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文档简介

1、5.7波尔共振实验,北京工商大学物理实验室,【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。,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,【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,0

2、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：,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：,振动的圆频率,2）线性阻尼振动形成的是减幅振动，振幅随时间按指数规律,衰减,3）振动物体的初始能量 会随着t增加而不断损耗

3、，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,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：,阻尼振动,强迫振动,可见，振幅 与圆频率 、系统固有频率 和阻尼系数 有关，而与初始状态无关。,强迫力的圆频率,时，产生共振 。,此时，振幅2最大，相位差为90o。,相频特性：,指固有频率为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：,【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,1.系统固有频率的测量,表1：振幅与周期T0的关系,2.阻尼系数的测量,表2阻尼系数 的计算（式5.7-9）,秒T秒,振幅,振幅,阻尼档位 。,3.受迫振

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