求一份波尔共振实验报告

实验20波尔共振实验 在机械制造和建筑工程等科技领域中受迫振动所导致的共振现象引起工程技术人员极大注意，既有破坏作用，但也有许多实用价值。

众多电声器件是运用共振原理设计制作的。此外，在微观科学研究中“共振”也是一种重要研究手段，例如利用核磁共振和顺磁贡研究物质结构等。

本实验中采用波尔共振仪定量测定机械受迫振动的幅频特性和相频特性，并利用频闪方法来测定动态的物理量----相位差。数据处理与误差分析方面内容也较丰富。

一、实验目的 1、 研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性。 2、 研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响，观察共振现象。

3、 学习用频闪法测定运动物体的某些量，例相位差。 4、 学习系统误差的修正。

二、实验原理 物体在周期外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动，这种周期性的外力称为强迫力。如果外力是按简谐振动规律变化，那么稳定状态时的受迫振动也是简谐振动，此时，振幅保持恒定，振幅的大小与强迫力的频率和原振动系统无阻尼时的固有振动频率以及阻尼系数有关。

在受迫振动状态下，系统除了受到强迫力的作用外，同时还受到回复力和阻尼力的作用。所以在稳定状态时物体的位移、速度变化与强迫力变化不是同相位的，存在一个相位差。

当强迫力频率与系统的固有频率相同时产生共振，此时振幅最大，相位差为90°。 实验采用摆轮在弹性力矩作用下自由摆动，在电磁阻尼力矩作用下作受迫振动来研究受迫振动特性，可直观地显示机械振动中的一些物理现象。

当摆轮受到周期性强迫外力矩 的作用，并在有空气阻尼和电磁阻尼的媒质中运动时（阻尼力矩为 ）其运动方程为 （1） 式中， 为摆轮的转动惯量， 为弹性力矩， 为强迫力矩的幅值， 为强迫力的圆频率。 令 ， ， 则式（1）变为 （2） 当 时，式（2）即为阻尼振动方程。

当 ，即在无阻尼情况时式（2）变为简谐振动方程， 即为系统的固有频率。方程（2）的通解为 （3） 由式（3）可见，受迫振动可分成两部分： 第一部分， 表示阻尼振动，经过一定时间后衰减消失。

第二部分，说明强迫力矩对摆轮做功，向振动体传送能量，最后达到一个稳定的振动状态。 振幅 （4） 它与强迫力矩之间的相位差 为 （5） 由式（4）和式（5）可看出，振幅 与相位差 的数值取决于强迫力矩m、频率 、系统的固有频率 和阻尼系数 四个因素，而与振动起始状态无关。

由 极值条件可得出，当强迫力的圆频率 时，产生共振， 有极大值。若共振时圆频率和振幅分别用 、 表示，则 （6） (7) 式（6）、（7）表明，阻尼系数 越小，共振时圆频率越接近于系统固有频率，振幅 也越大。

图1-1和图1-2表示出在不同 时受迫振动的幅频特性和相频特性。 三、实验仪器 ZKY-BG型波尔共振仪由振动仪与电器控制箱两部分组成。

振动仪部分如图1-3所示：由 β1 β2 β3 β1<β2<β3 ω/ωn 图 1-1 ω/ωn β1 β2 β1<β2 -π -π/2 0 φ 图 1-2 铜质圆形摆轮A安装在机架上，弹簧B的一端与摆轮A的轴相联，另一端可固定在机架支柱上，在弹簧弹性力的作用下，摆轮可绕轴自由往复摆动。在摆轮的外围有一卷槽型缺口，其中一个长形凹槽D长出许多。

在机架上对准长型缺口处有一个光电门H，它与电气控制箱相联接，用来测量摆轮的振幅（角度值）和摆轮的振动周期。在机架下方有一对带有铁芯的线圈K，摆轮A恰巧嵌在铁芯的空隙，利用电磁感应原理，当线圈中通过直流电流后，摆轮受到一个电磁阻尼力的作用。

