石河子大学：《综合物理实验》课程PPT教学课件（近代物理实验）受迫简谐振动实验（主讲：廖辉）

受迫简谐振动实验 廖辉 石河子大学物理系近代物理实验课程组 2014-2015第一学期

廖辉 石河子大学物理系近代物理实验课程组 2014-2015第一学期

,受迫振动与共振等现象在工程和科学研究中经常用到。 如在建筑、机械等工程中，经常须避免共振现象，以保 证工程的质量。随着石油、化工工业发展，迫切需要一 种液体密度传感器和液位传感器，能够对各种油料和液 体化工原料在生产流程中进行计算机实时测量和监控。 所以，从上世纪六十年代末开始，各国投入一定的人力、 财力研究各种新型音叉式液体密度传感器和液位传感器。 这种传感器待测量与传感器谐振频率构成唯一的函数关 系，因而只要测量出其谐振频率，就可以求得待测液体 密度或储液罐中液位高度。所以受迫振动与共振是重要 的物理规律受到物理和工程技术广泛重现

 受迫振动与共振等现象在工程和科学研究中经常用到。 如在建筑、机械等工程中，经常须避免共振现象，以保 证工程的质量。随着石油、化工工业发展，迫切需要一 种液体密度传感器和液位传感器，能够对各种油料和液 体化工原料在生产流程中进行计算机实时测量和监控。 所以，从上世纪六十年代末开始，各国投入一定的人力、 财力研究各种新型音叉式液体密度传感器和液位传感器。 这种传感器待测量与传感器谐振频率构成唯一的函数关 系，因而只要测量出其谐振频率，就可以求得待测液体 密度或储液罐中液位高度。所以受迫振动与共振是重要 的物理规律受到物理和工程技术广泛重现

,【实验目的】 ,了解转动传感器的工作原理和实验系统的工作原理。 ,基本掌握实验理论及相关软硬件的连接及操作。 ，掌握并学会分析受迫简谐振动的方法。 ,【实验器材】 ,CI-6538转动传感器、ME-8750机械振荡器/驱动 器、ME-8735大型杆支座、SE-9442多用夹、SE 9720直流电源、CI-6552A功率放大器

 【实验目的】  了解转动传感器的工作原理和实验系统的工作原理。  基本掌握实验理论及相关软硬件的连接及操作。  掌握并学会分析受迫简谐振动的方法。  【实验器材】  CI-6538转动传感器、ME-8750机械振荡器/驱动 器、ME-8735大型杆支座、SE-9442多用夹、SE- 9720直流电源、CI-6552A功率放大器

,【实验原理】 ,振荡器包含了一个铝制圆盘。圆盘安装在滑轮上， 并缠绕上绳子连接到两根弹簧上。圆盘的角位置和 角速度以时间的函数的形式用两个转动传感器记录。 在不同磁阻呢下的振幅S频率的关系图被绘制。阻 尼的增加通过调节磁铁与铝盘之间的间距来实现

 【实验原理】  振荡器包含了一个铝制圆盘。圆盘安装在滑轮上， 并缠绕上绳子连接到两根弹簧上。圆盘的角位置和 角速度以时间的函数的形式用两个转动传感器记录。 在不同磁阻呢下的振幅VS频率的关系图被绘制。阻 尼的增加通过调节磁铁与铝盘之间的间距来实现

,【实验内容及步骤】 一、设备安装：

 【实验内容及步骤】   一、设备安装：

二、实验过程 1. 测量共振频率。关闭直流电源和信号发生器。点击“START”，移动圆盘的位置， 让它振荡。再点击“STOP”。在圆盘的振荡数据表中测量其周期。 令秀DSTART”,悬挂一个砝码(2Og在一根弹簧的顶部，然后测星圆鼻转的 ,测量中间滑轮的半径，计章祛码产生的矩。用等式二汗算弹簧的扭簧常 数。 3. 取下圆盘，测量圆盘的半径及质量，计算圆盘的转动惯量。 打开真流电源，设置其电压为lY。点击DataStudio软件中信号发生器的Auto按钮。 点击“启动 因为信号发生器的斜坡电压的频率被设置为0.001Hz,采集数据将需要 1000秒(18分钟)。实际做实验的过程中，采集进行14分钟后点击“停正 调节磁阻尼距离圆盘0.6cm,再重复测量数据。 6 调节磁阻尼距离圆盘0.4cm,再重复测量数据。 调节磁阻尼距离圆盘0.2cm,再重复测量数据

 二、实验过程   1. 测量共振频率。 关闭直流电源和信号发生器。点 击“START”，移动圆盘的位置， 让它振荡。再点击“STOP”。在圆盘的振荡数据表中测量其周期。   2. 点 击“START”，悬挂一个砝码(20g)在一根弹簧的顶部，然后测量圆盘旋转的角度。 点击“STOP”，测量中间滑轮的半径，计算砝码产生的力矩。用等式二计算弹簧的扭簧常 数。   3. 取下圆盘，测量圆盘的半径及质量，计算圆盘的转动惯量。   4. 打开直流电源，设置其电压为1V。点击DataStudio软件中信号发生器的Auto按钮。 点 击“启动”，因为信号发生器的斜坡电压的频率被设置为0.001 Hz,采集数据将需要 1000秒(18分钟)。实际做实验的过程中，采集进行14分钟后点击“停止”。   5. 调节磁阻尼距离圆盘0.6cm，再重复测量数据。   6. 调节磁阻尼距离圆盘0.4cm，再重复测量数据。   7. 调节磁阻尼距离圆盘0.2cm，再重复测量数据

,【注意事项】 ,在测量弹簧常数的时候，动作幅度不可过大，防止 弹簧被拉变形而损坏。 ,不可擅自拆卸仪器零部件，防止仪器损坏。 ，不得擅自修改线路和仪器设定参数

 【注意事项】  在测量弹簧常数的时候，动作幅度不可过大，防止 弹簧被拉变形而损坏。  不可擅自拆卸仪器零部件，防止仪器损坏。  不得擅自修改线路和仪器设定参数