[实用新型]一种受迫振动演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械振动领域，尤其涉及一种受迫振动演示仪。

背景技术

受迫振动是一种典型的机械振动，是振动系统在周期性外力的持续作用下发生的振动，周期性外力即为驱动力。当物体的受迫振动达到稳定状态时，其振动的频率与驱动力的频率相同，而与物体的固有频率无关。

目前，在高中物理演示受迫振动实验时，所用的受迫振动演示仪的构造如图1所示，演示过程为：当人为转动手柄2时，通过铁杆1带动竖直弹簧振子3振动，记录竖直弹簧振子3的受迫振动的频率f_迫，及驱动力的频率(手柄转动的频率)f_驱；当不转动手柄2时，直接用手将竖直弹簧振子3压缩后释放，不考虑阻力因素，则竖直弹簧振子3做自由振动，记录其自由振动的频率即为其固有频率f_固。通过观察计算可得出弹簧振子做受迫振动时的频率由驱动力的频率决定，而与自由振动的频率无关，即f_迫＝f_驱，与f_固无关。

但是，在进行上述受迫振动实验过程中，一方面由于手柄2与铁杆1通过螺丝连接，当转动手柄2时，螺丝易松动，导致手柄2脱落，实验中断，另一方面由于施于弹簧振子周期性的驱动力是人为控制的，而且支架4很轻，在人为转动手柄2时，易出现支架4不稳定而前后晃动，影响振子振动的情况。因此受仪器本身构造的限制，经常出现受迫振动效果不理想，致使实验数据不精确的问题，不仅耗费时间，而且影响学习效率，因此，迫切需要一种精确性高的受迫振动演示仪。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种受迫振动演示仪，以解决现有技术中的受迫振动演示仪受迫振动效果不理想，致使测量数据不精确的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种受迫振动演示仪，包括：

底座；

垂直所述底座放置的第一支撑杆和第二支撑杆；

一端贯穿所述第一支撑杆和第二支撑杆的水平转动杆；

与所述水平转动杆的另一端连接的转动轴；

与所述转动轴通过传送带连接的电机；

位于所述转动杆下方，通过固定轴与所述转动杆连接的，固定于第一支撑杆与第二支撑杆之间的横梁，其中所述固定轴通过旋转环与转动杆相连；

穿过横梁，通过弹簧竖直悬挂于所述固定轴上的弹簧振子；

固定于所述底座，且位于弹簧振子两侧，与弹簧振子等高的光信号发送器与光信号接收器。

优选地，所述电机为永磁直流减速电机。

优选地，所述电机包括直流电动机和变速器。

优选地，所述弹簧包括劲度系数为5N/m的弹簧，所述弹簧振子包括重力为0.3N的系于弹簧下端的质量块。

优选地，所述弹簧包括劲度系数为5N/m的弹簧，所述弹簧振子包括重力为0.4N的系于弹簧下端的质量块。

优选地，所述弹簧包括劲度系数为5N/m的弹簧，所述弹簧振子包括重力为0.5N的系于弹簧下端的质量块。

优选地，所述弹簧包括劲度系数为5N/m的弹簧，所述弹簧振子包括重力为0.6N的系于弹簧下端的质量块。

通过上述技术方案可知，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型公开的受迫振动演示仪通过选择合适的弹簧振子，采用直流电动机对其产生周期性的驱动力，采用变速器来改变驱动力的频率，以及利用光电计数器来记录振动次数，从而实现了整个实验过程操作简便，受迫振动效果理想，实验结果精确的目的。

附图说明

图1是现有技术中的受迫振动演示仪；

图2是本实用新型实施例公开的受迫振动演示仪。

具体实施方式

本实用新型公开了一种受迫振动演示仪，通过选择合适的弹簧振子，采用直流电动机对其产生周期性的驱动力，采用变速器来改变驱动力的频率，以及利用光电计数器来记录振动次数，使得整个实验过程操作简便，受迫振动效果理想，实验结果精确。

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2所示，为本实用新型实施例公开的一种受迫振动演示仪。主要包括：

底座1；