【7A文】大学物理实验报告—受迫振动的研究

一、实验目的1. 了解受迫振动的基本原理和共振现象。

2. 通过实验验证受迫振动共振的条件，并观察共振现象。

3. 研究不同频率、阻尼和激励力对受迫振动共振的影响。

4. 掌握实验数据采集和分析方法，提高实验技能。

二、实验原理受迫振动是指在外力作用下，物体发生的振动现象。

当外力的频率与物体的固有频率相同时，会发生共振现象，此时物体的振幅达到最大值。

实验原理基于牛顿第二定律，物体的运动方程可表示为：\[ m\ddot{x} + c\dot{x} + kx = F(t) \]其中，\( m \) 为物体的质量，\( c \) 为阻尼系数，\( k \) 为弹簧劲度系数，\( x \) 为物体的位移，\( F(t) \) 为外力。

当外力为简谐振动时，即 \( F(t) = F_0 \cos(\omega t) \)，则运动方程可简化为：\[ m\ddot{x} + c\dot{x} + kx = F_0 \cos(\omega t) \]三、实验仪器与设备1. 波尔共振仪2. 信号发生器3. 数字示波器4. 阻尼器5. 连接线四、实验步骤1. 将波尔共振仪的摆轮与阻尼器连接，并调整阻尼器，使摆轮处于自由振动状态。

