篇一 :耦合摆的研究

耦合摆的研究

一.概述

振动系统间的作用问题(耦合振动)在物理学、工程结构和电子学线路中具有极其重要的意义。本仪器由两个完全相同的单摆组成,单摆的振动周期可分别调整,两者之间用一根弹簧相连,实现了相互的耦合即组成耦合摆。改变耦合弹簧在单摆上的位置,可明显观察到耦合度大小对振动系统的影响和规律,并从中观察到“拍”的现象。

本仪器可实验弹簧传递能量的过程和拍的现象;可定量测量同相位,反相位振动,简正振动和拍频等物理参数。整套仪器由耦合摆实验装置和MS-4计数计时多用秒表组成,采用激光光电门作为计数计时传感器,具有实验测量直观,数据精确的特点,有利于拓宽学生视野;仪器结构科学.牢固轻巧,是当前探索研究型实验教学的新仪器。

二.实验仪器

1、                                                            摆杆固定和调整螺母  2、摆杆  3、立柱  4、耦合弹簧  5、耦合位置调节环  6、振动频率微调螺母  7、摆锤  8、振幅指针兼计数计时挡杆  9、水平尺固定架  10、振幅测量直尺  11、底盘  12、气泡式水准仪  13、仪器水平调整旋钮14、激光发射部件和信号处理部件15、可见红色激光束  16、挡光片  17、激光接收探头  18、激光光电门支架  19、次数预置  20、次数显示  21、相应次数的计时显示窗            22、计数计时复位按钮  23、+5V接线柱  24、GND(公共地)接线柱  25、计数计时信号输入接线柱  26、输入信号低电平指示

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篇二 :耦合摆的研究

耦合摆的研究

不加弹簧

频率约4.1272

固定一个

反相振动

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篇三 :耦合摆的研究

耦合摆的研究

一.概述

振动系统间的作用问题(耦合振动)在物理学、工程结构和电子学线路中具有极其重要的意义。本仪器由两个完全相同的单摆组成,单摆的振动周期可分别调整,两者之间用一根弹簧相连,实现了相互的耦合即组成耦合摆。改变耦合弹簧在单摆上的位置,可明显观察到耦合度大小对振动系统的影响和规律,并从中观察到“拍”的现象。

本仪器可实验弹簧传递能量的过程和拍的现象;可定量测量同相位,反相位振动,简正振动和拍频等物理参数。整套仪器由耦合摆实验装置和MS-4计数计时多用秒表组成,采用激光光电门作为计数计时传感器,具有实验测量直观,数据精确的特点,有利于拓宽学生视野;仪器结构科学.牢固轻巧,是当前探索研究型实验教学的新仪器。

二.实验仪器

耦合摆的研究

1、 摆杆固定和调整螺母2、摆杆3、立柱4、耦合弹簧5、耦合位置调节环6、振动频率微调螺母7、摆锤8、振幅指针兼计数计时挡杆9、水平尺固定架10、振幅测量直尺11、底盘

12、气泡式水准仪13、仪器水平调整旋钮14、激光发射部件和信号处理部件15、可见红色激光束16、挡光片17、激光接收探头18、激光光电门支架19、次数预置20、次数显示

21、相应次数的计时显示窗22、计数计时复位按钮23、+5V接线柱24、GND(公共地)接线柱25、计数计时信号输入接线柱26、输入信号低电平指示

三.实验原理

1. 设一单摆,摆长为L,则固有圆频率,式中g为重力加速度。

2. 将两个完全相同的单摆通过一根弹簧耦合组成耦合摆,如果一个摆固定,另一个摆振

动的频率叫做支频率,支频率,式中K为弹簧的倔强系数,m为单

耦合摆的研究

摆有效质量。通过调整使固有圆频率相等后组成的耦合摆,其两个支频率相等,

3. 实际上耦合系统的振动方式比较复杂,取决于初始条件。然后存在两种特有的振动方式,一种是两摆往同方向从平衡位置移开相等的距离引起的振动,即同相振动。 4. 另一种是两摆从平衡位置往相反方相移开相等距离引起的振动,即反相振动。 5. 反相振动和同相振动称作简正振动,其频率称为简正频率。反相振动时,其简正频率

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篇四 :耦合摆的研究

耦合摆的研究

1353792 物理科学与工程学院 张灵溪 A6

[目的]

1.   研究耦合度的大小对耦合摆振动特性的影响。

2.   了解“拍”的现象。

[原理]

1.

