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1、用玻爾共振儀研究受迫振動教案川波爾共振儀研究受迫振動【教學(xué)目標(biāo)與耍求】1.研究阻尼對受迫振動的影響，測定值。2.研究受迫振動中強(qiáng)迫力頻率對其振幅和相位的影響。【授課學(xué)時及對象】理、工、醫(yī)、管木科生【授課方式方法】引導(dǎo)討論式【重點與難點】重點：1?分析自由振動、阻尼振動、受迫振動的運(yùn)動狀態(tài)2.受迫振動中的幅頻與相頻特性分析難點：玻爾共振儀操作及測量原理【實驗儀器】BG-2型玻爾共振儀【引言與預(yù)備問題】在機(jī)械制造和建筑工程等領(lǐng)域中，受迫振動所導(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，也冇實用價值。破壞作用例如，1940年7月1H美國塔科麥（Tocama）大橋，建好后4個月，
2、在一場不算太強(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，實際振了一天（十幾個小時）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)備問題：1）什么是受迫振動？什么是共振？什么條件下會發(fā)生共振？2）受迫振動的振幅與振動頻率之間有什么關(guān)系？系統(tǒng)與外力的相位差與頻率有什么關(guān)系？【實驗原理】振動是常見的一種運(yùn)動形式。受迫振動是物體在周期性外力（亦稱驅(qū)動力）的持續(xù)作川下進(jìn)行的振動。如果外力是按簡諧振動規(guī)律變化，那么物體在穩(wěn)定狀態(tài)時的運(yùn)動也是簡諧振動，此時振幅保持恒定。振幅的大
3、小與強(qiáng)迫力的頻率和原振動系統(tǒng)無阻尼時的固有振動頻率以及阻尼系數(shù)有關(guān)。在受迫振動狀態(tài)下，系統(tǒng)除了受到強(qiáng)迫力作用外，同時述受到回復(fù)力和阻尼力的作用。所以在穩(wěn)定狀態(tài)時，物體的位移、速度變化與強(qiáng)迫力變化不是同相位的，存在一個相位差。當(dāng)強(qiáng)迫力頻率與系統(tǒng)的固有頻率相同時產(chǎn)生共振，此時振幅最大,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。其運(yùn)動方程為dt用波爾共振儀研究受迫振動【教學(xué)目標(biāo)與要求】1.研究阻尼對受迫振動的影響，測定值。2.研究受迫振動小強(qiáng)迫力頻率對其振幅和相位的影響?！臼谡n學(xué)時及對象】理、工、醫(yī)、管本科生【
4、授課方式方法】引導(dǎo)討論式【重點與難點】重點：1?分析自由振動、阻尼振動、受迫振動的運(yùn)動狀態(tài)2.受迫振動屮的幅頻與相頻特性分析難點：玻爾共振儀操作及測量原理【實驗儀器】BG-2型玻爾共振儀【引言與預(yù)備問題】在機(jī)械制造和建筑工程等領(lǐng)域中，受迫振動所導(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，也有實用價值。破壞作用例如，1940年7月1日美國塔科麥（Tocama）大橋，建好后4個月，在一場不算太強(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，實際振了一天（十幾個小時）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)備問題：1）什么是受迫振動？什么是共振？什么條件下會發(fā)生共振？2）受迫振動的振幅與振動頻率之間有什么關(guān)系？系統(tǒng)與外力的相位差與頻率有什么關(guān)系？【實驗原理】振動是常見的一種運(yùn)動形式。受迫振動是物體在周期性外力（亦稱驅(qū)動力）的持續(xù)作用下進(jìn)行的振動。如果外力是按簡諧振動規(guī)律變化，那么物體在穩(wěn)定狀態(tài)時的運(yùn)動也是簡諧振動，此時振幅保持恒定。振幅的人小與強(qiáng)迫力的頻率和原振動系統(tǒng)無阻尼時的同有振動頻率以及阻尼系數(shù)冇關(guān)。在受迫振動狀態(tài)下，系統(tǒng)除了受到強(qiáng)迫力作用外，同時還受到凹復(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。其運(yùn)動方程為dt3?測怎受迫振動的幅頻特性和相頻特性保持阻尼選擇開關(guān)位置不變，周期選擇開關(guān)放在”1”處，打開電機(jī)開關(guān)使擺輪作受迫振動.調(diào)整“強(qiáng)迫力周期”，待擺輪振動穩(wěn)定后，讀取并記錄周期、振幅值，并打開閃光燈測定受迫振動與強(qiáng)迫力間的和位差。先找到共振點，然后在其兩側(cè)各找出14個點進(jìn)行測量,共29組數(shù)據(jù)?！緦嶒炞⒁馐马椉皩W(xué)生容易出錯的地方】1.電器控制器提前預(yù)熱10?15分鐘。2.實
7、驗時最人振幅不得超過150°。3.阻尼開關(guān)位置選定后，實驗中不能隨意改變。4.受迫振動時阻尼系數(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，不用時應(yīng)關(guān)斷?！緮?shù)據(jù)處理】1?計算阻尼衰減系數(shù)。2.作-/0幅頻特性曲線圖。3.作-/0幅頻特性曲線圖。1?測量振幅與TO的關(guān)系振幅1.4441.4441.4431.4431.4411.4421.4401.4401.439T0153150147145143142141139137T0=1.441s2.計算阻尼