2. 打开信号发生器，设置合适的频率和幅度，产生简谐振动信号。

3. 将信号发生器的输出信号连接到波尔共振仪的输入端，开始实验。

4. 使用数字示波器观察波尔共振仪的振动信号，记录振幅和频率。

5. 调整信号发生器的频率，观察共振现象，记录共振频率和振幅。

6. 改变阻尼器的阻尼系数，观察阻尼对共振现象的影响。

7. 改变激励力的幅度，观察激励力对共振现象的影响。

五、实验结果与分析1. 实验结果表明，当信号发生器的频率与波尔共振仪的固有频率相同时，发生共振现象，振幅达到最大值。

2. 随着阻尼系数的增加，共振频率逐渐降低，振幅逐渐减小。

3. 随着激励力幅度的增加，共振现象更加明显，振幅达到最大值。

六、实验结论1. 受迫振动共振现象是当外力频率与物体的固有频率相同时，物体振幅达到最大值的现象。

受迫振动的研究实验报告一、引言。

受迫振动是物理学中一个重要的研究课题，它在许多领域都有着重要的应用，如机械工程、电子工程、生物医学工程等。

本实验旨在通过对受迫振动的研究，探讨受迫振动的特性及其在实际应用中的意义。

二、实验原理。

受迫振动是指在外力作用下，振动系统产生的振动。

在本实验中，我们将研究的对象定为单摆系统。

单摆系统是一个典型的受迫振动系统，它由一个质点和一根不可伸长的细线组成，质点受到重力作用而产生周期性的振动。

当外力施加在单摆系统上时，就会产生受迫振动。

三、实验内容。

1. 实验仪器，单摆装置、振动传感器、数据采集系统等。

2. 实验步骤：a. 将单摆装置悬挂好，并调整至静止状态。

b. 将振动传感器连接至数据采集系统，并将数据采集系统连接至计算机。

c. 施加外力，记录单摆系统的振动数据。

d. 分析数据，得出受迫振动的特性参数。

四、实验结果与分析。

通过实验数据的采集与分析，我们得出了如下结论：1. 受迫振动的频率与外力的频率相同，且振幅受到外力的影响。

2. 外力的频率与振幅的变化会影响受迫振动的稳定性。

3. 受迫振动的共振现象会在特定的外力频率下出现。

五、实验结论。

本实验通过对单摆系统的受迫振动进行研究，得出了受迫振动的特性及其在实际应用中的意义。

受迫振动在机械工程、电子工程、生物医学工程等领域都有着重要的应用价值，对其特性的深入了解有助于我们更好地应用于实际工程中。

六、实验总结。

通过本次实验，我们对受迫振动的特性有了更深入的了解，同时也认识到了受迫振动在实际应用中的重要性。

希望通过今后的学习与实践，能够更好地将受迫振动理论运用于工程实践中，为相关领域的发展做出贡献。

七、致谢。

在本次实验中，感谢所有参与实验的同学们的辛勤劳动和支持，也感谢实验中得到的指导和帮助。

以上就是本次实验的全部内容，希望对受迫振动的研究有所帮助。

受迫振荡实验报告摘要：本实验旨在通过搭建受迫振荡实验装置，观察和研究受迫振荡现象。

通过调节外加力的频率和振幅，测量与分析系统的振动响应，并探究受迫振荡现象的特性和规律。

实验结果表明，在一定范围内，系统的振动响应与外加力的频率及振幅有关，系统会出现共振现象。

实验结论对于进一步研究和应用受迫振荡现象具有重要意义。

引言：受迫振荡是指给定一个自由振动系统施加外加力，而系统的振动行为由外加力的性质决定的现象。

受迫振荡现象在生活中随处可见，例如摆钟的摆动和音响系统的扬声器振动等。

探究受迫振荡现象对于了解振动的基本特性和应用具有重要意义。

本实验通过搭建受迫振荡实验装置，研究和分析受迫振荡现象的特性和规律。

实验装置：本实验采用以下实验装置：1. 一根弹簧2. 一个小球3. 一个摆线脉冲器4. 一个电源供应器5. 一个示波器实验步骤：1. 将弹簧固定在支架上，并将小球悬挂在弹簧下方。