同位相振动:初始条件为

t=0时,

即将二摆同向偏转同样的角度(相对平衡位置),在t=0时,将它们同时释放,这时两摆作同位相振动。

两摆的运动方程是:

这时振动的圆频率为,耦合不起作用。所以两摆的震动周期同为:

2.

反位相振动:初始条件

t=0时,3

分别将两摆从平衡位置偏离,在t=0时将他们同时释放,此时弹簧片不断伸缩,对摆的耦合振动起明显影响。两摆的运动方程为:

两摆将以同样的圆频率作镜像对称的振动。

由于,所以应小于

3.

简正振动(幌动):初始条件

t=0时,

将摆固定,摆由平衡位置偏离角度,在t=0时将两摆同时释放。最初,仅摆P2振动,随着时间的推移,P2之振动能量通过弹簧片逐渐向摆P1转移,一直到P2停止振动,而摆P1得到它的全部振动能量,以后再反复进行此过程。两摆的运动方程是:

此时可明显看到“拍”的现象,在作振幅具有缓慢变化的简正振动。也称拍振动。拍振动的频率是,各摆在振动时的频率是

对于非强耦合情况,

我们把比值称为摆的耦合度,也可写成下列形式:

根据的物理定义及实验测量,耦合度K可用以上三种实验状态测得数据计算:

[实验仪器]

耦合摆实验仪、光电计时装置、秒表。

[实验内容]:

1.将耦合弹簧片取下,分别测量每个摆的振动周期。如不同则调节单摆下方螺旋,使二者基本相等。

2.自拟表格。将弹簧片置离单摆悬挂点35cm处,向下弯曲。测量耦合摆同相振动T,反相振动T,简正振动T2;T个三次。

3.将弹簧片依次置离单摆悬挂点40cm,45cm……,重复上述实验内容。

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篇五 :物理实验报告

实验报告

自然界中,有一种很有趣的现象叫共振。俄罗斯横跨伏尔加河伏尔加格勒市的大桥全长154米,20xx年5月22日,大桥路面突然开始蠕动,类似于波浪形,并发出震耳欲聋的声音,正在大桥上行驶的车辆在滚动中跳动。这个有趣而又有点危险的现象就是由于共振引起的。

共振是指一个物理系统在特定频率下,以最大振幅做振动的情形。共振在声学中亦称“共鸣”。

我们在实验室中,可以通过“耦合摆球”的实验来演示这个现象及研究影响它的因素。

操作步骤:选中右侧第一个单摆,使其摆动起来,经过几个周期后,看到与其摆长相等的一单摆在它的影响下振幅达到最大,而其他单摆几乎不摆动;让摆动停止,在选中右侧第二个单摆,使其摆动起来,经过几个周期后,也看到与其摆长相等的另一单摆在它的影响下振幅达到最大,而其它单摆几乎不动。

这个结果表明:单摆的共振与其摆长有关。通过查询资料得知,是否共振与单摆的频率有关,当频率相同时,会产生共振现象;因为其它条件一定时,单摆的频率与其摆长有关,所以摆长相同的单摆会产生共振。

在上述实验过程中,还可观察到当产生共振时,刚开始振动的单摆振幅逐渐减小,共振的单摆振幅逐渐增大。这表明:在产生共振时,会有能量的吸收与转移。

在人们的日常生活中,共振也充当着重要的角色,如常用的微波炉。共振在医学上也有应用。任何事物都有两面性,共振有时还会给人类造成巨大危害。这其中最为人们所知晓的便是桥梁垮塌。近几十年来,美国及欧洲等国家和地区还发生了许多起高楼因大风造成的共振而剧烈摇摆的事件。

在这次物理实验中,我了解到了许多有趣的现象,也学到了许多知识,收获很大。

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篇六 :集成电路设计综合实验报告

集成电路设计实验报告

 

              目录

1 综合实验的任务与目的........................... 2

2 综合实验的内容和要求........................... 2

3设计方案对比和论证确定......................... 4

4设计实现过程................................... 5

5验证结果说明和结论............................. 7

6总结版图设计技巧............................... 9

7 参考文献..................................... 11

             

