利用打点计时器原理制作受迫振动演示装置
仪)"的研究 1998
该文介绍由增量式光电编码盘与微机组成的定轴运动信息实时采集系统(WGD系统).该系统以增量式光电编码盘作为角位移传感器,与信号预处理电路 、转向鉴别电路等将物体定轴运动的信息数字化,通过并行数字接口由计算机实时采集.该系统工作稳定,可实时描绘出平滑的"位移-时间"运动曲线和快 捷给出测量结果,可用于课堂演示.
2.期刊论文 徐忠岳.XU Zhong-yue 受迫振动与共振实验的创新设计 -物理实验2009,29(7)
利用变频器、同步电动机和磁性书写板来改进受迫振动与共振演示实验装置.本装置可以用来定量演示受迫振动,还可以用来研究共振的发生条件及 描绘共振曲线.
3.学位论文 贾晓丽 微梁机电耦合动力学 2007
振动分为欠阻尼振动、临界阻尼振动及过阻尼振动三种情形.对欠阻尼受迫振动的讨论更有意义,因此,讨论了欠阻尼振动系统的品质因数、欠阻尼受 迫振动的振幅和初位相、振幅共振和速度共振、振动系统的带宽.
9.期刊论文 陈培杰.张学利.CHEN Pei-jie.ZHANG Xue-li 受迫振动与共振现象的计算机自动控制与测量 -襄樊学
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
袁明武 合肥第七中学,合肥,230000
物理实验 PHYSICS EXPERIMENTATION 2001，21(4) 0次
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1.期刊论文 钱天虹.Qian Tianhong 稳定受迫振动中的能量转换 -大学物理1999,""(1)
将强迫力分解成超前位移π/2和与位移同相或反相的两个分量.通过对两分力作功的定量计算,可以方便地讨论受迫振动中的能量转换,并能对共振现 象作出较清晰的物理解释.
先在不通电并拿掉磁铁的情况下，测摆的 固有周期为ｌｓ；再装上磁铁，将长柄双掷开关 分别按约０．５ｓ，ｌｓ，２ｓ的周期摆动，可以看到单 摆的指针也基本上与长柄同步摆动，但在１ｓ 时，摆的振幅明显增大．全部过程用口报数计 时．
（２０００—０９．０３收稿）
万方数据
利用打点计时器原理制作受迫振动演示装置
作者： 作者单位： 刊名：
院学报2008,29(2)
在分析音叉受迫振动和共振现象的基础上,利用计算机自动控制与实时测量研究了不同阻尼下音叉的幅频特性和音叉双臂质量与共振频率的关系,测 量结果表明振动系统受到阻尼越大,共振时能达到的最大振幅越小,幅频特性曲线的Q值越小,相应的曲线越平缓,音叉双臂质量与其共振频率变化的线性关 系较好.
作阻尼振动、受迫振动及共振演示仪 -物理实验2007,27(10)
利用稀土永磁性材料钕铁硼(Nd-Fe-B)设计制作出了新型阻尼振动、受迫振动及共振演示仪. 该演示仪器可演示阻尼振动的3种状态(欠阻尼状态、临 界阻尼状态、过阻尼状态)、受迫振动及共振现象.
6.学位论文 黄文卿 用微机和增量式光电编码盘(WGD系统)采集与处理定轴转动的信息--对"扭摆共振仪(受迫振动
7.期刊论文 王浙伟.WANG Zhe-wei "受迫振动、共振"演示实验的研究与改进 -物理实验2009,29(10)
对现有受迫振动、共振演示实验装置的不足进行了剖析,改进了原有的实验装置,制作了受迫振动、共振演示仪器. 阐述了改进后的实验装置的具体 制作、教学使用及特点.
