内容发布更新时间 : 2024/6/27 0:03:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

《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

gRr22J?J1?J0?[(m?m)T?mT] 010024?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 设定计时次数，方法为按“置数”键后，再按“下调”或“上0：

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5o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

r?33a?3.870 ± 0.002 cm ， R?b? 7.150 ± 0.002 cm 33H0 = 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） 1 2 3 4 5 平均 周 期 71.68 72.06 71.88 71.65 71.62 71.78 1 2 3 4 5 平均 下盘加圆环 74.28 74.16 74.15 74.22 74.13 74.19 T0=1.44?0.01 s 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2R1 （cm） 11.996 12.000 12.000 11.996 12.016 12.002± 0.002 内直径2R2（cm） 11.300 11.296 11.300 11.262 11.302 11.292± 0.002 50T0??71.68?72.06?71.88?71.65?71.62?5?71.78(s)

T0?71.78?50?1.436(s)

?T0???50T?50T?ii?1524?0.012?50?0.01(s)

50T1??74.28?74.16?74.15?74.22?74.13?5?74.19(s)

T1?74.19?50?1.484(s) ?T1?

??50T?ii?155T0?24?0.021?5?00.s0 1()a??6.702?6.702?6.706?6.700?6.706?5?6.703(cm)

?a?

??a?a?ii?1524?0.0022?0.003(cm) ?r?3?a?0.002c(m )3b??12.388?12.360?12.390?12.386?12.390?5?12.383(cm)

?b?

??b?b?ii?1524?0.0022?0.003(cm) ?R?3?b?0.002c(m )32R1??11.996?12.000?12.000?11.996?12.016?5?12.002(cm)

?2R1?

??2R?2R?i1i?1524?0.0022?0.002(cm)

2R2??11.300?11.296?11.300?11.262?11.302?5?11.262(cm)

?2R2???2R?2R?i2i?1524?0.0022?0.002(cm)

gRr[(m?m0)T12?m0T02]24?H979.3?3.38?7.149?[(192.26?499.68)?1.4842?499.68?1.4362] 24?3.14?54.60?6.158?103(g?cm2)J?J1?J0???J???J2?J?????R???R???r[2?2??J?2??J?2??J?2??J?2??m????T0??T1????r????m?????m???T1???m0???T0?2222grgR2222[(m?m)T?mT]]???[[(m?m0)T12?m0T02]]2??r20100R224?H4?H2gRrm0T022gRrT1gRrgRr222??(2T12)2??m2?[2(T12?T02)]2??m02?[(m?m)]???[]??T0T12204?H4?H4?H4?H?0.083?103(gcm2)

J?(6.158?0.083)?103(gcm2)

J理论?

m22(R1?R2)?0.5?192.26(6.0012?5.6482)?6.528?103(g?cm2) 26.158?6.528?100%?5.7%

6.528E?

六、结果讨论与误差分析：

1、游标卡尺的正确使用强调测量杆与钻台将碰到时，正确读数。用完后，测量杆和测量砧之间要松开一段距离。

2、要正确的使用水准仪，尽量使得下盘调节水平。

3、测量时间时，应该在下盘通过平衡位置时开始记数，在实验中对对平衡位置的判断存在一个误差，对记录的周期有影响。

4、H0为平衡时上下盘间的垂直距离，当下盘加上了待测物体后，距离变成了H。在计算的过程中我们仍然有H0的值来近世H，对计算结果有一定的影响，