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JJigRr4 2H(mm)0)Ti2m0T。2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

2、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 T0：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T1：将待测圆环置于下盘上

3、，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2尺、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r3.870± 0.002 cm ， R7.150 ± 0.002cm3 3H0 = 54.60± 0.05 cm， 下盘质量 m0 =499.68 ± 0.10 g待测圆环质量 m =1

4、92.260 ± 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T0=1.440.01 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）16.70212.38811.99611.30026.70212.36012.00011.29636.7

5、0612.39012.00011.30046.70012.38611.99611.26256.70612.39012.01611.302平均6.703 ±12.383 ±12.002 ±11.292 ±0.0020.0020.0020.00250T071.68 72.06 71.88 71.65 71.62 ,5 71.78(s)T071.78 501.436(s)250T 50T “40.012 50 0.01(s)5阮74.28 74.16 74.15 74.22 74.13 5 74.19(s)50T 50Ti 140.012 50 0.01(s)

6、a 6.702 6.702 6.706 6.700 6.706 5 6.703(cm)a20.0020.003(cm)0.002(cm)12.383(cm)12.388 12.360 12.390 12.386 12.390.5J5- 230.002(cm)b bi 1 40.0022 0.003(cm)2R 11.996 12.000 12.000 11.996 12.016 /5 12.002(cm)2R 2R 22R ” 0.0022 0.002(cm)2R211.300 11.296 11.300 11.262 11.302 5 11.262(cm)5 22R 2R22R20.002(

7、cm)10.00224J1J02E(m m0)T1m°To2 979.3 3.38 7.149222(192.26 499.68) 1.4842 499.68 1.43624 3.1454.606.158 103(g cm2)2J 2RR2J2mmm°2J 2T122T0T0gr4 2H(gRr(4(m m°)2 mcT。22R2 gRH42 22 gRr 22 22HT1 ) m4C2h(T1T0)0.083103(gccm2)2 2 22(m m°)T1m°To Hm02 严：1 (m m。)24 H22gRrm°T0 2T1 4 2h 2T)32J (6.158 0.083) 10 (ggpm )J理论 罗但2 R；) 0.5 192.26(6.001" 5.6482) 6.528 103(g cm2)6.158 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，应该在下盘通过平衡