共振摆演示

实验目的

观察共振现象，理解驱动力频率等于固有频率时振幅最大。

实验原理

摆长不同的单摆固有频率不同。驱动摆通过横绳给其他摆施加周期性的力，使它们做受迫振动，振动频率都等于驱动摆的频率。摆长与驱动摆相同的摆，固有频率与驱动频率相等，发生共振，振幅最大。

实验器材

• 驱动摆（摆球较重）
• 摆长不同的若干个摆
• 与驱动摆摆长相同的摆
• 水平横绳或横杆
• 支架

实验步骤

1. 观察各摆的摆长，注意哪个摆与驱动摆摆长相同
2. 让所有摆都静止在平衡位置
3. 拉开驱动摆，使它在垂直于横绳的方向小幅摆动
4. 观察其余各摆逐渐摆动起来，注意它们的振幅和频率
5. 改变驱动摆的摆长，再次观察哪个摆的振幅最大

实验现象与结论

其余各摆都以驱动摆的频率摆动，其中摆长与驱动摆相同的摆振幅最大，摆长相差越大，振幅越小。结论：做受迫振动的物体，驱动力频率等于固有频率时发生共振，振幅最大。

注意事项

• 驱动摆的初始摆角不要太大
• 各摆摆球不要相互碰撞

常见问题

为什么摆长相同的摆振幅最大？

摆长相同则固有频率相同，等于驱动摆的频率，满足共振条件，所以振幅最大。

其他摆为什么也会摆动？

驱动摆通过横绳给它们施加周期性的力，使它们做受迫振动。