2. 将摆线脉冲器连接到弹簧的顶部，并通过电源供应器提供电源。

3. 将示波器连接到小球上，调节示波器的参数以测量振动的幅度和频率。

4. 调节摆线脉冲器的频率和振幅，并记录小球的振动响应和示波器的显示结果。

5. 重复步骤4，尝试不同的频率和振幅组合，并记录观察结果。

实验结果与分析：经过多次实验，观察到以下现象和规律：- 当外加力的频率与系统的固有频率接近时，系统呈现出最大的振动幅度，称为共振现象。

- 当外加力的频率与系统的固有频率相差较大时，系统的振动幅度较小。

- 当外加力的频率高于或低于系统的固有频率时，系统的振动幅度逐渐减小。

- 外加力的振幅增大，系统的振动幅度也增大。

通过对实验结果的分析，可以得出受迫振荡的一些特性和规律：- 共振现象是受迫振荡的一个重要现象，可以用于增强振动幅度。

- 外加力频率与系统固有频率越接近，共振现象越明显。

- 通过调节外加力的振幅，可以控制系统的振动强度。

结论：通过本次实验，我们成功搭建了受迫振荡实验装置，并通过观察和记录实验结果，研究了受迫振荡现象的特性和规律。

受迫振动实验报告通过实验，掌握受迫振动的基本原理，了解振动现象的特征，以及掌握测量受迫振动的方法和技巧。

二、实验原理受迫振动是指在外力作用下，振动系统产生的振动现象。

在实验中，我们将通过一个简单的受迫振动模型来研究这种现象。

模型由一个弹簧和一个质点组成，弹簧的一端固定，另一端连接质点。

当外力作用于质点时，质点将产生振动。

我们将通过改变外力的频率和振幅，来观察振动现象的变化。

三、实验步骤1、将弹簧固定在实验台上，调整弹簧的长度，使其与实验台平行。

2、将质点连接至弹簧的一端，调整质点的位置，使其悬挂在弹簧下方。

3、将振动源连接至质点上，调整振动源的频率和振幅，使其产生受迫振动。

4、通过振动传感器测量质点的振动幅度和频率，记录数据。

5、改变振动源的频率和振幅，重复步骤4，记录数据。

6、根据数据计算质点的振动周期和振动频率。

四、实验结果在实验中，我们通过改变振动源的频率和振幅，观察了质点的振动现象。

我们发现，当振动源的频率与质点的自然频率相同时，质点的振幅最大。

当振动源的频率与质点的自然频率不同时，质点的振幅会逐渐减小。

当振动源的频率过大或过小时，质点无法产生受迫振动。

我们还通过测量数据，计算了质点的振动周期和振动频率。

根据计算结果，我们可以得出质点的自然频率，并与实验结果进行比较。

通过比较，我们可以验证实验结果的准确性。

五、实验分析受迫振动是一种非常常见的现象，我们可以在日常生活中的许多场景中观察到这种现象。

例如，当我们在汽车上行驶时，车辆的振动就是一种受迫振动。

通过实验，我们可以更加深入地了解这种现象的特征和规律，从而更好地理解物理学中的振动理论。

在实验中，我们还学习了测量受迫振动的方法和技巧。

这些技能对于我们进行物理实验和科学研究都非常重要。

我们应该认真掌握这些技能，并在今后的学习和工作中加以应用。

六、实验结论通过本次实验，我们深入了解了受迫振动的基本原理和特征。

我们通过观察振动现象和测量数据，验证了物理学中的振动理论。

一、实验目的1. 了解受迫振动的概念和特点。

2. 观察受迫振动中共振现象的产生。

3. 研究受迫振动的幅频特性和相频特性。

4. 学习利用实验仪器进行受迫振动实验。

二、实验原理受迫振动是指物体在周期外力的作用下发生的振动。

当策动力的频率与系统的固有频率相同时，系统产生共振，振幅达到最大值。

受迫振动的幅频特性是指振幅与策动力的频率之间的关系，相频特性是指振幅与策动力频率之间的相位差。

三、实验仪器与设备1. 波尔共振仪2. 弹簧摆轮3. 电磁阻尼装置4. 频闪仪5. 数据采集器6. 计算机及分析软件四、实验步骤1. 连接波尔共振仪，确保各部分工作正常。

