《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：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])[(4200210201TmTmmHgRrJJJ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OOʹ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T1：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T1。(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a33r3.870±0.002cm，b33R7.150±0.002cmH0=54.60±0.05cm，下盘质量m0=499.68±0.10g待测圆环质量m=192.260±0.020g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=1.440.01sT1=1.48±0.01s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）16.70212.38811.99611.30026.70212.36012.00011.29636.70612.39012.00011.30046.70012.38611.99611.26256.70612.39012.01611.302平均6.703±0.00212.383±0.00212.002±0.00211.292±0.00205071.6872.0671.8871.6571.62571.78()Ts071.78501.436()Ts5221050500.01500.01()4iiTTTs15074.2874.1674.1574.2274.13574.19()Ts174.19501.484()Ts5221150500.01500.01()4iiTTTs6.7026.7026.7066.7006.70656.703()acm52210.0020.003()4iiaaacm30.002()3racm12.38812.36012.39012.38612.390512.383()bcm52210.0020.003()4iibbbcm30.002()3Rbcm1211.99612.00012.00011.99612.016512.002()Rcm5212112220.0020.002()4iiRRRcm2211.30011.29611.30011.26211.302511.262()Rcm5222122220.0020.002()4iiRRRcm22100100222232[()]4979.33.387.149[(192.26499.68)1.484499.681.436]43.1454.606.15810()gRrJJJmmTmTHgcm1002222222222201022222222010001002222222211022[[()]][[()]]44()[()]44RrmmTTRrmmJJJJJJJRrmmTTgrgRmmTmTmmTmTHHgRrgRrTTTHH10222220010223222[()][]440.08310()TTgRrmTgRrTmmHHgcm32(6.1580.083)10()Jgcm22223212()0.5192.26(6.0015.648)6.52810()2mJRRgcm理论6.1586.528100%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，