8.期刊论文 杨合成.Yang Hecheng 欠阻尼受迫振动的几个问题 -黔西南民族师范高等专科学校学报2007,""(2)
动力学特性直接影响微型机电系统的设计及其工作特性的控制。微梁结构是微型机电系统的典型结构之一，本文研究了机电耦合微梁系统的动力学 问题。
以施加电场力的单微梁为研究对象，建立了机电耦合动力学模型。分析了微梁在电场力作用下的静态位移、振动模态函数及固有频率。利用模态叠 加法，分析了机电耦合微梁在简谐激励作用下的受迫振动规律，研究了系统参数对共振的影响。
4.期刊论文 杜珊.Du Shan 稳定受迫振动研究 -保山师专学报2007,26(5)
讨论了稳定受迫振动微分方程的解及其物理意义,分析了位移共振和速度共振各量之间的关系,从功能转换的角度比较两者的振幅,以突出受迫振动和 共振的物理实质.
5.期刊论文 李长亮.马文华.王爱军.唐军杰.LI Chang-liang.MA Wen-hua.WANG Ai-jun.TANG Jun-jie 用钕铁硼制
考虑电场力的非线性因素，应用非线性近似解法研究了单微梁系统的弱非线性自由振动、接近共振的受迫振动、远离共振的受迫振动。对接近共振 的受迫振动幅频特性及其影响因素进行了分析，并研究了各参数对远离共振的受迫振动响应的影响。
在对单微梁系统进行分析的基础上，建立了双微梁机电耦合动力学模型。对系统的静态位移、振动模态及其固有频率进行了分析。进一步研究了机 电耦合双微梁在简谐激励作用下的受迫振动规律。
10.学位论文 党新建 双桶洗衣机脱水系统振动问题的研究 2006
本文从洗衣机零件的失效入手，引出研究双桶洗衣机脱水系统振动的意义。在简单介绍了洗衣机的工作原理后，通过对脱水系统力学模型分析并结 合振动原理建立了该系统的振动模型。运用模态分析的方法对脱水系统这一类较为复杂回转机械的振动进行了初步分析和研究。双桶式洗衣机在脱水运 行过程中由于衣物的不平衡分布，会使整机出现剧烈的振动。通过控制减振弹簧刚度、优化阻尼套设计等措施减少长时间共振的频次，使水封碗等零件 的破坏问题得到较好地解决，满足了设计寿命要求。
图１实验装置示意图
的尺寸如图２（ｂ）所示），此摆的固有周期设定 为１ｓ．在摆上套一绕有４００匝漆包线的空心线 圈（线圈架尺寸如图２（ａ）所示），可让摆在其中 自由摆动．在线圈下部比丝端部略低处安装
ＩＤ（支点）
２ｌ
（ａ）线蒯尺寸
卜１ ３０—
Ｏ卜———一＿ ２５５—０ ——＋卜—一２７０———叫
（ｂ）线圈架及摆的制作 图２线圈架及摆的制作
物理实验第２ｌ卷第４期
３９
利用打点计时器原理制作受迫振动演示装置
袁明武
（合肥第七中学合肥２３００００）
摘 要：介绍一种演示受迫振动和共振现象的装置． 关键词：共振；受迫振动；摆
１引言
对于高中阶段现有的两种共振现象演示 仪，只能观察到共振现象，不能看到受迫振动的 。周期等于驱动力的周期；不能清楚地说明共振 时，驱动力的周期等于物体的固有周期．因此， 笔者利用打点计时器的原理，制作了受迫振动 演示装置，克服了上述的缺点．
一教学用蹄形磁铁．线圈的电源部分有一长柄 的单刀双掷开关，当双掷开关不断地换向时，就 会使线圈的电流不断地改变方向．
３ 实验原理
与打点计时器相仿，当线圈的电流不断换 向时，就给摆施加了一个周期性变化的驱动力 ——磁场力．驱动力的周期与长柄双掷开关的 长柄摆动周期相同，因此这个周期是看得到的．
４演示方法
建立了考虑空气挤压膜的单微梁系统机电流体耦合动力学方程。采用KBM法求解时间响应，研究了机电流体耦合微梁的位移、电场及压力场响应特性 ，分析了系统参数对上述响应特性的影响。
研究了机电流体耦合微梁的共振特性。建立了系统的受迫振动方程，采用KBM法分析了系统共振的幅频、相频特性，分析了系统参数对共振的影响。 应用ANSYS软件对微梁系统进行建模，完成了微梁振动模态的模拟仿真，验证了理论分析的正确性。
文中还对隔振设计的一般方法做了介绍，对振动和噪声进行了频谱分析，就抗共振可靠性和系统可靠性指标进行了分析。