改变电流的数值即可使阻尼大小相应变化。为使摆轮A作受迫振动。

在电动机轴上装有偏心轮，通过连杆机构E带动摆轮A，在电动机轴上装有带刻线的有机玻璃转盘F，它随电机一起转动。由它可以从角度读数盘G读出相位差。

调节控制箱上的十圈电机转速调节旋钮，可以精确改变加于电机上的电压，使电机的转速在实验范围（30-45转/分）内连续可调，由于电路中采用特殊稳速装置、电动机采用惯性很小的带有测速发电机的特种电机，所以转速极为稳定。电机的有机玻璃转盘F上装有两个挡光片。

在角度读数盘G中央上方900处也有光电门（强迫力矩信号），并与控制箱相连，以测量强迫力矩的周期。 受迫振动时摆轮与外力矩的相位差利用小型闪光灯来测量。

闪光灯受摆轮信号光电门控制，每当摆轮上长型凹槽C通过平衡位置时，光电门H接受光，引起闪光。闪光灯放置位置如图（1-3）所示搁置在底座上，切勿拿在手中直接照射刻度盘。

在稳定情况时，由闪光灯照射下可以看到有机玻璃指针F好象一直“停在”某一刻度处，这一现象称为频闪现象，所以此数值可方便地直接读出，误差不大于20 。 摆轮振幅是利用光电门H测出摆轮读数A处圈上凹型缺口个数，并在液晶显示器上直接显示出此值，精度为20。

波耳共振仪电气控制箱的前面板和后面板分别如图1-4和图1-5所示。 电机转速调节旋钮，系带有刻度的十圈电位器，调节此旋钮时可以精确改变电机转速，即改变强迫力矩的周期。

刻度仅供实验时作参考，以便大致确定强迫力矩周期值在多圈电位器上的相应位置。 图 1-3 波尔振动仪 1.光电门H;2.长凹槽D;3.短凹槽D;4.铜质摆。

波尔共振仪受迫振动实验结果得到什么结论

利用波尔共振仪研究受迫振动实验报告；一、实验目的与要求；1.研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频、相频；2.研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响，观察共振现；3.学习用频闪法测定运动物体的某些量，如相位差；二、实验原理；1、受迫振动和策动力；物体在周期外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动；2、振动方程求解；实验采用摆轮在弹性力矩作用下自由摆动，在电磁阻尼；d

利用波尔共振仪研究受迫振动实验报告

一、 实验目的与要求

1.研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频、相频特性。

2.研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响，观察共振现象。

3.学习用频闪法测定运动物体的某些量，如相位差。

如何来做波尔共振实验

用“5Bt”，减小测量误差所带来计算结果的偏差，nβT=ln[θ0e^（-βt）/θ0e^-β（t+nT）]=ln（θ0/θn）.阻尼系数较小时，可以讲n取值增大，上式中T为阻尼振动周期的平均值，n为阻尼振动的周期次数，θn为为第n次振动时的振幅。

一、波尔共振实验是在机械制造和建筑工程等科技领域中受迫振动所导致的共振现象引起工程技术人员极大注意，既有破坏作用，但也有许多实用价值。众多电声器件是运用共振原理设计制作的。

此外，在微观科学研究中“共振”也是一种重要研究手段，例如利用核磁共振和顺磁贡研究物质结构等。 二、实验原理：物体在周期外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动，这种周期性的外力称为强迫力。

如果外力是按简谐振动规律变化，那么稳定状态时的受迫振动也是简谐振动，此时，振幅保持恒定，振幅的大小与强迫力的频率和原振动系统无阻尼时的固有振动频率以及阻尼系数有关。 三、实验采用摆轮在弹性力矩作用下自由摆动，在电磁阻尼力矩作用下作受迫振动来研究受迫振动特性，可直观地显示机械振动中的一些物理现象。

四、实验步骤： 1.实验准备，按下电源开关后，屏幕上出现欢迎界面，其中NO.0000X为电器控制箱与电脑主机相连的编号。过几秒钟后屏幕上显示如图“按键说明”字样。

符号“t”为向左移动；“u”为向右移动；“p”为向上移动；“q”向下移动。 2.选择实验方式：根据是否连接电脑选择联网模式或单机模式。

3.自由振荡——摆轮振幅与系统固有周期的对应值的测量，自由振荡实验的目的，是为了测量摆轮的振幅与系统固有振动周期的关系。 4.测定受迫振动的幅频特性和相频特性曲线，在进行强迫振荡前必须先做阻尼振荡。

