研究受迫振动的频率

实验目的

探究受迫振动的频率与驱动力频率的关系，以及振幅随驱动力频率的变化。

实验原理

做受迫振动的系统，稳定后的振动频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。振幅则与驱动力频率和固有频率的差有关：两者相差越小，振幅越大；两者相等时，振幅最大，这种现象叫共振。

实验器材

• 振动系统（如弹簧振子或摆）
• 提供周期性驱动力的装置（如摇把、电动机）
• 频率可调的驱动装置
• 秒表或频率显示

实验步骤

1. 先让振动系统自由振动，记下它的固有周期（频率）
2. 接上驱动装置，设定一个较低的驱动频率
3. 等振动稳定后，观察系统的振动频率和振幅
4. 逐步增大驱动频率，每次都等稳定后再记录
5. 比较驱动频率接近固有频率前后振幅的变化

实验现象与结论

振动稳定后，系统的振动频率总等于驱动力的频率。驱动频率远离固有频率时，振幅较小；越接近固有频率，振幅越大；相等时振幅最大。结论：受迫振动的频率由驱动力决定，振幅与两个频率的差有关。

注意事项

• 驱动频率调节要缓慢，避免振幅过大损坏器材

常见问题

受迫振动的频率由什么决定？

由驱动力的频率决定，等于驱动力的频率，与系统自身的固有频率无关。

什么时候发生共振？

驱动力频率等于系统固有频率时，受迫振动的振幅最大，这就是共振。