受迫振動與共振實驗課件

音叉的受迫振動與共振實驗實驗原理振動的三種狀態(tài)1.簡諧振動（固有角頻率）2.受迫振動受迫振動的穩(wěn)態(tài)方程：共振1.速度共振

速度共振曲線速度共振產生條件：速度共振曲線的銳度(品質因素)：

f0:0對應的頻率f1,f2

：v下降到0.707vmax

時對應的頻率fU音叉的電磁激振與拾振

激振/驅動線圈拾振/接收線圈激振線圈在正弦交變電流作用下產生交變磁場激振音叉，使之產生正弦振動。拾振線圈靠近被磁化的音叉臂另一端放置，由于變化的磁場產生感應電流輸出到交流數(shù)字電壓表中。

將拾振線圈產生的電信號輸入交流數(shù)字電壓表，可研究音叉受迫振動系統(tǒng)在周期性外力作用下振幅與驅動力頻率的關系及其銳度，以及在增加音叉阻尼力的情況下，振幅與驅動力頻率的關系及其銳度。

決定于音叉振動速度v.∴可用電壓表的示數(shù)代替速度振幅。電壓表量程為2V。音叉的振動周期與質量的關系在阻尼較小且可忽略的情況下音叉的振動周期近似為：k：振子的勁度系數(shù)；m0：不加質量塊時的音叉振子的等效質量；mx：每個振動臂增加的物塊質量。4、測量無阻尼狀態(tài)下音叉的速度幅頻特性以及相應的共振頻率f0和輸出電壓Umax。測量范圍從f0-2Hz至f0+2Hz由小往大測，稀疏區(qū)Umax隔約0.1V

取一個點，密集區(qū)改變驅動頻率f的小數(shù)點后第二位(隔0.010Hz)取點。f(Hz)…Umax(V)…阻尼：

（有或無）,

估測f0:

Hz，估測Umax:

V，0.707Umax:

V將記錄數(shù)據(jù)中速度共振對應點的坐標標記出來,并標明密集區(qū)取點的起止范圍.5、測量有阻尼狀態(tài)下音叉的速度幅頻特性以及相應的共振頻率和輸出電壓Umax。估測有阻尼情況下音叉共振時的f0，共振時的Umax

在1～1.3V范圍內，若不在此范圍內可通過改變阻尼塊的高矮來改變Umax。

切記不能調動黑色旋鈕。阻尼：

（有或無）,

估測f0:

Hz，估測Umax:

V,0.707Umax:

Vf(Hz)…Umax(V)…將記錄數(shù)據(jù)中速度共振對應點的坐標標記出來,并標明密集區(qū)取點的起止范圍.6、在無阻尼狀態(tài)下，將不同質量砝碼（5g、10g、15g、20g、25g）分別加到音叉雙臂最外面一對孔上，擰緊。測出對應的共振頻率f0。記錄mx

~f0

關系數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)表格如下圖所示）。質量塊位置：從外到內第

1

個孔mx(g)510152025f0(Hz)220多HzUmax(V)T2(s2)1、找出音叉在有、無阻尼情況下作受迫振動時的共振頻率f0及相應的Umax，并做比較分析。2、在同一個坐標系中分別繪制有、無阻尼情況下的Umax~f關系曲線。在圖中作出兩曲線的半功率點，找出其對應的f1和f2，分別計算有、無