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求一组大学物理实验实验中波尔共振实验的数据（测量数据以及计算数

楼主你好！！！给你初中和高中的学习方法：初中物理学习掌握八个关键点一、重视基础知识的理解和记忆 基本概念要清楚，基本规律要熟悉，基本方法要熟练；熟记一些概念、公式及推论；记住一些结论对于提高解题速度、提高应试技巧等是大有帮助的。二、重视随堂笔记 上课要认真听讲，不走神或尽量少走神，认真做好笔记。老师讲过的一些好的解题方法、例题，或者是听不太懂的地方等等都要记下来。课后还要整理笔记，一方面，是为了消化好、争取把漏洞、难点都掌握；另一方面，“温故而知新”通过对课堂笔记的回忆，总结出自己的学习方法；还要对笔记作好补充，自己在作业中发现的好题、解题方法也要记在笔记本上。“好记性不如烂笔头”，有些知识当时可能学会了，便间隔一段时间后容易淡忘，如果能及时地做好笔记，不间断地加以复习，形成永久记忆，把所学知识真正变成自己的东西。三、重视独立思考的能力 在独立完成、不依赖他人的基础上保质保量地做一些题。题目要有一定的数量，不能太少；更要有一定的质量，就是说要有一定的难度。任何人学习数理化不经过这一关是学不好的。独立思考，有时可能慢一些，有时可能会走弯路，有时可能解不出来……但这些都是正常的，是任何一个物理学习优异者走向成功的必经之路。四、学会画图分析物理过程 不论题目难易都要尽量画图分析，画图能够变抽象思维为形象思维，更精确地掌握物理知识需要通过画图来达成，画图是一种良好的物理学习方法，通过反复的训练，你会发现很多看似复杂的物理问题其实会变得很简单。五、重视物理知识的巩固 要及时复习巩固所学知识。就是对课堂上所学的新知识，在弄懂、弄会的基础上，按时按量完成作业，尽可能的节约解题时间，提高解题速度，在原有的基础上提升一个高度。还可适量地做些课外练习，来检验掌握知识的准确程度，对知识进行巩固。六、学会勤学多问 在物理学习中不清楚和不理解的问题要与老师或与同学进行及时的讨论、交流。好多知识点之间都是有联系的，如果总有知识漏洞不及时加以解决，久而久之，漏洞就越积越多，这样会逐渐失去物理学习的兴趣。兴趣是最好的老师，如果没有了兴趣，则很难把这门学科学好的。七、重视总结知识点 及时总结知识点，同类题型及时做好归纳，以便做到举一反三，及时融会贯通。研究表明，有系统的学习会比零散的知识点容易掌握。习惯性地对知识点进行总结，慢慢就能总结出自己的一套解题思维，知识就慢慢变成自己的了。八、重视数学计算能力的提升 在物理学习中好多同学总是因计算失误导致丢分严重。“数理不分家”，物理的计算要依靠数学，没有数学这个计算工具物理学是步难行的。平时一定要勤练计算准确的基本功，要尽量减少非智力因素造成的失误。高中物理对中学生来说是较为难学的一门课程，因为物理学是以“物质最普遍、最基本的运动”为研究对象，其包罗的知识和技能是十分广泛。就物理现象而言，从宏观到围观；就物理学说而言，从经典到现代；就研究方法而言，从观察、实验到猜想假说等。知识内容包括力、热、电磁、光、原子物理等庞大的知识体系，往往给初学者留下杂乱无序的印象。而且，物理又与数学、化学等学科密切相关。一、 物理现象物理理论是以具体的物理现象为基础的，物理学的研究是从对物理现象的观察、实验入手的，这就决定了学习者在学习物理知识时，必须先感知现象，继而“以物究理”。无论是学习新的知识还是运用已知的物理概念和规律去分析解决问题时，都要从物质对象在运动的外部特征和互相联系入手，弄清物理现象，在头脑中形成一幅有关过程的景象，这叫建立正确的物理图景。在数学中x、y代表什么往往完全没有必要追问，然而物理学中，必须先弄清楚每一个物理量代表的实在含义，s——物体位置变化及其方向（位移），v——物体运动快慢和方向（速度），方能深刻理解其内涵和物理量之间的关系。1， 参与物参与物是指参与所研究的物理现象中的物理客体。为了抓住现象的重要特征，舍弃次要因素往往要对参与物进行简化，称之为建立物理模型。主要的物理模型有：质点和质点系、刚体、连续质点系（大量分子、光子、电子组成的系统）、场（引力场、静电场、磁场、电磁场）。研究时，不仅要弄清参与物的类型，还要把握其物理性质或状态参量（速度、能量等），这样才能认清其宏观表征和正确选用有关的规律和方法。2， 物理过程物理过程是指参与物在物理环境中的运动（变化）历程。物理过程与现实运动过程不同