本文链接：/Periodical_wlsy200104014.aspx 授权使用：东南大学院图书馆(dndxytsg)，授权号：feb63250-c3cb-40dc-b0df-9e540004f559
２装置 结构
如图１所示，将铁丝弯成双股挂在支点０ 上，铁丝的上下两端各固定一根篾针，下端篾针 的端部再固定一摆球，制成上端带指针的摆（摆
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高一物理打点计时器实验步骤
高一物理打点计时器实验步骤
高一物理实验中的打点计时器实验是一个常见的实验项目，用于测量物体的运动速度和加速度。
以下是该实验的一般步骤：
1. 实验材料准备，准备一台打点计时器、一根直线轨道、一个小推车、一台计时器、一根细线、一块纸片等。
2. 实验装置搭建，将直线轨道固定在水平桌面上，确保轨道平整且无摩擦。
将打点计时器安装在轨道上方，使其能够记录小推车的运动情况。
3. 实验参数测量，测量小推车的质量、轨道的长度和倾角等参数，并记录下来。
4. 实验数据记录，在纸片上标记出等距的标记点，用细线将纸片系在小推车上，使得纸片随着小推车的运动而拉出。
启动打点计时器和计时器，推动小推车使其沿轨道运动，打点计时器将记录下小推车通过每个标记点的时间。
5. 数据处理与分析，根据打点计时器记录的时间数据，计算出
小推车的速度和加速度，并绘制出小推车的运动图像，观察其运动规律。
6. 实验结论，根据实验数据和分析结果，得出关于小推车运动规律的结论，比如速度随时间的变化规律、加速度的大小等。
以上是高一物理打点计时器实验的一般步骤，通过这个实验，学生可以深入理解运动学相关知识，并掌握实验操作和数据处理的能力。
受迫振动的知识点讲解_
受迫振动的知识点讲解_下面是高中物理受迫振动的知识点讲解，大家可以参考学习。
演示：用如图所示的实验装置，向下拉一下振子，观察它的振动情况。
现象：振子做的是阻尼振动，振动一段时间后停止振动。
演示：请一位同学匀速转动把手，观察振动物体的振动情况。
现象：现在振子能够持续地振动下去。
分析：使振子能够持续振动下去的原因，是把手给了振动系统一个周期性的外力的作用，外力结系统做功，补偿系统的能量损耗。
1、驱动力：使系统持续地振动下去的外力，叫驱动力。
2、受迫振动：物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动。
要想使物体能持续地振动下去，必须给振动系统施加一个周期性的驱动力作用。
受迫振动实例：发动机正在运转时汽车本身的振动；正在发声的扬声器纸盒的振动；飞机从房屋上飞过时窗玻璃的振动；我们听到声音时耳膜的振动等。
(多媒体展示几个受迫振动的实例)①电磁打点计时器的振针；②工作时缝纫机的振针；③扬声器的纸盒；④跳水比赛时，人在跳板上走过时，跳板的振动；⑤机器底座在机器运转时发生的振动。
3、受迫振动的特点做简谐运动的弹簧振子和单摆在振动时，按振动系统的固有周期和固有频率振动。
通过刚才的学习，我们知道物体在周期性的驱动力作用下所做的振动叫受迫振动；那么周期性作用的驱动力的频率、受迫振动的频率、系统的固有频率之间有什么关系呢?演示：用前面的装置实验。
用不同的转速匀速地转动把手，观察振子的振动快慢情况。
现象：当把手转速小时，振子振动较慢；当把手转速大时，振子振动较快。
物体做受迫振动时，振动物体振动的快慢随驱动力的周期而变化。
总结：①物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率；②受迫振动的频率跟物体的固有频率没有关系。
关于受迫振动、共振的实验研究
3.期刊论文 张义同.张岚 关于扁担的力学 -力学与实践2002,24(5)
一根简单的扁担,体现了等强度梁、固有频率、受迫振动等诸多的力学问题,对扁担的力学行为的研究揭示了扁担何以有如此优良的传递载荷的性能.
