物理与工程Vol.13No.12003 用电磁打点计时器进行受迫振动实验 介绍我校的一个自学物理实验 童培雄赵在忠刘贵兴 (复旦大学物理系,上海200433) (收稿日期:2002-1014) 摘要介绍一种用简单的方法进行的受迫振动实验 关键词受迫振动;共振;电磁打点计时器;自学物理实验 THE EXPERIMENT ON FORCED VIBRATION WITH ELECTROMA GNETIC POINTING SET Tong peixiong Zhao zaizhong Liu guixing Abstract This paper introduces a new experimental metmd for forced vibration Key Words forced vibration; resonance; electromagnetic pointing set; selflabs on physics 在振动与波教学中,受迫振动是十分重 要的部分.同时共振又是工程设计过程中要 d t +2B2+s=-0cost(2) 考虑的问题.笔者用电磁打点计时器进行受式中,B为阻尼常量;m为质量;F为驱动力 迫振动实验,并利用光杠杆放大作用进行测为驱动力的角频率;“为振动系统固有的 量该实验的最大特点是实验装置简单、取材角频率.上式解为 容易、实验效果明显.本实验可作为学生自学 Fo 物理实验 mJ(4-a2)2+4B2a2 振幅A随a变化,当a》或ω《“ 实验原理 时,振幅都比较小.当ω接近于吣时,振幅增 大当=、G-2B2时,共振振幅达到最大 振动系统在振动过程中受到阻力,其振值 动幅度越来越小,直到停止振动要维持振动 必须外加一个周期性的外力.有阻尼的振动 系统在周期性外力的持续作用下产生的振动 称为受迫振动 在阻尼振动上加上一个周期力 2实验装置 F= FoCOSOt 则振动的运动方程为 由于振动条的振动幅度很小,所以用光 C1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, LId. All rights reserved.用电磁打点计时器进行受迫振动实验 ———介绍我校的一个自学物理实验 童培雄 赵在忠 刘贵兴 (复旦大学物理系 ,上海 200433) (收稿日期 : 2002210214) 摘 要 介绍一种用简单的方法进行的受迫振动实验. 关键词 受迫振动 ;共振 ;电磁打点计时器 ;自学物理实验 THE EXPERIMENT ON FORCED VIBRATION WITH ELECTROMAGNETIC POINTING SET Tong Peixiong Zhao Zaizhong Liu Guixing (Department of Physics , Fudan University , Shanghai 200433) Abstract This paper introduces a new experimental method for forced vibration. Key Words forced vibration ; resonance ; electromagnetic pointing set ; self2labs on physics 在振动与波教学中 ,受迫振动是十分重 要的部分. 同时共振又是工程设计过程中要 考虑的问题. 笔者用电磁打点计时器进行受 迫振动实验 ,并利用光杠杆放大作用进行测 量. 该实验的最大特点是实验装置简单、取材 容易、实验效果明显. 本实验可作为学生自学 物理实验. 1 实验原理 振动系统在振动过程中受到阻力 ,其振 动幅度越来越小 ,直到停止振动. 要维持振动 必须外加一个周期性的外力. 有阻尼的振动 系统在周期性外力的持续作用下产生的振动 称为受迫振动. 在阻尼振动上加上一个周期力 F = F0 cosωÃt (1) 则振动的运动方程为 d 2 s d t 2 + 2βds d t + ω2 0 s = F0 m cosωt (2) 式中 ,β为阻尼常量 ; m 为质量 ; F0 为驱动力 ; ω为驱动力的角频率 ;ω0 为振动系统固有的 角频率. 上式解为 A = F0 m (ω2 0 2ω2 ) 2 + 4β2ω2 (3) 振幅 A 随ω变化 ,当 ω µ ω0 或 ω ν ω0 时 ,振幅都比较小. 当 ω接近于ω0 时 ,振幅增 大. 当 ω= ω2 0 - 2β2 时 ,共振振幅达到最大 值 Amax = F0 2 mβ ω2 0 - β2 (4) 2 实验装置 由于振动条的振动幅度很小 ,所以用光 物理与工程 Vol. 13 No. 1 2003 32 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved