來源：湖北自考網
時間：2012-08-06
高考
2013年
物理復習資料：共振實驗的解析
1、為什么母球A用重球，并且懸掛在繩MN的中間位置？
所謂的母球用重球，指的是母球的質量大于其它的球。不是說母球越重越好（這將在下一個問題涉及），母球重一點。是為了增大它的振動能量。這樣在其它擺起振后，母擺A才能“輸出”較多的能量，使共振現象顯著。把母擺A系于繩MN的中間位置，是為了增大繩MN在豎直方向的橫振動，有利于向共振擺施加策動力，傳輸母擺的振動能量。
2、為何繩MN過緊、過松共振現象都不明顯？
做此實驗時，繩MN過緊、過松共振現象都不顯著，其原因是：母擺A振動后，首先是使繩MN振動。 通過繩MN的橫振動才能對其它擺施加策動力，使其它擺做受迫振動。在繩MN過緊時，它近于一根“剛性桿”，母擺振動使其產生的上、下橫振動很小，不利于傳遞母擺提供的策動力，所以共振現象不明顯；
在繩MN過松時，常常出現繩MN的振動和母擺的振動不同步，母擺A的振動能量在繩內消耗很多，因而導致共振現象也不顯著。所以做此實驗，繩MN的張緊程度要適當（一般要注意避免過緊）。
3、為什么實驗中有“間歇”現象？
在具體做共振實驗時，我們常會發(fā)現，在母擺A振動后，共振擺球的振動先是逐漸加強，母擺A的振動逐漸減弱，當共振擺球的振動最強時，母擺的振動趨于靜止。稍后母擺A的振動又逐漸加強，共振擺的振動又逐漸減弱，直到停止……，如此周而復始，我們稱這種現象為“間歇”現象。出現這種現象的原因，就是母擺和共振擺之間沒有嚴格地滿足共振關系，即共振擺和母擺的有效擺長不完全相等、振動頻率不同，而導致母擺和共振擺之間出現了周期性變化的相位差。在相位差0-π這段時間內，策動力對共振擺做正功，對母擺A做負功，從而使母擺的振動能量逐漸轉移給共振擺，共振擺的振動加強，母擺的振動減弱；
在相位差π-2π時間內的情況，正好與上述情況相反。這就是出現“間歇”現象的物理實質，理論計算表明，削弱或避免“間歇”現象的辦法，一個是使母擺和共振擺的擺長盡量接近相等；
另一個辦法就是增加母擺和共振擺的擺長。前一個辦法受測量精度的限制，較難做到母擺和共振擺的擺長完全相等。第二個辦法雖不能消除“間歇”現象，但可以增大間歇時間，從而使共振實驗的可觀察時間延長，以達到教學中的演示目的（一般可把擺長增至1米左右，“間歇”時間在4分鐘左右）。另外，母擺與共振擺的擺球質量差越大，“間歇”現象也越弱。這主要是因母擺提供的策動力較大，母擺儲藏的能量也較多。
4、共振擺的振幅不能超過母擺嗎？
有些人認為共振擺的振幅不會超過母擺的原始振幅。我們說這種看法不夠全面。如果母擺的擺球質量小于或等于其它擺的擺球質量，上述看法是正確的。如果母擺擺球質量大于其它擺球質量，那么共振擺球的振幅是有可能超過母擺的。
結束
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