4.学位论文 马海全 机械系统中一类特殊摩擦自激振动的分析和防治 1999
该文针对这一类特殊摩擦自激振动的分析与防治,首先结合BM50磨机的实际结构和现场搜集到的相关资料,试验分析并判明产生振动的原因是因为结 构上的缺陷而导致了受迫振动和摩擦自激振动.然后根据试验分析的结果,提出该BM50磨机的简化模型并对其进行理论分析.BM50机的振动是由径向的受迫 振动和周向的摩擦自激振动共同组成的,径向受迫振动的分析结果表明,这项振动主要是因为磨机转速和磨辊的固有频麓钆洳坏保佣鹉?踉诰断虻某彻舱瘛 T诙灾芟虻哪Σ磷约ふ穸难芯恐校岢隽艘恢中碌哪Σ磷约ふ穸P筒⒍哉庵帜P徒辛硕ㄐ苑治觥W詈螅P臀⒎址匠探屑扑慊捣抡婕扑悖⒃赪indows平台上实现了 自激振动分析软件的系统集成.
物理实验 PHYSICS EXPERIMENTATION 2006，26(8) 3次
参考文献(1条)
1.贾爱英 简易共振实验演示仪[期刊论文]-物理实验 2005(3)
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1.期刊论文 李越洋.刘存海.张勇 受迫振动特性研究 -化学工程与装备2008(7)
本文采用波尔共振仪定量测定受迫振动的幅频特性和相频特性,并利用频闪方法对相位差进行了测定.研究发现,当系统发生共振时,固有频率和驱动 频率相等且相位差Φ=90°.
ＰＨ ＹＳＩＣＳ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＴＩＯＮ
Ｖ０１．２６ Ｎｏ．８ Ａｕｇ．．２００６
关于受迫振动、共振的实验研究
基础教育研究
单晓峰
中学物理实验中的打点计时器的原理与制作
中学物理实验中的打点计时器的原理与制作中学物理实验中的打点计时器是一种常用的实验仪器，用于测量物体运动的时间。
它的原理是利用物体的运动与打点计时器之间的接触，通过记录物体通过计时器的每一个点的时间间隔来进行计时。
打点计时器的制作主要包括以下几个步骤：1. 制作计时器底座：可以使用木板或金属板作为底座，通过固定计时器的各个部件来保持稳定。
2. 安装计时器机构：计时器机构是打点计时器的核心部件，它包括定时机构和计数机构。
定时机构是用来控制打点计时器的时间间隔的，计数机构则用来记录通过计时器的点的数量。
3. 安装触发装置：触发装置是用来启动计时器的，它可以通过物体的运动与计时器之间的接触来实现。
触发装置需要精确地安装在计时器的位置，以确保准确的计时。
4. 连接电路：一些打点计时器需要使用电路来控制计时和记录数据。
在制作过程中，需要将电路与计时器的各个部件连接起来，以确保正常的运行。
制作好的打点计时器可以用于各种物理实验中，例如测量物体的自由落体加速度、测量弹簧振子的周期等。
在实验中，首先要确定物体运动的起点和终点，并将打点计时器安装在合适的位置上。
当物体经过计时器时，触发装置会启动计时器，计时器会记录下物体通过每一个点的时间间隔。
通过计算这些时间间隔，可以得到物体的运动时间。
使用打点计时器进行实验时需要注意以下几点：1. 确保打点计时器的稳定性：在实验过程中，打点计时器需要保持稳定的位置，以确保准确的计时。
可以通过使用夹子或固定装置将计时器固定在合适的位置上。
2. 精确记录数据：在使用打点计时器进行实验时，需要准确地记录下物体通过每一个点的时间间隔。
可以使用计数器或手动记录的方式来记录数据，确保数据的准确性。
3. 注意实验环境的影响：实验环境的变化可能会对实验结果产生影响。
在进行实验时，应尽量保持实验环境的稳定，避免因外界因素的干扰而导致实验结果的误差。
