受迫振动与共振实验报告数据处理

受迫振动研究报告

1. 实验原理

1.1受迫振动

本实验中采用的是伯尔共振仪，其外形如图1所示：

图1

铜质圆形摆轮系统作受迫振动时它受到三种力的作用：蜗卷弹簧B提供的弹性力矩,轴承、空气和电磁阻尼力矩,电动机偏心系统经卷簧的外夹持端提供的驱动力矩。

根据转动定理，有

为驱动力矩的幅值，为驱动力矩的角频率，令

式中，J为摆轮的转动惯量，

则式（1）可写为

式中为阻尼系数，（2）的通解为：

为摆轮系统的固有频率。在小阻尼

条件下，方程

此解为两项之和，由于前一项会随着时间的推移而消失，这反映的是一种暂态行为，与驱动力无关。第二项表示与驱动力同频率且振幅为的振动。可见，虽然刚开始振

动比较复杂，但是在不长的时间之后，受迫振动会到达一种稳定的状态，称为一种简谐振动。公式为：

振幅和初相位（为受迫振动的角位移与驱动力矩之间的相位差）既与振动系统的性质与阻尼情况有关，也与驱动力的频率和力矩的幅度有关，而与振动的初始条件无关（初始条件只是影响达到稳定状态所用的时间）。与由下述两项决定：

1.2共振

由极值条件

可以得出，当驱动力的角频率为

时，受迫振动

生 化 实 习 报 告

班级：生物技术指导教师：敖新宇、贾璐 学号： 姓名： 日期：

08

2009-12-19

生物化学综合实验

摘要：本次实验包括苯丙氨酸解氨酶的纯化及其活性测定和大玉米粉中营养成分的测定两个实验。

关键词：苯丙氨酸解氨酶、Sephadex G—25层析、DEAE纤维素层析、活力、比活力、大玉米粉、凯式定氮法、索式提取法、3，5—二硝基水杨酸比色法。

实验一 苯丙氨酸解氨酶的纯化及其活性测定

一 实验目的

1.学习掌握分离纯化生物大分子的方法； 2.学习掌握酶活性的测定方法；

3.了解在分离纯化过程中酶活性的变化； 4.了解高速冷冻离心机的操作步骤 二 实验原理

苯丙氨酸解氨酶（L—phenylalanine: ammonia lyase,简称PAL；EC4.3.1.5）是 植物体内苯丙烷类代谢的关键酶，与一些重要的次生物质如木质素、异黄酮类植保素、黄酮类色素等合成密切相关，在植物生长发育和抵制病菌侵害过程中起重要作用。PAL催化L—苯丙氨酸裂解为反式肉桂酸在

生 化 实 习 报 告

班级：生物技术指导教师：敖新宇、贾璐 学号： 姓名： 日期：

08

2009-12-19

生物化学综合实验

摘要：本次实验包括苯丙氨酸解氨酶的纯化及其活性测定和大玉米粉中营养成分的测定两个实验。

关键词：苯丙氨酸解氨酶、Sephadex G—25层析、DEAE纤维素层析、活力、比活力、大玉米粉、凯式定氮法、索式提取法、3，5—二硝基水杨酸比色法。

实验一 苯丙氨酸解氨酶的纯化及其活性测定

一 实验目的

1.学习掌握分离纯化生物大分子的方法； 2.学习掌握酶活性的测定方法；

3.了解在分离纯化过程中酶活性的变化； 4.了解高速冷冻离心机的操作步骤 二 实验原理

苯丙氨酸解氨酶（L—phenylalanine: ammonia lyase,简称PAL；EC4.3.1.5）是 植物体内苯丙烷类代谢的关键酶，与一些重要的次生物质如木质素、异黄酮类植保素、黄酮类色素等合成密切相关，在植物生长发育和抵制病菌侵害过程中起重要作用。PAL催化L—苯丙氨酸裂解为反式肉桂酸在

数据处理上机实验报告

——化工11004班 陈赫 学号：201003174

第一题：

为了控制试验过程中溶液的pH值，在试验的进程中随机取样，测得如下pH值：8.29，8.32，8.30，8.27，8.32，8.34，8.26，8.33，试用EXCEL求出该组试验数据的算术平均值、几何平均值、调和平均值、样本标准差、样本平均数的标准误、总和。

