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1、用玻爾共振儀研究受迫振動(dòng)教案川波爾共振儀研究受迫振動(dòng)【教學(xué)目標(biāo)與耍求】1.研究阻尼對(duì)受迫振動(dòng)的影響，測(cè)定值。2.研究受迫振動(dòng)中強(qiáng)迫力頻率對(duì)其振幅和相位的影響?！臼谡n學(xué)時(shí)及對(duì)象】理、工、醫(yī)、管木科生【授課方式方法】引導(dǎo)討論式【重點(diǎn)與難點(diǎn)】重點(diǎn)：1?分析自由振動(dòng)、阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2.受迫振動(dòng)中的幅頻與相頻特性分析難點(diǎn)：玻爾共振儀操作及測(cè)量原理【實(shí)驗(yàn)儀器】BG-2型玻爾共振儀【引言與預(yù)備問(wèn)題】在機(jī)械制造和建筑工程等領(lǐng)域中，受迫振動(dòng)所導(dǎo)致的共振現(xiàn)象引起工程技術(shù)人員極大關(guān)注。它既冇破壞作用，也冇實(shí)用價(jià)值。破壞作用例如，1940年7月1H美國(guó)塔科麥（Tocama）大橋，建好后4個(gè)月，
2、在一場(chǎng)不算太強(qiáng)的大風(fēng)中坍塌，正是由于風(fēng)產(chǎn)生的周期性效果導(dǎo)致人橋共振，實(shí)際振了一天（十幾個(gè)小時(shí)）就塌了。為了避免和減小共振，可以破壞外力的周期性或改變物體的固有頻率等。共振現(xiàn)象也可以造福人類，例如收音機(jī)、順磁共振、核磁共振、激光等都是運(yùn)用的共振原理。預(yù)備問(wèn)題：1）什么是受迫振動(dòng)？什么是共振？什么條件下會(huì)發(fā)生共振？2）受迫振動(dòng)的振幅與振動(dòng)頻率之間有什么關(guān)系？系統(tǒng)與外力的相位差與頻率有什么關(guān)系？【實(shí)驗(yàn)原理】振動(dòng)是常見(jiàn)的一種運(yùn)動(dòng)形式。受迫振動(dòng)是物體在周期性外力（亦稱驅(qū)動(dòng)力）的持續(xù)作川下進(jìn)行的振動(dòng)。如果外力是按簡(jiǎn)諧振動(dòng)規(guī)律變化，那么物體在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的運(yùn)動(dòng)也是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，此時(shí)振幅保持恒定。振幅的大
3、小與強(qiáng)迫力的頻率和原振動(dòng)系統(tǒng)無(wú)阻尼時(shí)的固有振動(dòng)頻率以及阻尼系數(shù)有關(guān)。在受迫振動(dòng)狀態(tài)下，系統(tǒng)除了受到強(qiáng)迫力作用外，同時(shí)述受到回復(fù)力和阻尼力的作用。所以在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，物體的位移、速度變化與強(qiáng)迫力變化不是同相位的，存在一個(gè)相位差。當(dāng)強(qiáng)迫力頻率與系統(tǒng)的固有頻率相同時(shí)產(chǎn)生共振，此時(shí)振幅最大,相位差為90°o擺輪在周期性外力矩MOcost、彈性冋復(fù)力矩k和阻尼力矩（空氣阻尼、電磁阻尼）bd的共同作用下作受迫振動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)方程為dt用波爾共振儀研究受迫振動(dòng)【教學(xué)目標(biāo)與要求】1.研究阻尼對(duì)受迫振動(dòng)的影響，測(cè)定值。2.研究受迫振動(dòng)小強(qiáng)迫力頻率對(duì)其振幅和相位的影響?！臼谡n學(xué)時(shí)及對(duì)象】理、工、醫(yī)、管本科生【