打点计时器是一种常用的物理实验仪器，可以用于测量物体运动的时间。
打点计时器实验报告
打点计时器实验报告近日，我们在实验室进行了一个小型的打点计时器实验。
本实验旨在探究如何设计和制作一个能够准确计时的小型设备，以及应用场景和优化方向等。
1. 实验装置本次实验所用的装置主要由计时器、真空吸球、钢珠、蒟蒻块和支架等组成。
其中，计时器的型号为 00.001.1，采用电子计时方式，精度可达到微秒级别。
真空吸球和支架用于固定计时器，钢珠和蒟蒻块用于触发计时器。
2. 实验步骤具体实验步骤如下：(1) 将计时器置于支架上，然后将真空吸球吸附在计时器上。
(2) 将蒟蒻块粘在地面上，并在其中央放置一颗钢珠。
(3) 轻轻扭动钢珠，使其离开蒟蒻块，在自由落体状态下落。
(4) 当钢珠从地面反弹起来时，计时器开始计时。
(5) 钢珠落下并再次反弹时，计时器停止计时。
(6) 重复以上步骤多次，记录计时器读数。
3. 实验结果通过多次实验，我们得到了以下数据：(1) 落地时间：0.350、0.345、0.350、0.355、0.360 秒。
(2) 上升时间：0.218、0.218、0.220、0.215、0.216 秒。
(3) 振动周期：0.568、0.563、0.570、0.578、0.580 秒。
(4) 自由落体高度：0.95 米。
根据以上数据，计算得出平均落地时间为 0.352 秒，上升时间为 0.217 秒，振动周期为 0.572 秒。
其中，计算公式如下：平均落地时间：(0.350+0.345+0.350+0.355+0.360)/5=0.352上升时间：0.568/2 - 0.352/2=0.217振动周期：0.350-0.217=0.133，即振动周期为0.133*2=0.5724. 实验分析从实验结果来看，我们可以得到一些结论：(1) 计时器精度较高，可达到微秒级别。
(2) 钢珠自由落体的时间是和高度无关的，落地时间和上升时间分别为0.352秒和0.217秒。
(3) 钢珠的振动周期为0.572秒，振幅越大，周期越长。
受迫振动与共振实验装置
发明与创新·中学生2019.8文长沙市雷锋学校谢玉胜一、设计背景生活中的受迫振动与共振现象很常见，比如乐器的共鸣箱、特定声音将玻璃杯震碎、跳水运动员起跳时跳板的振动等，这些利用的是物体的共振。
也有需要防止共振的，比如各种机器的基座、大部队不能齐步走过桥梁、台北101大厦内设计的阻尼球等。
“受迫振动与共振现象”是高中物理教学中的重要内容。
目前，用来演示受迫振动的仪器由曲轴和垂直悬挂钩码弹簧的曲柄组成。
当曲柄以恒定速度振荡，周期性向上和向下的力作用于弹簧振荡器，导致它作受迫振动。
该装置的原理虽然简单，但操作起来困难：弹簧振子并不是规律地上下振动，而是前后、左右乱蹦、乱跳。
即便采用利用同步电机带动双弹簧振子的装置（该装置保证了驱动力的周期性和力度的均匀性），仍然存在一些不足。
首先，由于电机的转速未知，施加给弹簧振子的驱动力的频率就是未确定的值，无法观察到受迫振动的物体发生共振时，驱动力的频率与固有频率是相等的。
其次，由于弹簧振子振动速度较快，不能准确地测量振幅。
一些改进装置尽管可以通过换算得出具体的驱动力频率，但操作过程繁琐。
此外，驱动力传递过程可视性不强，除少数坐在前排的学生可看到外，其他学生很难看清楚。
实验装置如图1所示。
为此，我经过反复研究，对原实验装置进行了创新设计。
二、基本思路受迫振动与共振实验装置采用手机App 音频信号发生器作为声源，通过大功率扬声器发声振动、产生不同频率的振源探究受迫振动与共振现象，能直观地演示受迫振动的频率等于驱动力的频率，且与固有频率无关。
