三线摆实验报告1

课题用三线摆测物理的转动惯量

教学目的 1、了解三线摆原理，并会用它测定圆盘、圆环绕对称轴的转动惯量；

2、学会秒表、游标卡尺等测量工具的正确使用方法，掌握测周期的方法；

3、加深对转动惯量概念的理解。

重难点 1、理解三线摆测转动惯量的原理；

2、掌握正确测三线摆振动周期的方法。

教学方法讲授、讨论、实验演示相结合学时 3个学时

一、前言

转动惯量是刚体转动惯性的量度，它的大小与物体的质量及其分布和转轴的位置有关对质量分布均匀、形状规则的物体，通过简单的外形尺寸和质量的测量，就可以测出其绕定轴的转动惯量。但对质量分布不均匀、外形不规则的物体，通常要用实验的方法来测定其转动惯量。

三线扭摆法是测量转动惯量的优点是：仪器简单，操作方便、精度较高。二、实验仪器

三线摆仪，游标卡尺，钢直尺，秒表，水准仪三、实验原理

1、原理简述：将三线摆绕其中心的竖直轴扭转一个小小的角度，在悬线张力的作用下，圆盘在一确定的平衡位置左右往复扭动，圆盘的振动周期与其转动惯量有关。悬挂物体的转动惯量不同，测出的转动周期就不同。测出与圆盘的振动周期及其它有关量，就能通过转动惯量的计算公式算出物体的转动惯量。

2、转动惯量实验公式推导

如图，将盘转动一个小角，其位置升高为h ，增加的势能为mgh ；当盘反向转回平衡位置时，势能0E =，此时，角速度ω最大，圆盘具有转动动能：

200/2E J ω=

则根据机械能守恒有：

200/2mgh J ω= （1）

上式中的0m 为圆盘的质量，0ω为盘过平衡位置时的瞬时角速度，0J 为盘绕中心轴的

转动惯量。

当圆盘扭转的角位移θ很小时，视圆盘运动为简谐振动，角位移与时间t 的关系为： 00sin(2/)t T θθπ?=+ (2)

经过平衡位置时最大角速度为

将0ω代入（１）式整理后得

式中的h 是下盘角位移最大时重心上升的高度。

由图可见，下盘在最大角位移0θ时，上盘B 点的投影点由C 点变为D 点，即

h CD BC

==-22BC AB =-2'2BD A B

='222(

A B R r =-+考虑到'AB A

=所以

因为0θ很小，用近似公式00sin θθ≈，有

将h 代入式，即得到圆盘绕'OO 轴转动的实验公式

设待测圆环对'OO 轴的转动惯量为J 。圆盘上放置质量为m 的圆环后，测出系统的转动周期T ，则盘、环总的转动惯量为

上式减去式，便得到待测圆环的转动惯量的实验公式

四、实验内容及步骤

1、调节三线摆立柱脚底螺钉，观察重锤，从立柱两侧观察锤线应与立柱平行，此时立柱已铅直。

2、置水准器于下圆盘中心，调节三悬线长度，使圆盘水平。

3、轻轻启动上盘，使动盘在悬线扭力的作用下作扭转运动，并使某一根悬线已小镜的中心线为平衡位置扭动。

4、待动盘扭动稳定，夹角约5度（相当于盘上一点的直线运动距离约8mm ），在悬线经过平衡位置的瞬间按下秒表。然后悬线以相同方向每经过平衡位置一次，数一个周期，数到50个周期时按停秒表，记下摆动50个周期的时间，重复5次。

5、用钢尺从五个不同位置测量定动盘之间的间距五次。

6、圆环置于圆盘正中，重复步骤3、4、5。

7、用游标卡尺从不同方向测圆环内外径个5次（用于计算圆环转动惯量的理论值） 8、用游标卡尺从不同方向测圆盘直径5次（用于计算圆盘转动惯量的理论值） 9、用游标卡尺分别量定、动盘悬线孔间距各5次（由此组数据间接求出定、动盘过悬点的圆的半径r 和R 。

