《用三线摆法测定物体的转动惯量》的示范报告.

1、用三线摆法测定物体的转动惯量的示范报告竺江峰 2007年3月18日一、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3 物理天平三、实验原理J 二 JigRr42H2(m mo)Ti-mTo2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

2、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 OC?转动的运动周期 To：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 50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

3、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。 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H。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 2&、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 =_3a =3.870 0.002 cm ， R =_2b = 7.150 0.002 cm一 3 一_ 3-H0 = 54.60 0.05 cm， 下盘质量 m0 =499.68 0.10 g待测圆环质量

4、m =192.260 0.020 g累积法测周期数据记录参考表格摆动 50次 所需 时间50T(s)下盘下盘加圆环171.68174.28272.06274.16371.88374.15471.65474.22571.62574.13平均71.78平均74.19周期W1.44 0.01 sT 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、上盘悬孔 间距a（cm）下盘悬孔间 距 b （ cm）待测圆环外直径2R1（cm）内直径2R2（cm）16.70212.38811.99611.30026.70212.36012.00011.29636.70612.39012.000

5、11.30046.70012.38611.99611.26256.70612.39012.01611.302平均6.703 12.383 12.002 11.292 0.0020.0020.0020.00250T。= 71.68 72.06 71.88 71.65 71.62 5 二 71.78(s)T0 =71.7850 =1.436(s)一5二 2S (50T -50T )二 i 生 0.012 - 50 二 0.01(s)5阮 二 74.28 74.16 74.15 74.22 74.13 5 = 74.19(s)250Ti - 5T)y 0. 02r 50 0.s01 ()a 二 6.

6、702 6.702 6.706 6.700 6.706.5 二 6.703(cm)0.0022 =0.003(cm)a 0. 0 0 2c(m )b= 12.388 12.360 12.390 12.386 12.390 5 =12.383(cm)5 2送(b -b)i d40.0022 =0.003(cm)b 0. 0 0 2c(m )2R =( 11.996+12.000 +12.000 +11.996 +12.016 卩5 = 12.002(cm)fz (2R 2R1 ) 阿彳一40.0022 =0.002(cm)2 = 11.300 11.296 11.300 11.262 11.30

7、2 5 二 11.262(cm)Z (2R 2R2 )：2R = i 4 0.0022 =0.002(cm)22K(m m)T1 mT979.3 3.38 7.1494 3.142 54.60(192.26 499.68) 1.4842 -499.68 1.4362-6.158 103(g cm2)J.m-1 -gr22 22 gR22222 (m mc)T1 -mX 耳二(m mOT -mT 4二2 H4 二 H斗 gRr 十 2、2-山 2丄gRr 2_.2 A 2丄2gRrT 1 , 丄 x. A 2 丄2gRrmcTn 2 A 2-T1 )汇Am +H(T1 To)汉Amc +(m + mo)2沁4二 2H4 二2HT0= 0.083 103(gbm2)J =(6.158_0.083) 103(gcm2)J理论=m(R2 R；)=0.5 192.26(6.0012 5.6482) =6.528 103(g cm2) 26.158 -6.5286.528100% =5.7%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