of free vibrations of thin beams. Micropolar thin beams have a free vibration frequency which is almost independent of the thin beam size, but depends only on the physical and inertial properties of the micropolar material. It is shown for the micropolar material that the free vibration frequency values of beams can be readily adjusted and hence a large vibration frequency separation can be achieved, which is important for studying resonance.     

Suppression of the primary resonance vibrations of a forced nonlinear system using a dynamic vibration absorber

In a single degree-of-freedom weakly nonlinear oscillator subjected to periodic external excitation, a small-amplitude excitation may produce a relatively large-amplitude response under primary resonance conditions. Jump and hysteresis phenomena that result from saddle-node bifurcations may occur in the steady-state response of the forced nonlinear oscillator. A simple mass-spring-damper vibration absorber is thus employed to suppress the nonlinear vibrations of the forced nonlinear oscillator for the primary resonance conditions. The values of the spring stiffness and mass of the vibration absorber are significantly lower than their counterpart of the forced nonlinear oscillator. Vibrational energy of the forced nonlinear oscillator is transferred to the attached light mass through linked spring and damper. As a result, the nonlinear vibrations of the forced oscillator are greatly reduced and the vibrations of the absorber are significant. The method of multiple scales is used to obtain the averaged equations that determine the amplitude and phases of the first-order approximate solutions to primary resonance vibrations of the forced nonlinear oscillator. Illustrative examples are given to show the effectiveness of the dynamic vibration absorber for suppressing primary resonance vibrations. The effects of the linked spring and damper and the attached mass on the reduction of nonlinear vibrations are studied with the help of frequency response curves, the attenuation ratio of response amplitude and the desensitisation ratio of the critical amplitude of excitation.     

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。     

用钕铁硼制作阻尼振动、受迫振动及共振演示仪

利用稀土永磁性材料钕铁硼(Nd-Fe-B)设计制作出了新型阻尼振动、受迫振动及共振演示仪.该演示仪器可演示阻尼振动的3种状态(欠阻尼状态、临界阻尼状态、过阻尼状态)、受迫振动及共振现象.     

音叉受迫振动规律及计算机实时测量

对音叉作受迫振动的规律及音叉振动周期与双臂质量的关系进行了研究,自制了新型的音叉受迫振动与共振实验仪,该仪器不仅可以手工调节做实验,而且可以实现计算机实时测量.     

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.     

光纤表面等离子体波传感器的温度特性的研究

本文从粒子振动的角度讨论了光纤表面等离子体波传感器对于温度的敏感特性。对于金属 /介质的表面等离子体波传感器 ,在界面处产生的等离子体振动实质是大量电子的集体振荡。在某一特定的波长的P光激励下 ,电子吸收了光子的能量而改变了原来的运动方式 ,当激励的光信号与电子群的固有振荡频率一致时 ,大量的电子振动变为一种谐振。由于界面处的电子密度与温度是密切相关的 ,不同的温度时密度不同———温度越高 ,电子的密度越大 ,而电子群的集体振荡又与电子的密度密切相关。所以温度的变化将对等离子体的共振频率产生非常重要的影响。利用了这一效应来补偿环境介质的温度变化 ,可以克服环境温度对测试所带来的影响。此外 ,本文也讨论了采用光纤SPW传感器可以进行多参数的测量。     

Stochastic resonance of a damped oscillator with frequency fluctuation driven by a periodic external force

<正>Considering a damped linear oscillator model subjected to a white noise with an inherent angular frequency and a periodic external driving force,we derive the analytic expression of the first moment of output response,and study the stochastic resonance phenomenon in a system.The results show that the output response of this system behaves as a simple harmonic vibration,of which the frequency is the same as the external driving frequency,and the variations of amplitude with the driving frequency and the inherent frequency present a bona fide stochastic resonance.     

超声波作用下泡群的共振声响应

从球状泡群气泡动力学方程出发, 考虑泡群间次级声辐射的影响, 得到了声场中两泡群共同存在时气泡振动的动力学方程, 并以此为基础探讨声波驱动下双泡群振动系统的共振响应特征. 由于泡群间气泡间的相互作用, 系统存在低频共振和高频共振现象, 两不同共振频率的数值与泡群内气泡的本征频率相关. 泡群内气泡的本征频率又受到初始半径、泡群大小和泡群内气泡数量的影响. 气泡自由振动和驱动声波的耦合激起泡群内气泡的受迫振动, 气泡初始半径、气泡数密度和驱动声波频率等都会影响泡群内气泡的振动幅值和初相位. 关键词： 气泡群 共振 声响应 超声空化     

微液滴在超疏水表面的受迫振动及其接触线的固着-移动转变

利用高速摄影技术对超疏水表面液滴振动的动态行为进行观测,研究液滴在不同频率下的振动特性. 实验发现,液滴的共振频率满足Rayleigh方程,微液滴在超疏水表面具有自由液滴的振动性质. 在80–200 Hz的驱动频率范围内,接触线出现了明显的固着-移动现象,液滴的振动频率是驱动频率的一半,液滴振动时的形变较大. 当驱动频率大于200 Hz时,接触线基本固着,液滴的振动频率近似等于驱动频率,液滴共振时的形态边缘始终有节点存在. 分析表明,液滴对外界驱动的不同响应与接触线的振荡行为和变形程度密切相关 关键词： 超疏水表面 受迫振动 共振 接触线