其基本结构原理如图2所示。
图1教材中研究受迫振动与共振的实验装置教学视点与47发明与创新·中学生2019.8三、制作过程1.所需工具与器材电烙铁，万用表，钳子，螺丝刀，美工刀，JQ2118塑料胶以及外壳，6寸10W 扬声器，36V 电源变压器，功放集成模块，铜片和锌铁片，装有音频信号发生器App 的手机，信号发生器与示波器（用于测量谐振频率和电路的调试）。
实验：打点计时器原理及使用方法
电火花打点计时器
正负脉冲输 出
墨粉纸 盘
纸盘轴
脉冲输 出开关
电源插 头
放电针
构造:电源插头、脉冲输出 开关、正负脉冲输出、放电 针、墨粉纸盘、纸盘轴。 原理:脉冲电流经放电针、 墨粉纸盘到纸盘轴，产生火 花放电，蒸发墨粉落在纸带 上，频率50Hz、周期0.02s 用途:计时 注意事项:交流、电压220V, 先通电等待1～2s后拖动纸 带或释放物体、先切断脉冲 输出开关后拾取纸带。
打点计时器原理及使用方法ຫໍສະໝຸດ 针 振片 线圈 接线柱底座
限位孔 定位轴 永久磁铁
电磁打点计时器构造和原理 构造:接线柱、线圈、振片、振针、永久磁铁、复写 纸片、限位孔、定位轴 原理:电磁铁与永久磁铁相互作用，频率50Hz、周期
0.02s 用途:计时 注意事项:交流、电压6V,先通电等待1～2s后拖动纸 带或释放物体、先切断电源后拾取纸带
打点计时器使用步骤
1.把打点计时器固定在实验桌上, 连接电源。 2.把纸带穿过限位孔,复写纸压在纸带上（纸带在下 复写纸在上! ） 3.先通电等待1～2s,后拖动或释放物体,纸带上就打 出一行小点。（先通电后纸带动!） 4.先切断电源,后取下纸带（先断电后取带!） 5.再取2～3条纸带,重复2～4步2～3次 6.选取纸带从能够看清的某个点开始，往后数出若 干个点。如果数出n个点，这些点划分出来的间隔 数是多少？由此计算出纸带从第一个点到第n个点 的时间。
7.用刻度尺测量距离,记录数据（原始数据最珍贵!）, 保留纸带。
8.整理实验器材。
利用自制教具探究受迫振动与共振
利用自制教具探究受迫振动与共振作者：陈斯钿李德安来源：《物理教学探讨》2018年第10期摘要：受迫振动与共振的演示实验是中学物理疑难实验之一，传统教学中与该部分内容有关的探究实验比较少，导致学习思路不够连贯。
针对该问题，本文设计了一系列的自制教具，旨在解决传统演示实验的不足，为学生学习受迫振动与共振提供一个更加科学、连贯的探究方案。
关键词：自制教具；受迫振动；共振；科学探究中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）10-0050-31 引言在中学物理教学中，受迫振动和共振是十分重要的内容。
但其演示实验的方法和内容不能令人满意。
笔者查阅了粤教版、人教版及其他一些教材，提供的演示实验装置通常如图1所示。
因此，笔者自制了一些教具，试图改进实验。
介绍如下。
2 装置原理及演示2.1 “钢条滑板”的制作与演示学生在学习受迫振动与共振之前，会存在一个错误的前概念：受迫振动的振幅与驱动力大小有关。
因此，在学习之前我们需要纠正学生错误的前概念。
为此，笔者特意设计了“钢条滑板”作为导入实验。
“钢条滑板”主要利用了不同长度的钢条具有不同固有頻率的原理。
选用20 cm×30 cm的木板一块，在底部安装上4个橡胶滑轮，便组成了滑板底部。
选用自行车的辐条作为摆动材料，其优点有两点：一是辐条为钢制材料，具有较强的韧性，在剧烈的摆动下不容易断裂；二是辐条一端有螺帽，后期可以根据教学需求更换不同长度的辐条。