2. 将弹簧摆轮固定在波尔共振仪上，调整摆轮的初始位置，使其处于平衡状态。

3. 打开电磁阻尼装置，调整阻尼力矩，使阻尼系数适中。

4. 利用频闪仪观察摆轮的振动情况，并记录下摆轮的振动频率。

5. 改变策动力的频率，记录下不同频率下的振幅和相位差。

6. 利用数据采集器记录下摆轮的振动数据，并输入计算机进行分析。

7. 分析振幅与策动力频率之间的关系，绘制幅频特性曲线。

8. 分析振幅与策动力频率之间的相位差，绘制相频特性曲线。

五、实验结果与分析1. 实验结果（1）当策动力的频率与摆轮的固有频率相同时，观察到摆轮的振幅达到最大值，产生共振现象。

（2）随着策动力频率的增加，振幅逐渐减小，相位差逐渐增大。

（3）幅频特性曲线呈倒U形，相频特性曲线呈线性。

2. 分析（1）共振现象的产生是由于策动力的频率与摆轮的固有频率相匹配，使得系统在策动力作用下产生较大的振幅。

（2）幅频特性曲线表明，在共振频率附近，振幅随策动力频率的增加而增大，当超过共振频率后，振幅逐渐减小。

（3）相频特性曲线表明，振幅与策动力频率之间存在相位差，相位差随着策动力频率的增加而增大。

六、实验结论1. 受迫振动是物体在周期外力作用下发生的振动，具有共振现象。

2. 共振现象的产生是由于策动力的频率与系统的固有频率相匹配。

受迫振动实验报告总结实验目的本实验旨在通过研究受控物体在受迫力作用下的振动特点，探讨谐振、共振、幅频特性等相关问题，加深对振动现象的理解。

实验装置和原理实验采用了一套受迫振动实验装置，包括：一个悬挂在弹性杆上的实验物体、一对电磁线圈、一个频率调节器、一个信号发生器、一个振动测量装置。

其中实验物体连接电磁线圈，当电磁线圈通过交流电流时，对实验物体施加周期性的受迫力。

实验步骤1. 将实验物体悬挂在弹性杆上，并调整实验物体的位置，使其处于自由落体平衡状态。

2. 调节频率调节器，采用不同的频率进行实验，观察实验物体的振动情况，并记录测得的数据。

3. 利用信号发生器调节电磁线圈的交流电流频率，将频率调至实验物体的谐振频率附近，观察实验物体的共振现象。

4. 将实验物体的频率与电流大小、振幅等参数进行测量，得出实验物体的幅频特性曲线。

实验结果与分析经过实验观察及测量，得到了一系列实验数据，并绘制了相应的图表。

实验结果显示，实验物体在受迫力作用下产生了振动，且振幅与频率存在一定的关联性。

谐振现象通过调节频率调节器，我们观察到实验物体在达到一特定频率时出现了谐振现象。

在该频率下，实验物体的振幅较大，且对外界干扰较为敏感。

这一现象说明，当受迫力的频率与实验物体的固有频率相近时，能量传递效率较高，振动幅度达到最大。

幅频特性曲线根据实验数据绘制的幅频特性曲线显示，实验物体的振幅随着频率的变化呈现出一定的规律性。

在低频范围内，振幅逐渐增加；而在谐振频率附近，振幅达到最大值；随后在高频范围内，振幅逐渐减小。

实验讨论与改进在实验过程中，我们发现了一些问题，并对实验结果进行了讨论和分析。

首先，由于实验条件的限制，我们无法精确测量实验物体的振动频率和振幅，可能存在一定的误差。

其次，实验过程中可能会受到外界干扰因素，如空气阻力、弹簧老化等，这些因素可能会对振动现象产生一定影响。

为提高实验的准确性和可靠性，我们可以进行以下改进措施：增加测量仪器的精度、减小外界干扰因素、多次重复实验取平均值等。

受迫振动研究实验报告受迫振动研究报告1. 实验原理1.1受迫振动本实验中采用的是伯尔共振仪，其外形如图1所示：图1铜质圆形摆轮系统作受迫振动时它受到三种力的作用：蜗卷弹簧B 提供的弹性力矩,轴承、空气和电磁阻尼力矩,电动机偏心系统经卷簧的外夹持端提供的驱动力矩。

根据转动定理，有式中，J为摆轮的转动惯量，为驱动力矩的幅值，为驱动力矩的角频率，令则式（1）可写为式中为阻尼系数，为摆轮系统的固有频率。

在小阻尼条件下，方程（2）的通解为：此解为两项之和，由于前一项会随着时间的推移而消失，这反映的是一种暂态行为，与驱动力无关。

第二项表示与驱动力同频率且振幅为的振动。

可见，虽然刚开始振动比较复杂，但是在不长的时间之后，受迫振动会到达一种稳定的状态，称为一种简谐振动。

公式为：振幅和初相位（为受迫振动的角位移与驱动力矩之间的相位差）既与振动系统的性质与阻尼情况有关，也与驱动力的频率和力矩的幅度有关，而与振动的初始条件无关（初始条件只是影响达到稳定状态所用的时间）。

与由下述两项决定：1.2共振由极值条件可以得出，当驱动力的角频率为时，受迫振动的振幅达到最大值，产生共振：共振的角频率振幅：相位差由上式可以看出，阻尼系数越小，共振的角频率越接近于系统的固有频率，共振振幅也越大，振动的角位移的相位滞后于驱动力矩的相位越接近于.下面两幅图给出了不同阻尼系数的条件下受迫振动系统的振幅的频率相应（幅频特性）曲线和相位差的频率响应（相频特性）曲线。

受迫振动的幅频特性受迫振动的相频特性1.3阻尼系数的测量(1)由振动系统作阻尼振动时的振幅比值求阻尼系数摆轮如果只受到蜗卷弹簧提供的弹性力矩,轴承、空气和电磁阻尼力矩，阻尼较小（）时，振动系统作阻尼振动，对应的振动方程和方程的解为：可见，阻尼振动的振幅随时间按指数律衰减，对相隔n个周期的两振幅之比取对数，则有：实际的测量之中，可以以此来算出值。

其中，n为阻尼振动的周期数，为计时开始时振动振幅，为的n次振动时振幅，T为阻尼振动时周期。

受迫振动的研究摘要：振动是自然界中最常见的运动形式之一，由受迫振动引发的共振现象在日常生活和工程技术中极为普遍。

它既有实用价值，也有破坏作用。

表征受迫振动性质的是受迫振动的幅频和相频特性。

本实验采用玻耳共振仪定量测定了阻尼振动的振幅比值，绘制了受迫振动的幅频特性和相频特性曲线，并分析了阻尼对振动的影响以及受迫振动的幅频特性和相频特性。

实验中利用了频闪法来测定动态的物理量——相位差，这是本实验的一大精妙之处。

关键词：受迫振动；共振；幅频和相频特性；阻尼；频闪法The Research of Forced VibrationAbstract: Vibration is one of the most common forms of motion in nature. The resonance phenomenon triggered by forced vibration is very general in our daily life and in engineering technology. It has both the utility value and destructive effect. The features of forced vibration are the phase-frequency characteristic and the magnitude-frequency characteristic. The experiment quantificationally measured the amplitude ratio of forced vibration and drawn curves of the phase-frequency characteristic and the magnitude-frequency characteristic by using the Bohr resonance instrument. Moreover, it analyzed the effect of damping on v ibration and the characteristics of phase-frequency and magnitude-frequency. The stroboscopic method was used to measure the phase difference, which is ingenious.Key words: forced vibration; resonance; the characteristics of phase-frequency and magnitude-frequency; damping; stroboscopic method振动是自然界中最常见的运动形式之一，由受迫振动引发的共振现象在日常生活和工程技术中极为普遍。

