陈烨鑫

(江苏省启东中学 江苏 南通 226200)

1 教材中的实验分析

“外力作用下的振动”是人教版《物理·选修3-4》中第十一章第5节内容．教材中研究受迫振动的频率和观察共振现象的装置分别如图1和2所示．在做演示实验的过程中我们发现存在一些问题．

图1 研究受迫振动的频率

(1)图1的装置中振子除上下振动外，还会发生前后左右摆动．

(2)图2的装置实验现象不稳定，实验效果不好，而且只能演示B球的共振，难以和书中的共振曲线(图3)结合起来理解．

图2 观察振幅的差别

图3 共振曲线

其实图2的实验装置只能说是一个耦合摆，让能量在小球之间来回传递，因而并不能很好地演示共振现象．

2 实验改革

针对以上实验出现的问题，对受迫振动和共振现象实验装置进行了改进.改进过程如下.

笔者找了一个玩具小汽车上拆解下来的小电动机，在它的转轴上焊接了一个小铁块做成了一个电动偏心轮，再将他们用透明胶带绑在钢锯条上．将泡沫海绵剪成薄片状，用502胶水将它粘在钢锯条的一端作为遮光条，如图4所示．

图4 自制共振演示装置

接下来将学生电源、电动机、滑动变阻器和开关连接起来，如图5所示，电源电压选择直流6 V．如图6所示，将数字计时器与1个光电门连接作为测量电路，光电门用铁架台的夹子固定位置．调节夹子的高度，使遮光条处在光电门的挡光位置．全套实验装置如图7所示．

图5 共振演示装置电路实物图

图6 用夹子固定光电门与数字计时器……