实验三十 受迫振动实验目的观察受迫振动的位移图像，了解在简谐策动力的作用下，系统振动的规律。实验原理物质系统在策动力作用下所作的振动，叫做受迫振动。如果策动力是简谐力，系统将做简谐振动。在稳定状态下，振幅不变，振动频率即为策动力频率，跟它的固有频率无关。当策动力的频率跟振动系统的固有频率接近或相等时，出现振幅急剧增大的共振现象。当策动力消失，系统受阻力影响，呈现为振幅越来越小的阻尼振动。实验器材朗威 DISLab、计算机、DISLab 力学轨道及附件、DISLab 受迫振动策动源（图 30-1）、学生电源、弹簧、细线等。实验装置图见图 30-2。图 30-1 DISLab 受迫振动策动源图 30-2 实验装置图1实验过程与数据分析1．将位移传感器发射器固定在小车上，小车一端用弹簧固定在滑轨上，另一端用弹簧和细线与策动源电机上的曲轴连接在一起（图 30-3）；2．将位移传感器接收器固定在滑轨的另一端，并接入数据采集器的第一通道（图 30-4）；3．连接供电电源与策动源电机，打开位移传感器发射器电源开关；4．调节显示方式为“示波”，打开学生电源开关，调节输出电压，控制小电机的转速由慢到快（低、中、高三档），可得到显示小车振动变化的“位移-时间”图线（图 30-5）；图 30-3 策动源与轨道及小车的组装图 30-4 策动源与轨道、及小车的组装图 30-5 受迫振动 s-t 图线25．实验表明：当小电机的转动频率为某一值时，系统的振动幅度最大（共振）（图 30-6），大于或小于这个频率，振幅都会减小；6．利用“图线控制”功能对 X 轴放大，用波形个数除以时间方法计算出策动力的频率，计算结果为：低速时为 0.588Hz、中速时为 0.727 Hz、高速时为 1.032 Hz（图 30-7）；7．在系统共振时，关闭小电机电源，系统转而做阻尼振动，振幅越来越小，直到停止振动（图 30-8）。图 30-6 出现共振图 30-7 计算策动力频率图 30-8 策动力消失，呈现阻尼振动3建议简化实验装置，构造手动阻尼振动实验系统，观察形成的阻尼振动周期。4