4、授課方式方法】引導(dǎo)討論式【重點(diǎn)與難點(diǎn)】重點(diǎn)：1?分析自由振動(dòng)、阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2.受迫振動(dòng)屮的幅頻與相頻特性分析難點(diǎn)：玻爾共振儀操作及測(cè)量原理【實(shí)驗(yàn)儀器】BG-2型玻爾共振儀【引言與預(yù)備問(wèn)題】在機(jī)械制造和建筑工程等領(lǐng)域中，受迫振動(dòng)所導(dǎo)致的共振現(xiàn)彖引起工程技術(shù)人員極大關(guān)注。它既有破壞作用，也有實(shí)用價(jià)值。破壞作用例如，1940年7月1日美國(guó)塔科麥（Tocama）大橋，建好后4個(gè)月，在一場(chǎng)不算太強(qiáng)的大風(fēng)中坍塌，正是由于風(fēng)產(chǎn)生的周期性效果導(dǎo)致大橋共振，實(shí)際振了一天（十幾個(gè)小時(shí)）就塌了。為了避免和減小共振，可以破壞外力的周期性或改變物體的固有頻率等。共振現(xiàn)象也可以造福人類，例如收音
5、機(jī)、順磁共振、核磁共振、激光等都是運(yùn)用的共振原理。預(yù)備問(wèn)題：1）什么是受迫振動(dòng)？什么是共振？什么條件下會(huì)發(fā)生共振？2）受迫振動(dòng)的振幅與振動(dòng)頻率之間有什么關(guān)系？系統(tǒng)與外力的相位差與頻率有什么關(guān)系？【實(shí)驗(yàn)原理】振動(dòng)是常見(jiàn)的一種運(yùn)動(dòng)形式。受迫振動(dòng)是物體在周期性外力（亦稱驅(qū)動(dòng)力）的持續(xù)作用下進(jìn)行的振動(dòng)。如果外力是按簡(jiǎn)諧振動(dòng)規(guī)律變化，那么物體在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的運(yùn)動(dòng)也是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，此時(shí)振幅保持恒定。振幅的人小與強(qiáng)迫力的頻率和原振動(dòng)系統(tǒng)無(wú)阻尼時(shí)的同有振動(dòng)頻率以及阻尼系數(shù)冇關(guān)。在受迫振動(dòng)狀態(tài)下，系統(tǒng)除了受到強(qiáng)迫力作用外，同時(shí)還受到凹復(fù)力和阻尼力的作用。所以在穩(wěn)定狀態(tài)吋，物體的位移、速度變化與強(qiáng)迫力變化不是
6、同相位的，存在一個(gè)相位差。當(dāng)強(qiáng)迫力頻率與系統(tǒng)的固有頻率相同吋產(chǎn)生共振，此時(shí)振幅最大,相位差為90。o擺輪在周期性外力矩MOcost、彈性回復(fù)力矩k和阻尼力矩（空氣阻尼、電磁阻尼）bd的共同作用下作受迫振動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)方程為dt3?測(cè)怎受迫振動(dòng)的幅頻特性和相頻特性保持阻尼選擇開(kāi)關(guān)位置不變，周期選擇開(kāi)關(guān)放在”1”處，打開(kāi)電機(jī)開(kāi)關(guān)使擺輪作受迫振動(dòng).調(diào)整“強(qiáng)迫力周期”，待擺輪振動(dòng)穩(wěn)定后，讀取并記錄周期、振幅值，并打開(kāi)閃光燈測(cè)定受迫振動(dòng)與強(qiáng)迫力間的和位差。先找到共振點(diǎn)，然后在其兩側(cè)各找出14個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,共29組數(shù)據(jù)?！緦?shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及學(xué)生容易出錯(cuò)的地方】1.電器控制器提前預(yù)熱10?15分鐘。2.實(shí)
7、驗(yàn)時(shí)最人振幅不得超過(guò)150°。3.阻尼開(kāi)關(guān)位置選定后，實(shí)驗(yàn)中不能隨意改變。4.受迫振動(dòng)時(shí)阻尼系數(shù)不得為零。5.閃光燈應(yīng)放在底座上。6.電機(jī)有一定壽命，不用時(shí)應(yīng)關(guān)斷?！緮?shù)據(jù)處理】1?計(jì)算阻尼衰減系數(shù)。2.作-/0幅頻特性曲線圖。3.作-/0幅頻特性曲線圖。1?測(cè)量振幅與TO的關(guān)系振幅1.4441.4441.4431.4431.4411.4421.4401.4401.439T0153150147145143142141139137T0=1.441s2.計(jì)算阻尼