(1) 输入所有的数据

(2) 直接在J2单元格中输入“=AVERAGE(B2：I2)/8” 也可以在”插入函数”选中函数

AVERAGE,再计算可得结果。

分别在K2，L2，M2，N2，O2输入“=GEOMEAN(B2:I2)”，“=HARMEAN(B2:I2)”，“”=STDEV(B2:L2)，“=M2/SQRT(8)”，“=SUM(B2:I2)”，回车即得结果。

第二题：

脂肪酸是一种重要的工业原料，下表列出了某国脂肪酸的应用领域，试根据这些数据用EXCEL画出饼形图，并用选择性粘贴功能将饼形图拷贝到WORD文档中。 橡胶工业 28% 合成表面活性剂 11% 润滑油 5% 洗涤剂 25% 肥皂 14% 其它 17%

（1）输入表格里所有数据

第三循环 利用波尔共振仪研究受迫振动

一、引言

在机械制造和建筑工程等领域中，受迫振动所导致的共振现象引起工程技术人员极大关注。很多电声器件都是运用共振原理设计制作的。本实验中，采用波尔共振仪定量测定机械受迫振动的幅频特性和相频特性，并利用频闪法来测定动态的物理量——相位差。数据处理与误差分析方面的内容也比较丰富。

二、实验原理

1.物体在周期性的外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动，这种周期性的外力称为策动力。如果外力是按简谐振动规律变化，那么稳定状态时受迫振动也是简谐振动，此时，振幅保持恒定，振幅的大小与策动力的频率原振动系统无阻尼时的固有振动频率以及阻尼系数有关。在受迫振动状态下，系统除了受到策动力的作用力作用外，同时还受到回复力和阻尼力的作用。所以在稳定状态时。物体的位移、速度变化与策动力变化不是同相位的，而是存在一个相位差。当侧动力频率与系统的固有频率相同产生共振，测试振幅最大，相位差为90°。

2.当摆轮受到周期性策动力矩M=M0cost作用，并在有空气阻尼和电磁阻尼的媒质中运动时（阻尼力矩为?bdθ/dt）。受迫振动方程为：

其中

, J为摆轮转动惯量，-k为弹性力矩。方程通解为：

可见受迫振动分为两部分：通解第一项一定时间后衰

第三循环 利用波尔共振仪研究受迫振动

一、引言

在机械制造和建筑工程等领域中，受迫振动所导致的共振现象引起工程技术人员极大关注。很多电声器件都是运用共振原理设计制作的。本实验中，采用波尔共振仪定量测定机械受迫振动的幅频特性和相频特性，并利用频闪法来测定动态的物理量——相位差。数据处理与误差分析方面的内容也比较丰富。

二、实验原理

1.物体在周期性的外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动，这种周期性的外力称为策动力。如果外力是按简谐振动规律变化，那么稳定状态时受迫振动也是简谐振动，此时，振幅保持恒定，振幅的大小与策动力的频率原振动系统无阻尼时的固有振动频率以及阻尼系数有关。在受迫振动状态下，系统除了受到策动力的作用力作用外，同时还受到回复力和阻尼力的作用。所以在稳定状态时。物体的位移、速度变化与策动力变化不是同相位的，而是存在一个相位差。当侧动力频率与系统的固有频率相同产生共振，测试振幅最大，相位差为90°。

2.当摆轮受到周期性策动力矩M=M0cost作用，并在有空气阻尼和电磁阻尼的媒质中运动时（阻尼力矩为?bdθ/dt）。受迫振动方程为：

其中

, J为摆轮转动惯量，-k为弹性力矩。方程通解为：

可见受迫振动分为两部分：通解第一项一定时间后衰

第三循环 利用波尔共振仪研究受迫振动

一、引言

在机械制造和建筑工程等领域中，受迫振动所导致的共振现象引起工程技术人员极大关注。很多电声器件都是运用共振原理设计制作的。本实验中，采用波尔共振仪定量测定机械受迫振动的幅频特性和相频特性，并利用频闪法来测定动态的物理量——相位差。数据处理与误差分析方面的内容也比较丰富。

二、实验原理

1.物体在周期性的外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动，这种周期性的外力称为策动力。如果外力是按简谐振动规律变化，那么稳定状态时受迫振动也是简谐振动，此时，振幅保持恒定，振幅的大小与策动力的频率原振动系统无阻尼时的固有振动频率以及阻尼系数有关。在受迫振动状态下，系统除了受到策动力的作用力作用外，同时还受到回复力和阻尼力的作用。所以在稳定状态时。物体的位移、速度变化与策动力变化不是同相位的，而是存在一个相位差。当侧动力频率与系统的固有频率相同产生共振，测试振幅最大，相位差为90°。

