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        彈簧振子共振演示器的制作

        2014-08-28 01:16:18
        物理之友 2014年3期
        關(guān)鍵詞:受迫振動同心圓振子

        (鹽城市第一中學(xué),江蘇 鹽城 224005)

        共振現(xiàn)象是力學(xué)中的一個重要內(nèi)容,是指當(dāng)策動力的頻率等于物體(或系統(tǒng))的固有頻率時,物體(或系統(tǒng))做受迫振動的振幅最大.通常演示“共振現(xiàn)象”用的是單擺球,筆者嘗試?yán)脧椈烧褡觼硌菔竟舱瘳F(xiàn)象,效果明顯,趣味性強(qiáng).現(xiàn)將自制的共振演示器介紹如下.

        1 儀器組成及制作方法

        (1)實驗裝置如圖1所示,在一塑料圓盤的中心打一個小孔,以孔為圓心畫一同心圓,在同心圓的圓周上等距離地打上一系列的小孔,將圓盤固定在木制支架上.

        (2)圓盤的中心小孔上掛上用回形針做的掛鉤,在圓盤的同心圓上等距離選4個小孔,分別也掛上掛鉤.

        (3)將5只彈簧分別掛在掛鉤上,每只彈簧的下面各懸掛一個磁鐵,這就構(gòu)成了一個振動系統(tǒng).5只彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)KA=KB=KC,KE>KA,KDmA,那么5個彈簧振子的固有頻率滿足以下關(guān)系:fA=fB,fA>fC,fA>fD,fA

        圖1

        2 實驗原理及演示方法

        當(dāng)A振子振動時,通過磁鐵間的相互作用力給其他振子施加驅(qū)動力,使其振子做受迫振動,驅(qū)動力的頻率等于A振子的頻率,其余各振子的固有頻率取決于自身的倔強(qiáng)系數(shù)和振子質(zhì)量.當(dāng)驅(qū)動力頻率等于某一振子的固有頻率時,其做受迫振動的振幅最大.實驗時,讓A振子先振動,其余各振子在驅(qū)動力的作用下開始振動,由于fA=fB,所以可觀察到B振子的振幅最大.

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