大學(xué)物理實驗三線擺測量物體的轉(zhuǎn)動慣量

1、.,大學(xué)物理實驗,實驗報告二,.,第一階段實驗項目,一、彈簧振子振動周期的測量 二、用三線擺測量物體的轉(zhuǎn)動慣量,.,實驗簡介,實驗原理,實驗?zāi)康?實驗內(nèi)容,儀器及調(diào)整,實驗數(shù)據(jù),預(yù)習(xí)題,思考題,.,轉(zhuǎn)動慣量 概念：是剛體轉(zhuǎn)動慣性大小的量度 影響參數(shù)：質(zhì)量、轉(zhuǎn)軸、分布等 測量方法：三線擺法,【實驗簡介】,.,圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量為,？,圓柱的轉(zhuǎn)動慣量為,繞自軸旋轉(zhuǎn),.,掌握三線擺測定物體轉(zhuǎn)動慣量的方法 學(xué)會用累積放大法測量周期運動的周期 驗證平行軸定理,【實驗?zāi)康摹?.,【實驗原理】,.,上下盤間距,放入待測物后的周期,下盤質(zhì)量,驗證公式，假設(shè)：,設(shè)計實驗？,待測物質(zhì)量,懸點離各自中心距離,空盤周期,

2、空盤轉(zhuǎn)動慣量,1、待測物體繞中心軸的轉(zhuǎn)動慣量,.,2.用三線擺法驗證平行軸定理,實驗時將質(zhì)量均為，形狀和質(zhì)量 分布完全相同的兩個圓柱體對稱地放置在下圓盤上，得到兩個柱體對中心轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量:,圓柱體理論公式：,比較Ix與2Ix的大小，驗證平行軸定理。,.,【實驗設(shè)備】,三線擺實驗儀、圓環(huán)、圓柱體兩個、水準(zhǔn)儀、米尺、游標(biāo)卡尺,.,.,1）測量圓環(huán)對通過其質(zhì)心且垂直于環(huán)面軸的的轉(zhuǎn)動慣量 2）測量圓柱轉(zhuǎn)動慣量，驗證平行軸定理,【實驗內(nèi)容】,.,1.數(shù)據(jù)記錄 自擬數(shù)據(jù)記錄表格，用秒表測量下盤擺動累積30至50次的時間的數(shù)據(jù)記錄。 （1）圓環(huán)與下盤共同轉(zhuǎn)動的周期的測量數(shù)據(jù)記錄。 （2）二小圓柱體（對稱放

3、置）與下盤共同轉(zhuǎn)動的周期測量數(shù)據(jù)記錄 （3）其它物理量： 上下圓盤三懸點之間的距離a和b，兩圓盤之間的距離H0和放置兩小圓柱體的小孔間距2x，待測圓環(huán)的內(nèi)、外徑2R1、2R2 和小圓柱體的直徑2Rx,【實驗數(shù)據(jù)】,.,（1）求出待測圓環(huán)繞中心軸的轉(zhuǎn)動慣量，并與理論值計算值比較，求相對誤差并進行討論。 （2）求出圓柱體繞自身軸的轉(zhuǎn)動慣量，并與理論計算值比較，驗證平行軸定理。,2、數(shù)據(jù)處理,.,實驗有關(guān)數(shù)據(jù),g(重力加速度)= 9.793 m/s2 m0（圓盤） = 1182 g m1（圓環(huán)） = 380 g m21（圓柱）= 137 g m22（圓柱）= 137 g x(兩圓柱離中心距離)= 4.50 cm,.,數(shù)據(jù)表格,表1 待測剛體的有關(guān)尺寸的數(shù)據(jù)表,.,表2 待測剛體的擺動周期的數(shù)據(jù)表（35次）,.,【 預(yù)習(xí)思考題】 1用三線擺測剛體轉(zhuǎn)動慣量時，為什么必須保持下盤水平？ 2在測量過程中，如下盤出現(xiàn)晃動，對周期有測量有影響嗎？如有影響，應(yīng)如何避免之？ 3三線擺放上待測物后，其擺動周期是否一定比空盤的轉(zhuǎn)動周期大？為什么？ 4測量圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量時，若圓環(huán)的轉(zhuǎn)軸與下盤轉(zhuǎn)軸不重合，對實驗結(jié)果有何影響？,.,預(yù)習(xí)報告內(nèi)容,（1）實驗名稱 （2）實驗?zāi)康?（3）實驗原理 主要原理公式及簡要說明（主要是公式的適用條件，以