在木板上等距地打出三个小孔，把螺帽嵌入小孔中，将三根辐条剪成长短不同的长度后旋进螺帽，最后在辐条的上端加上配重，以减轻辐条摆动时所需驱动力的大小（如图2）。
在课堂演示时，可以邀请学生上台挑战“让三根钢条的振幅同时达到最大”，学生受错误前概念的影响，会用尽全力推动滑板。
但很明显，由于三根钢条的固有频率并不相同，导致钢条的振幅不可能同时达到最大。
学生在挑战失败后会激发内心的好奇去追寻答案，此时笔者重新演示一遍教具：让学生以最长的钢条作为观察对象，先用较小的频率推动滑板，发现钢条的振幅非常大，再用较大的频率推动滑板，发现钢条的振幅变得非常小（如图3），由此便可以推导出受迫振动的振幅其实是与驱动力频率有关的，自然而然地便纠正了学生错误的前概念。
自制受迫振动演示仪
自制受迫振动演示仪作者：董芳芳王劲存来源：《中学物理·高中》2018年第11期摘要：外力作用下的振动是高中物理课程的重点内容，主要包括受迫振动、固有频率、驱动力、共振等概念自制的受迫振动及共振现象演示仪，原理简单，制作方便，能演示受迫振动和共振现象，演示效果明显，取得了较好的课堂教学效果，有效地激发学生的学习兴趣.关键词：受迫振动；共振；演示仪基金项目：江苏省教育科学十三五规划课题“指向高中生物理核心素养提升的‘让学引思’教学模式的构建与实践”，课题编号：C-c/2016/02/54.作者简介：董芳芳（1987-），女，硕士，中学一级教师，研究方向：高中物理学科教学.物理是一门以实验为基础的学科，注重培养学生的科学素养和创新能力，在课堂教学中教师经常会利用一些操作简单、现象明显、直观且生动有趣的演示实验来辅助教学，不仅能够激发学生的学习兴趣，而且能够活跃课堂氛围《外力作用下的振动》是现行人教版普通高中物理课程标准实验教科书《物理》选修3-4第十一章机械振动第5节的内容教材首先介绍了物体振动的固有频率的概念，再从能量的角度分析了阻尼振动，进而通过实验探究受迫振动的频率与驱动力频率的关系，最后利用实验探究受迫振动的振幅与驱动力频率的关系，进而认识共振现象本节课的主要任务是通过实验掌握物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，以及驱动力的频率与物体固有频率接近时振动的特点为了使受迫振动以及共振现象这一演示实验现象更突出，笔者自制了受迫振动及共振现象演示仪，仪器制作简便，演示现象明显，取得了较好的演示效果.1演示器结构及材料自制的受迫振动及共振现象演示仪，由三组材质相同但长度不同的具有一定弹性且顶端分别连接一塑料小球的细杆与一金属片焊接而成，如图1所示，每组细杆长度相同，但三组细杆之间长度不同，长杆固有频率低，短杆固有频率高，长度相同的杆固有频率相同所需材料如下：相同规格弹性细钢丝6根（长度可根据需要选择）、相同塑料小球6个、金属片1个、金属底座1个.2制作过程如图2所示，在底座上表面钻6个小孔，每根钢丝上端分别套上1个塑料小球，下端从小孔中间穿过，并与底座内部的一金属片焊接在一起，并在各杆下方底座上依次标识A、B、C 字样注意金属片不能与底座固定，金属片要能够自由振动.3工作原理受迫振动及共振现象演示仪中6根钢丝均和底座内部的金属片相连，因此当其中一根钢丝在外力作用下振动时，钢丝会带动金属片振动，振动的金属片给其余五根杆提供一个周期性驱动力，迫使它们做受迫振动，当驱动力的频率与其中某组细杆固有频率相近或相同时，将发生共振现象.4使用方法41测定各细杆振动的固有频率分别插入各杆并拨动其上端的塑料小球，测定各杆振动的固有频率，并分别记为fA、fB 以及fC.42演示受迫振动将6根细杆均插入底座孔中，用手任意驱动其中一根细杆使其振动，可以观察到所有杆都将振动起来，且与手的振动频率相同，说明受迫振动的频率等于驱动力的频率，而与细杆的固有频率无关，符合受迫振动的规律改变手的振动频率，其余各细杆受迫振动的频率均随之发生改变且均与手保持相同.43演示共振现象用手驱动其中任意一根杆缓慢振动，并逐渐增大振动的频率，可以观察到从长到短的细杆，先后依次发生抖动最厉害的现象，即当驱动力频率与物体振动固有频率相同时，出现共振现象，而此时与之固有频率不同的细杆未发生共振现象.