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文档简介

1、会计学1大学物理波尔共振实验大学物理波尔共振实验【实验目的】【实验仪器】ZKY-BG型波尔共振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页波尔共振仪结构摆轮弹簧光电门光电门相位差读数盘闪光灯阻尼线圈连动摇杆第2页/共11页【实验原理】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 1. 简谐振动：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

2、k22dtdJJkM0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：()jw+t00cosjj第3页/共11页由于振动系统受到阻力作用（称为阻尼）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：1） 阻尼振动的圆频率 小于振动系统的固有频率 阻尼振动的特点：()w+teftcos0振动的圆频率220wwffw0w2）线性阻尼振

3、动形成的是减幅振动，振幅随时间按指数规律teAA0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 20021kE第4页/共11页物体在周期外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动 3.受迫振动：在无阻尼时，即b=0,M0=0, 解方程可得：()()0201coscosjww+ttetJb2阻尼振动 强迫振动 2222024)(www+m2w0w2202wwwjtg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。220cosdtdJdtdbktMw第5页/共11页相频特性：指固有频率

4、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的关系 指固有频率为0的振动系统在稳态受迫振动时，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/220r2ww220r22mw第6页/共11页【实验内容】1.系统固有频率的测量2.阻尼系数的测量3.受迫振动的幅频特性和相频特性第7页/共11页1.系统固有频率的测量12345678振幅振幅 周期周期T0 （秒）（秒）表1：振幅与周期T0的关系0T周 期与 振 幅 关 系 ： 第8页/共11页2.阻尼系数的测量表2阻尼系数 的计算（式）5ln+ii序号序号 ()序号序号 ()162738495105ln(/)5iiT+ 第9页/共11页3.受迫振动的幅频特性和相频特性( )T s

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