MOS集成运算放大器的版图设计

1 综合实验的任务与目的

集成电路设计综合实验是微电子学专业学科的实践性教学课程,其任务是向学生介绍集成电路软件设计的基本知识,基本的设计方法,学会使用专用软件进行集成电路设计,学习集成电路版图的设计及物理验证的一般方法技巧。本次集成电路设计综合实验要求学生完成对CMOS 集成运算放大器电路的版图设计及其物理验证。

2 综合实验的内容和要求

   2.1 实验的内容

本次集成电路设计综合实验的内容为:CMOS 集成运算放大器的版图设计以及采用DIVA工具进行物理验证。版图设计的过程是:先进行电路分析,计算出各端点的电压及各管的电流,从而求出各管的W/L比,进而依据设计规则设计各管图形,进行布局、布线以及物理验证,最后完成整个版图设计。

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篇七 :固液耦合试验材料研究的新进展

36_542_1毛体(河南理工大学)

研究生课程论文封面

(20##—20##学年第二学期)

课程名称: 相似理论与相似试验 

课程类型:    选修课     

授课教师:         魏世明        

学时:     36    学分:    2.0   

 

批阅意见:

 

固液耦合试验相似材料的研究进展

杨浩魏

(河南理工大学能源科学与工程学院,河南 焦作454003)

摘 要:固液耦合是液体流场与应力场的耦合作用,重点在于了解固体介质与液体介质之间的力学耦合规律。国内外不少机构和学者对固液耦合相似材料进行探索,从以往的仅关注相似材料的力学强度,到后来注重相似材料的亲水性、塑性和水理性的相似。本人认为液体在地下岩石中渗透,还存在浮力和水化性,这些因素同样也对岩石的强度存在一定影响。

关键词:固液耦合;相似材料;研究进展

Research progress of solid-liquid coupling experiment’s similar materials

YANG Hao-wei

(School of Energy Science and Engineering, Henan Polytechnic UniversityJiaozuo 454003China)

Abstract:Solid-liquid coupling is liquid flow field and stress field coupling effect, which is focused on understanding the mechanical coupling between solid media and liquid media. From the past only focused on mechanical strength of similar materials, and then pay attention to the similar material of rational similar hydrophilicity, plasticity and water, many institutions and scholars at home and abroad make some studies of solid-liquid coupling similar material.I think these factors that is the fluid buoyancy and hydration in the rock seepage also have a certain influence on the strength of the rock.

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篇八 :耦合摆

耦合摆的研究

自然界中普遍存在着相互作用的振动系统,如电学中电容和电感耦合起来的振荡回路、固体晶格中相邻原子的振动模式以及光子和声子耦合产生的电磁耦合场等。相互作用将使振动系统呈现丰富的运动学行为,对此进行研究是非常必要的。本实验是以一种力学耦合摆作为研究对象。

[实验目的]

1. 观察在不同初始条件下耦合摆的振动特点。

2. 研究耦合度的大小对耦合摆振动特性的影响。

2. 了解“拍”的现象。

[实验原理]

如图所示,本实验仪器由两个完全相同的单摆组成,单摆的振动周期可分别调整,两者之间用一根弹簧相连,实现了相互的耦合即组成耦合摆。

耦合摆

1、 摆杆固定和调整螺母 2、摆杆 3、立柱 4、耦合弹簧 5、耦合位置调节环 6、振动频率微调螺母 7、摆锤 8、振幅指针兼计数计时挡杆 9、水平尺固定架 10、振幅测量直尺 11、底盘 12、气泡式水准仪 13、仪器水平调整旋钮14、激光发射部件和信号处理部件15、可见红色激光束 16、挡光片 17、激光接收探头 18、激光光电门支架 19、次数预置-1按钮 20、预置次数显示 21、次数预置+1按钮 22、计数次数显示窗 23、相应次数的计时显示窗 24、秒表显示窗 25、计数计时复位按钮 26、+5V接线柱 27、GND(公共地)接线柱 28、计数计时信号输入接线柱 29、输入信号低电平指示 30、次数-1相应时间查阅按钮 31、次数+1相应时间查阅按钮 32、秒表时间复位按钮 33、秒表计时开始/停止按钮

1

此系统的振动状态可分以下几种情况:

1. 没有弹簧相互作用时,通过调整振动频率微调螺母可使独立的两个摆具有相同的固有圆g,式中g为重力加速度,L为等效摆长。 L

2. 将两个完全相同的单摆通过一根弹簧耦合组成耦合摆,如果一个摆固定,另一个摆振动

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