2.当摆轮受到周期性策动力矩M=M0cost作用，并在有空气阻尼和电磁阻尼的媒质中运动时（阻尼力矩为?bdθ/dt）。受迫振动方程为：

其中

, J为摆轮转动惯量，-k为弹性力矩。方程通解为：

可见受迫振动分为两部分：通解第一项一定时间后衰

【实验目的】

1、掌握工作表中常用函数的使用，条件函数引用的方法。条件格式的使用。

2、掌握数据的新增记录、删除及查询、数据的升序和降序的排序方法。

3、掌握数据的自动筛选及高级筛选及其应用。

4、会进行工作表的插入、删除和重命名操作。

5、会使用“移动和复制工作表”命令，及使用“选择性粘贴”进行工作表的设置和移动。

6、掌握数据分类汇总及其应用。

【实验内容和步骤】

一、打开Excel素材文件“学生成绩素材.xlsx”，样文见实训教程206页图4-43所示。 按要求完成下列操作，并写出操作步骤。

1、利用函数公式计算“总分”、“平均分”字段值。

操作步骤1：

2、使用IF函数根据“平均分”列中的数据 在“成绩评定”列中 显示“优秀”、“良”、“中”或“不及格”，并利用“条件格式”设置“中”为 蓝色 加粗；“不及格”为 红色 加粗。对成绩评定不及格的单元格设置黄色底纹。

操作步骤2：

3、使用RANK函数，根据“平均分”列的值计算出“排名”的值。

操作步骤3：

4、利用“条件格式”设置性别列中的“男”为 粉红 加粗；“女”为：鲜绿、倾斜。

操作步骤4：

5、利用MAX、MIN计算出 ：“语文”、“数学”和的“英语”最高分；最低分。

操作步骤5：

6、利用COUNTIF统计男、女生

利用波耳共振仪研究受迫振动

在机械制造和建筑工程等领域中，受迫振动所导致的共振现象引起工程技术人员极大关注。它既有破坏作用，也有实用价值。很多电声器件都是运用共振原理设计制作的。另外，在微观科学研究中，“共振”也是一种重要的研究手段。例如：利用核磁共振和顺磁共振研究物质结构等。

表征受迫振动性质是受迫振动的振幅—频率特性和相位—频率特性（简称幅频和相频特性）。

实验的目的

研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性。 研究不同阻尼矩对受迫振动的影响，观察共振现象。 学习用频闪法测定运动物体的某些量。 实验原理简述

什么是受迫振动？什么是策动力？

受迫振动的相频特性曲线是怎样的？幅频特性曲线是怎样的？ 表征受迫振动的参数有哪几个？

受迫振动的振幅和相位差与哪些因素有关？ 如何利用频闪原理来测定相位差的？ 实验室可提供的主要器材 波耳共振仪

实验内容

测定阻尼系数

测定摆轮的摆幅与周期的关系。

测定空气阻尼及5个电磁阻尼档所对应的阻尼系数。

测定受迫振动的幅频特性与相频特性曲线

至少测出3个不同阻尼下的幅频特性与相频特性曲线，并作比较。 实验中要解决的问题

本实验中有几种测定β值的方法？哪种方法比较好？为什么？

实验中采用什么方法来

第七章：

机械振动和机械波

重点难点诠释………………04典型例题剖析………………08 适时仿真训练………………13

重点难点诠释跟踪练习1 已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单

摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6 m.则两单摆摆长la与lb分

别为(

)

=2.5 m,lb=0.9 m =0.9 m,lb=2.5 m

=2.4 m,lb=4.0 m=4.0 m,lb=2.4 m

[答案] B

重点难点诠释跟踪练习2 (2007· 上海)在接近收费口的道路上安装了若 干条突起于路面且与行驶方向垂直的减速带，减速带间距为

10 m,当车辆经过减速带时会产生振动.若某汽车的固有频率为1.25 Hz,则当该车以 m/s的速度行驶在此减速区时颠簸 . 得最厉害，我们把这种现象称为

[解析] 汽车每经过一个减速带时，减速带都给汽车一 个向上的力，这个力使汽车上下颠簸，当这个力的频率等于 汽车的固有频率1.25 Hz时，汽车发生共振，振动最厉害.所以 v x ,v=xf=10×12.5=12.5 m/s . 有 f

[答案] 12.5,共振

重点难点诠释跟踪练习3 如图所示，在一根张紧的水 平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让 a摆略偏离平衡位