物理实验报告标题：受迫振动的研究实验摘要：振动是自然界中最常见的运动形式之一，由受迫振动引发的共振现象在日常生活和工程技术中极为普遍。

共振现象在许多领域有着广泛的应用，例如，众多电声器件需要利用共振原理设计制作。

它既有实用价值，也有破坏作用。

本实验采用玻耳共振仪定量测定了阻尼振动的振幅比值，绘制了受迫振动的幅频特性和相频特性曲线，并分析了阻尼对振动的影响以及受迫振动的幅频特性和相频特性。

另外，实验中利用了频闪法来测定动态的相位差。

目录1引言 (3)2.实验方法 (3)2.1实验原理 (3)2.1.1受迫振动 (3)2.1.2共振 (3)2.1.3阻尼系数的测量 (3)2.2实验仪器 (3)3实验容、结果与讨论 (3)3.1测定电磁阻尼为0情况下摆轮的振幅与振动周期的对应关系 (3)3.2研究摆轮的阻尼振动 (3)3.3测定摆轮受迫振动的幅频与相频特性曲线，并求阻尼系数 (3)3.4比较不同阻尼的幅频与相频特性曲线 (3)4.总结 (3)5.参考文献 (3)1引言振动是自然界中最常见的运动形式之一，由受迫振动引发的共振现象在日常生活和工程技术中极为普遍。

共振现象在许多领域有着广泛的应用，例如为研究物质的微观结构，常采用核共振方法。

但是共振现象也有极大的破坏性，减震和防震是工程技术和科学研究的一项重要任务。

表征受迫振动性质的是受迫振动的振幅—频率特性和相位—频率特性（简称幅频和相频特性）。

本实验采用玻耳共振仪定量测定了阻尼振动的振幅比值，绘制了受迫振动的幅频特性和相频特性曲线，并分析了阻尼对振动的影响以及受迫振动的幅频特性和相频特性。

2.实验方法2.1实验原理2.1.1受迫振动本实验中采用的是玻耳共振仪，其构造如图1所示：铜质圆形摆轮系统作受迫振动时它受到三种力的作用：蜗卷弹簧B提供的弹性力矩,轴承、空气和电磁阻尼力矩,电动机偏心系统经卷簧的外夹持端提供的驱动力矩。

根据转动定理，有式中，J为摆轮的转动惯量，为驱动力矩的幅值，_^//_/(则式（1）可写为图一式中__D为摆轮系统的固有频率。

受迫振动的研究实验报告实验目的，通过对受迫振动的研究，探索振动系统的特性，并验证受迫振动的理论知识。

实验仪器与设备，振动台、弹簧振子、电磁振子、频率计、示波器、电源供应器等。

实验原理，受迫振动是指在外力作用下，振动系统受到迫使而产生的振动。

当外力的频率接近振动系统的固有频率时，会出现共振现象。

在实验中，我们将通过改变外力的频率和振幅，观察振动系统的响应，从而研究受迫振动的特性。

实验步骤：1. 将弹簧振子和电磁振子分别固定在振动台上，并连接到电源供应器和频率计上。

2. 调节频率计和电源供应器，使弹簧振子和电磁振子的固有频率分别为f1和f2。

3. 分别设置外力的频率为f1、f2和f3，观察振动系统的响应，并记录数据。

4. 调节外力的振幅，重复步骤3的实验，并记录数据。

5. 对实验数据进行分析和处理，得出结论。

实验结果与分析：通过实验数据的记录和分析，我们得出以下结论：1. 当外力的频率等于弹簧振子或电磁振子的固有频率时，振动系统会出现共振现象，振幅急剧增大。

2. 外力的振幅对振动系统的响应有明显影响，振幅越大，振动系统的响应越明显。

结论，受迫振动是振动系统的一种重要现象，外力的频率和振幅对振动系统的响应有显著影响。

通过实验研究，我们可以更深入地了解受迫振动的特性，为振动系统的应用提供理论支持。

实验总结，通过本次实验，我们深入探讨了受迫振动的特性，并验证了受迫振动的理论知识。

实验结果对于进一步研究振动系统具有一定的指导意义，也为相关领域的工程应用提供了理论支持。

实验中遇到的问题与改进，在实验过程中，由于外界干扰和仪器误差等因素，可能会对实验结果产生一定影响。

在以后的实验中，我们可以进一步优化实验条件，减小误差，确保实验结果的准确性。

实验的意义与展望，受迫振动作为振动系统的重要现象，具有广泛的应用价值。

通过对受迫振动的研究，可以深入理解振动系统的特性，为相关领域的工程应用提供理论支持。

未来，我们可以进一步探索受迫振动的特性，拓展其在工程领域的应用。