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如何确定系统的共振状？波尔共振仪研究受迫振动,如何确定系统的共

物体在周期外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动，这种周期性的外力称为强迫力。

如果外力是按简谐振动规律变化，那么稳定状态时的受迫振动也是简谐振动。此时，振幅保持恒定，振幅的大小与强迫力的频率和原振动系统无阻尼的固有振动频率以及阻尼系数有关。

在受迫振动状态下，系统除了受到强迫力作用外，同时还受到回复力和阻尼力的作用。所以在稳定状态时，物体的位移、速度变化与强迫力变化不是同相位的，存在一个相位差。

当强迫力频率与系统的固有频率相同时产生共振，此时振幅最大，相位差为90°。当到达振幅最大时就出现了共振的状态！。

振幅和阻尼系数有什么关？波尔共振仪研究受迫振动,振幅和阻尼系数

用波尔共振仪研究受迫振动 ●振动是常见的一种运动形式 ●受迫振动：物体在周期性外力（亦称驱动力）的持续作用下进行的振动。

共振现象：振动系统受迫振动时，其振幅达极大值的现象。 本实验从不同的方面研究振动，继而研究共振。

共振现象有有害的一面 1940年7月1日美国塔科麦（Tocama）大桥，建好后4个月，在一场不算太强的大风中坍塌，风产生的周期性效果导致大桥共振，实际振了一天（十几个小时）塌了。 避免和减小共振的办法：破坏外力的周期性、改变物体的固有频率等。

共振现象可利用造福人类 收音机、 顺磁共振、 核磁共振、 激光、 ●本实验内容： 1。测摆轮固有周期与振幅关系 摆轮在蜗卷弹簧的弹性作用下可自由振动。

2。 测定阻尼系数 电磁阻尼作用在摆轮上，改变电流可改变阻尼大小。

利用公式 ） （00ln nTtte e=Tn =n 0ln 求出值。 3。

测定受迫振动的幅频和相频特性曲线 有机玻璃转盘上的偏心轮带动连杆对摆轮施加驱动力矩。 幅频特性：摆轮振幅θ与振动角频率ω、固有角频率的函数关系）/（~0 相频特性：相位差与振动角频率ω、固有角频率的函数关系）/（~0 共振点：阻尼系数很小时，共振点对应于幅频曲线上的幅值最大点和相频曲线上相位差=90°的点 4.由~）/（2r曲线求值 2 1 2 5。

实验方法与技术 ①摆轮振动的周期与幅度的测量 ②频闪法测相位差. ③阻尼系数的测量（两种方法） ●实验前先交待 ① 实验过程中总电源不关闭 ② 光电门H，指针、簧片不要随意动 ③ 对照下图提醒如何正确取点测量，全貌描绘特性曲线 ●指导备忘 ① 无阻尼和阻尼测量时，如拉杆晃动，可手按住或压一个物体使其不动。 ② 如发现受迫振动幅度难以稳定，可能是强迫力周期的电位器不稳定了，应该换。

③ 如何判定受迫振动稳定了？互扳“摆轮”“强迫力”， 电机与摆轮十次振动周期之差小于0。002s， 即稳定了。

④若受迫振动时出现T 和θ值不稳定现象，可增加阻尼，若再无效，是电位器故障。 ⑤共振幅度小的仪器减小阻尼选1或2档； ●学生常见问题 ① 测自由振动数据时，幅度范围太小，记录的振幅范围应为160~50度。

② 加上驱动后，振幅仍很小，原因是驱动力周期值太大或太小了，使振幅点在幅频曲线的底端了。（T的正常范围应在1。

4~1。6s） ③许多同学没有全程取数据的概念，检查其幅频、相频曲线测试中数据选择是否完整。