《用三线摆法测定物体的转动惯量》简明实验报告_中华文本库
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《用三线摆法测定物体的转动惯量》的示范报告
一、教学目的： 1、学会用三线摆测定物体圆环的转动惯量； 2、学会用累积放大法测量周期运动的周期； 4、学习运用表格法处理原始数据，进一步学习和巩固完整地表示测量结果； 5、学会定量的分析误差和讨论实验结果。
二、实验仪器： 1．FB210 型三线摆转动惯量测定仪 2．米尺、游标卡尺、水平仪、小纸片、胶带 3．物理天平、砝码块、各种形状的待铁块 三、实验原理
gRr [(m ? m0 )T12 ? m0T02 ] 2 4? H 通过长度、质量和时间的测量，便可求出刚体绕某轴的转动惯量。 四、实验内容 1．用三线摆测定圆环对通过其质心且垂直于环面轴的转动惯量。 2．用三线摆验证平行轴定理。实验步骤要点如下： (1) 调整下盘水平：将水准仪置于下盘任意两悬线之间，调整小圆盘上的三个旋钮，改变三悬线的长 度，直至下盘水平。 (2) 测量空盘绕中心轴 OO?转动的运动周期 T 0： 设定计时次数， 方法为按“置数”键后， 再按“下调”或“上 调”键至所需的次数，再按“置数”键确定。轻轻转动上盘，带动下盘转动，这样可以避免三线摆在作扭摆运 动时发生晃动。 注意扭摆的转角控制在 5? 左右， 摆动数次后， 按测试仪上的“执行”键， 光电门开始计数 （灯 闪）到给定的次数后，灯停止闪烁，此时测试仪显示的计数为总的时间,从而摆动周期为总时间除以摆动 次数。进行下一次测量时，测试仪先按“返回”键。 (3) 测出待测圆环与下盘共同转动的周期 T 1：将待测圆环置于下盘上，注意使两者中心重合，按同样 的方法测出它们一起运动的周期 T 1。 (4) 测出上下圆盘三悬点之间的距离 a 和 b，然后算出悬点到中心的距离 r 和 R（等边三角形外接圆半 径） (5) 其它物理量的测量： 用米尺测出两圆盘之间的垂直距离 H0 和放置两小圆柱体小孔间距 2x； 用游标 卡尺测出待测圆环的内、外直径 2R1、2R2。 (6) 用物理天平测量圆环的质量。 五、实验数据记录与处理： 1．实验数据记录 J ? J1 ? J 0 ?
r? 3 a ? 3.870 3
± 0.002 cm ， R ? 3 b ? 7.150 ± 0.002
H0 = 54.60 ± 0.05 cm， 下盘质量 m0 =499.68 ± 0.10 g 待测圆环质量 m =192.260 ± 0.020 g 累积法测周期数据记录参考表格 下盘 摆动 50 次 所需 时间 50T （s） 周 期 1 2 3 4 5 平均 T0=1.44 ? 0.01 71.68 72.06 71.88 71.65 71.62 71.78 s 1 2 3 4 5 平均 下盘加圆环 74.28 74.16 74.15 74.22 74.13 74.19
T 1= 1.48±0.01 s
有关长度多次测量数据记录参考表 项目 次数 1 2 3 4 5 平均 上盘悬孔 间距 a （cm） 6.702 6.702 6.706 6.700 6.706 6.703± 0.002 下盘悬孔间 距 b（cm） 12.388 12.360 12.390 12.386 12.390 12.383± 0.002 待测圆环 外直径 2
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T=2π√(J/K) (1)T^2=4π^2J/K J=KT^2/(4π^2)dJ/J = 2dT/T + dK/K (2)如果：周期：T,悬丝刚度K,转动惯量J 与K、T的相对误差由(2)式确定：如果：周期相对误差为：1%,刚度误差为：1%,那么转动惯量的测试误差将为：3%.三线摆测物体转动惯量时摆动过程中要受到空气的阻尼,真服会越来越小,周期是否会随之改变_百度作业帮
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三线摆测物体转动惯量时摆动过程中要受到空气的阻尼,真服会越来越小,周期是否会随之改变
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三线摆法测定转动惯量的计算原理分析
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