《用三线摆法测定物体的转动惯量》简明实验报告

用三线摆法测定物体的转动惯量 的示范报告 一 教学目的教学目的 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 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 实验原理三 实验原理 4 2 00 2 10 2 01 TmTmm H gRr JJJ 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 五 实验数据记录与处理 1 实验数据记录 3 870 0 002 cm 7 150 0 002 cm a 3 3 r b 3 3 R 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 下盘下盘加圆环 171 68174 28 272 06274 16 371 88374 15 471 65474 22 571 62574 13 摆动 50 次 所需 时间 50T s 平均 71 78 平均 74 19 周 期 T0 1 440 01 s T 1 1 48 0 01 s 有关长度多次测量数据记录参考表 待测圆环项目 次数 上盘悬孔 间距 a cm 下盘悬孔间 距 b cm 外直径 2R1 cm 内直径 2R2 cm 16 70212 38811 99611 300 26 70212 36012 00011 296 36 70612 39012 00011 300 46 70012 38611 99611 262 56 70612 39012 01611 302 平均 6 703 0 002 12 383 0 002 12 002 0 002 11 292 0 002 0 5071 6872 0671 8871 6571 62571 78 Ts 0 71 78501 436 Ts 5 2 2 1 0 5050 0 01500 01 4 i i TT Ts 1 5074 2874 1674 1574 2274 13574 19 Ts 1 74 19501 484 Ts 5 2 2 1 1 5050 0 01500 01 4 i i TT Ts 6 7026 7026 7066 7006 70656 703 acm 5 2 2 1 0 0020 003 4 i i aa acm 3 0 002 3 racm 12 388 12 360 12 390 12 386 12 390512 383 bcm 5 2 2 1 0 0020 003 4 i i bb bcm 3 0 002 3 Rbcm 1 211 996 12 000 12 000 11 996 12 016512 002 Rcm 5 2 1 2 1 1 22 20 0020 002 4 i i RR Rcm 2 211 300 11 296 11 300 11 262 11 302511 262 Rcm 5 2 2 2 1 2 22 20 0020 002 4 i i RR Rcm 22 100100 2 22 2 32 4 979 3 3 38 7 149 192 26 499 68 1 484499 68 1 436 4 3 1454 60 6 158 10 gRr JJJmm Tm T H g cm 10 0 222 22 222222 010 22222222 01000100 22 222222 110 22 44 44 RrmmTT Rr mm JJJJJJ J RrmmTT grgR mm Tm Tmm Tm T HH gRrgRr TTT HH 10 22222 001 0 22 32 22 44 0 083 10 TT gRrm TgRrT mm HH g cm A 32 6 1580 083 10 Jg cm A 222232 12 0 5 192 26 6 0015 648 6 528 10 2 m JRRg cm 理论 6 1586 528 100 5 7 6 528 E 六 结果讨论与误差分析 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