课程名称：综合物理实验5 专业：物理学，应用物理学 班级： 章节 学时 受迫简谐振动实验 4学时 名称 分配 1、了解转动传感器的工作原理和实验系统的工作原理。 教学 2、基本掌握实验理论及相关软硬件的连接及操作。 目的 3、掌握并学会分析受迫简谐振动的方法。 C1-6538转动传感器、ME-8750机械振荡器驱动器、ME-8735大型杆支座 主要实 SE-9442多用夹、SE-9720直流电源、CI-6552A功率放大器 验仪器 一、设备安装 如Figu心2将驱动器安装到底座上。将第一个转动传感器装到驱动器所 在的那根金属杆上。请见Figure3中这个转动传感器的位置， 实验 教学 内容 Figure Driver Figure 3: Complete Setup
课程名称：综合物理实验 5 专业：物理学，应用物理学 班级： 章节 名称 受迫简谐振动实验 学时 分配 4 学时 教学 目的 1、了解转动传感器的工作原理和实验系统的工作原理。 2、基本掌握实验理论及相关软硬件的连接及操作。 3、掌握并学会分析受迫简谐振动的方法。 主要实 验仪器 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 教学 内容 一、设备安装： 1. 如 Figure 2 将驱动器安装到底座上。将第一个转动传感器装到驱动器所 在的那根金属杆上。请见 Figure 3 中这个转动传感器的位置。 Figure 2: Driver Figure 3: Complete Setup
课程名称：综合物理实验5专业：物理学，应用物理学 班级： Figure 4:String and Magnet 旋转驱动器的转动臂，直到它垂直向下。系上一根绳子到转动臂上，将 绳子穿过在驱动器上部的绳引导装置。接着将绳子完全缠绕在转动传感 器的大滑轮上，将绳子的末端系在其中一根弹簧的一端，并让这一端靠 近转动传感器。 3 用两根竖直杆和一根水平杆交叉连接以增加稳定行。请见Figure3. 4 安装第二个转动传感器到水平杆上。 系一小段绳子几厘米到底座的校平平螺杆上，再把第二根弹簧的一段 系在这个绳子上。 切下一段长大约1.5m的绳子，在第二个转动传感器的中间的滑轮上绕 两圈。见Figure4.将圆盘用螺丝固定在这个转动传感器上。 然后将这段绳子的两端分别系在两根弹簧的一端要保证弹簧在每一边 有大致相等的拉力，圆盘能够旋转180度，并且在旋转是两根弹簧的都 不能碰到转动传感器的滑轮。 安装磁阻附件到转动传感器的一侧，如Figure爬4所示。调节磁阻上的螺 丝，让磁阻距离圆盘大约1cm, 安装Figure5所示连接驱动器的电路。在实验中，通过SW750接口上 的信号发生器施加一个斜坡电压给驱动器。但是，因为驱动电机可能在
课程名称：综合物理实验 5 专业：物理学，应用物理学 班级： Figure 4: String and Magnet 2. 旋转驱动器的转动臂，直到它垂直向下。系上一根绳子到转动臂上，将 绳子穿过在驱动器上部的绳引导装置。接着将绳子完全缠绕在转动传感 器的大滑轮上，将绳子的末端系在其中一根弹簧的一端，并让这一端靠 近转动传感器。 3. 用两根竖直杆和一根水平杆交叉连接以增加稳定行。请见 Figure 3。 4. 安装第二个转动传感器到水平杆上。 5. 系一小段绳子(几厘米)到底座的校平平螺杆上，再把第二根弹簧的一段 系在这个绳子上。 6. 切下一段长大约 1.5m 的绳子，在第二个转动传感器的中间的滑轮上绕 两圈。见 Figure 4. 将圆盘用螺丝固定在这个转动传感器上。 7. 然后将这段绳子的两端分别系在两根弹簧的一端，要保证弹簧在每一边 有大致相等的拉力，圆盘能够旋转 180 度，并且在旋转是两根弹簧的都 不能碰到转动传感器的滑轮。 8. 安装磁阻附件到转动传感器的一侧，如 Figure 4 所示。调节磁阻上的螺 丝，让磁阻距离圆盘大约 1cm。 9. 安装 Figure 5 所示连接驱动器的电路。在实验中，通过 SW750 接口上 的信号发生器施加一个斜坡电压给驱动器。但是，因为驱动电机可能在
课程名称：综合物理实验5 专业：物理学，应用物理学 班级： 低电压下停顿，为了能尽可能地得到最多的数据点，需要施加一个最小 1V的直流补偿电压。 DataStudio. Function Generator Power Amplifier. DC Power Driver. Supply. Figure 5:Driver Wiring Diagram. 10.把固定圆盘的转动传感器的插头插入SW750接口通道1和通道2，其 中黄色插头插入通道1把另一个转动传感器的插头插入SW750接口的 通道3和通道4，其中黄色的插入通道3.将功率放大器连接到通道A 1l.打开名为"Driven Hamonic"的Datastudio文件。 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