随着驱动力的频率逐渐加大，细杆由长到短依次产生共振这一现象也说明了相同材质、相同规格的细杆的固有频率与杆的长度有关，长度越长，固有频率越小.5小结传统教具，如图3所示，驱动力的频率是固定的，而且存在耦合摆现象，在此基础上，笔者对教具进行了适当改进，不仅可以用手持续驱动细杆振动，而且可以改变手的振动频率，使得驱动力频率可以发生连续变化，可以有效地演示受迫振动规律以及共振现象，在课堂教学中取得了较好的效果.中学生有强烈的好奇心和求知欲，对亲身参与亲身感受的活动非常感兴趣，这些新奇的事物能极大地调动学生的学习积极性，提高了课堂效率，同时自制教具的过程也能够加深对知识的理解这一过程中，教师力求带领学生充分挖掘生活中的物理，从生活走向物理，从物理走向生活，并在这一过程中掌握物理核心概念，提高推理、分析和实验探究的能力，提高物理学科的核心素养.参考文献：[1]柴学群.受迫振动定量演示装置[J].中学物理，2009（12）：26-27.。
受迫振动与共振、阻尼振动组合演示仪
受迫振动与共振、阻尼振动组合演示仪作者：白慕祯，詹伟琴来源：《物理教学探讨》2021年第11期摘要：采用教材中的受迫振动与共振的实验装置进行实验演示，呈现的实验现象是驱动频率和受迫振动频率是不连续的;另外，实验装置的系统误差较大。
针对实验的不足，设计和制作了受迫振动、共振现象和阻尼振动组合演示仪;加入磁性画板，可以记录物体受迫振动、共振现象和阻尼振动的x-t图像。
增设了阻尼振动演示装置，可以帮助学生理解阻尼振动的振幅和能量的变化情况。
关键词：受迫振动;共振;阻尼振动;振幅中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2021）11-0052-31 教材中的实验装置简析1.1 受迫振动与共振实验装置“受迫振动共振”是人教版高中物理教材选择性必修第一册的内容，教材主要介绍了阻尼振动、受迫振动与共振。
课程标准的要求是认识受迫振动的特点，了解共振产生的条件及其应用[1]。
共振产生的条件是教学的重难点，为了有效突破重难点，教材分别列举了能够演示受迫振动与共振现象的两种实验装置[2]。
实验装置1：如图1所示，由电机、钩码和弹簧组成的振动系统，用以研究系统做受迫振动的频率与驱动力的频率的关系。
该装置的不足之处在于钩码并非上下规律地做受迫振动，而是在上下振动的同时会向左右和前后振动，导致每一个振动周期的时间可能不相等;另外，该装置振幅变化过快，不易观察。
实验装置2：如图2所示的摆球组合，用以演示共振现象。
其中，A、D、G摆的摆长相等，其余摆的摆长均不相等。
每个摆的固有频率取决于自身的摆长，因此A、D、G摆的固有频率相接近，其余摆的固有频率各不相等。
当驱动摆D摆摆动时，其振动通过张紧的绳子传到其他摆，提供了周期性的驱动力，其余摆做受迫振动。
A、G两摆的固有频率和D摆的驱动力的频率相同，振幅最大，产生了共振现象，而B、C、E、F摆的振幅都比较小。
此共振摆的不足之处在于它只能演示驱动力频率和固有频率相似或相差较大时的振幅的情况，缺少了振幅的连续变化过程，即不能观察到当驱动力的频率由小到大逐渐靠近物体的固有频率或由大到小远离物体的固有频率时，振幅的变化情况。