课程名称：综合物理实验 5 专业：物理学，应用物理学 班级： 低电压下停顿，为了能尽可能地得到最多的数据点，需要施加一个最小 1V 的直流补偿电压。 10. 把固定圆盘的转动传感器的插头插入 SW750 接口通道 1 和通道 2，其 中黄色插头插入通道 1.把另一个转动传感器的插头插入 SW750 接口的 通道 3 和通道 4，其中黄色的插入通道 3.将功率放大器连接到通道 A。 11. 打开名为"Driven Harmonic"的 Datastudio 文件。 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
课程名称：综合物理实验5 专业：物理学，应用物理学 班级： 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。 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0.001Hz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“停止”。 调节磁阻尼距离圆盘0.6cm,再重复测量数据， 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. 重点 实验原理及实验操作 难点 实验原理的理解以及数据处理分析 敕法 以讲授与操作演示为主，黑板书写为辅：讲授法，演示法
课程名称：综合物理实验 5 专业：物理学，应用物理学 班级： 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。 重点 实验原理及实验操作 难点 实验原理的理解以及数据处理分析 教法 以讲授与操作演示为主，黑板书写为辅：讲授法，演示法
课程名称：综合物理实验5专业：物理学，应用物理学 班级： 1、用扭簧常数和圆盘的转动惯量，计算振荡器的理论周期和共振频率。 2、查看不同阻尼情况下的谐振曲线。阻尼的增加是如何影响曲线的形状的（宽 度、最大振幅、最大频率等)？ 3、最少阻尼时的共振频率与理论频率是否一致？计算相差的百分比。 思考题 4、为什么关于共振频率的谐振曲线不对称？ 5、查看驱动振荡与时间的曲线和圆盘振荡与时间的曲线。测量这些振荡在高 频率时（在最开始的时候），共振频率（圆盘振幅最大时）和低频时（最后 时刻)的相位差。这些相位差与理论值一致吗？ 1、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。 操作要 2、不可擅自拆卸仪器零部件，防止仪器损坏。 点及注 3、不得擅自修改线路和仪器设定参数 意事项 教师根据实际教学过程进行教学评价，反映本节课的成功及遗憾之处，提出改进建议等 评价 教师教学方面 学生学习方面 敦学内 实验操 效果 重点 难点 教学 学习 作的积 重难点 学习综 容完成 情况 讲授 破解 策略 极性 合效果 出色 教学评价 坟好 其他说明 改进建议 建议学生1人为一组完成该实验
课程名称：综合物理实验 5 专业：物理学，应用物理学 班级： 思考题 1、用扭簧常数和圆盘的转动惯量，计算振荡器的理论周期和共振频率。 2、查看不同阻尼情况下的谐振曲线。阻尼的增加是如何影响曲线的形状的(宽 度、最大振幅、最大频率等)？ 3、最少阻尼时的共振频率与理论频率是否一致？计算相差的百分比。 4、为什么关于共振频率的谐振曲线不对称？ 5、查看驱动振荡与时间的曲线和圆盘振荡与时间的曲线。测量这些振荡在高 频率时 (在最开始的时候)，共振频率(圆盘振幅最大时)和低频时(最后 时刻)的相位差。这些相位差与理论值一致吗？ 操作要 点及注 意事项 1、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。 2、不可擅自拆卸仪器零部件，防止仪器损坏。 3、不得擅自修改线路和仪器设定参数。 教学评价 教师根据实际教学过程进行教学评价，反映本节课的成功及遗憾之处，提出改进建议等。 评价 效果 教师教学方面 学生学习方面 教学内 容完成 情况 重点 讲授 难点 破解 教学 策略 学习 态度 实验操 作的积 极性 重难点 理解 学习综 合效果 出色 √ √ 较好 √ √ √ √ √ √ 一般 其他说明 改进建议 建议学生 1 人为一组完成该实验
课程名称：综合物理实验5专业：物理学，应用物理学 班级：
课程名称：综合物理实验 5 专业：物理学，应用物理学 班级：