10、分别记下圆盘、圆环的给定质量0m 、m 。五、数据表格及数据处理

圆盘转动周期0T 的A 类不确定度分量：

047.74610A T U S s -==

三线摆实验报告.doc

课题用三线摆测物理的转动惯量教学目的 1、了解三线摆原理，并会用它测定圆盘、圆环绕对称轴的转动惯量； 2、学会秒表、游标卡尺等测量工具的正确使用方法，掌握测周期的方法； 3、加深对转动惯量概念的理解。重难点 1、理解三线摆测转动惯量的原理； 2、掌握正确测三线摆振动周期的方法。教学方法讲授、讨论、实验演示相结合学时 3个学时一、前言转动惯量是刚体转动惯性的量度，它的大小与物体的质量及其分布和转轴的位置有关对质量分布均匀、形状规则的物体，通过简单的外形尺寸和质量的测量，就可以测出其绕定轴的转动惯量。但对质量分布不均匀、外形不规则的物体，通常要用实验的方法来测定其转动惯量。三线扭摆法是测量转动惯量的优点是：仪器简单，操作方便、精度较高。二、实验仪器三线摆仪，游标卡尺，钢直尺，秒表，水准仪三、实验原理 1、原理简述：将三线摆绕其中心的竖直轴扭转一个小小的角度，在悬线张力的作用下，圆盘在一确定的平衡位置左右往复扭动，圆盘的振动周期与其转动惯量有关。悬挂物体的转动惯量不同，测出的转动周期就不同。测出与圆盘的振动周期及其它有关量，就能通过转动惯量的计算公式算出物体的转动惯量。 2、转动惯量实验公式推导如图，将盘转动一个小角，其位置升高为h ，增加的势能为mgh ；当盘反向转回平衡位置时，势能0E =，此时，角速度ω最大，圆盘具有转动动能： 200/2E J ω= 则根据机械能守恒有： 200/2mgh J ω= （1）上式中的0m 为圆盘的质量，0ω为盘过平衡位置时的瞬时角速度，0J 为盘绕中心轴的

转动惯量。当圆盘扭转的角位移θ很小时，视圆盘运动为简谐振动，角位移与时间t 的关系为： 00sin(2/)t T θθπ?=+ (2) 经过平衡位置时最大角速度为将0ω代入（１）式整理后得式中的h 是下盘角位移最大时重心上升的高度。由图可见，下盘在最大角位移0θ时，上盘B 点的投影点由C 点变为D 点，即 h CD BC ==-22BC AB =-2'2BD A B ='222( A B R r =-+考虑到'AB A =所以因为0θ很小，用近似公式00sin θθ≈，有将h 代入式，即得到圆盘绕'OO 轴转动的实验公式设待测圆环对'OO 轴的转动惯量为J 。圆盘上放置质量为m 的圆环后，测出系统的转动周期T ，则盘、环总的转动惯量为

清华大学物理实验A三线摆和扭摆实验报告

清华大学三线摆和扭摆试验物理实验完整报告班级姓名学号结稿日期：

三线摆和扭摆实验一、实验目的 1. 加深对转动惯量概念和平行轴定理等的理解； 2. 了解用三线摆和扭摆测量转动惯量的原理和方法； 3. 学习电子天平、游标高度尺和多功能数字测量仪等仪器的使用，掌握测量质量和周期等量的测量方法。二、实验装置和原理 1.三线摆：如图一，上、下圆盘均处于水平，悬挂在横梁上。横梁由立柱和底座支承着，三根对称分布的等长悬线将两个圆盘相连。上圆盘可以固定不动。拧动旋钮就可以使得下圆盘绕中心轴OO ’作扭摆运动。当下圆盘的摆角很小且忽略空气阻力和悬线扭力影响时，可推出下圆盘绕中心轴OO ’的转动惯量为：其中，0m 是下圆盘质量，g 取2 9.80m s -g ，r 为上圆盘半径，R 为下圆盘半径，H 为平衡时上下圆盘的垂直距离，0T 为下圆盘摆动周期。图1 三线摆示意图将质量为m 的待测刚体放在下圆盘上，并使它的质心位于中心轴OO ’上，测出此时的摆动周期T 和上下圆盘之间的垂直距离1H ，则待测刚体和下圆盘对于中心轴OO ’的总转动惯量1J 为：且待测刚体对于中心轴OO ’的转动惯量10J J J =-。利用三线摆可以验证平行轴定理。平行轴定理指出：如果一个刚体对于通过质心的某一转轴的转动惯量为c J ，则这个刚体对平行于该轴且相距为d 的另一转轴的转动惯量为：式中，m 为刚体的质量。图2 三个孔均匀分布在本实验中，将三个等大的钢球对称分布在下圆盘的三个均匀分布的孔（如图2）上，测出三个球对于中心轴OO ’的转动惯量x J 。如果测得的x J 的值与由2 x c J J md =+右式计算得到的结果比较相对误差在测量允许的范围内()005≤，则平行轴定理得到验证。本实验中，用于测量基本物理量的仪器还有：电子天平，游标高度尺，配有光电接收装置的多功能数字测量仪。

《三线摆》实验报告

《三线摆》实验报告工程物理系工物22 方侨光 022041 1、实验原理根据能量守恒定律或者刚体转动定律都可以推出下圆盘绕中心轴的转动惯量其中，m0为下圆盘的质量；r和R分别为上下悬点离各自圆盘中心的距离，本实验中就是上下圆盘的半径；H为平衡时上下圆盘间的垂直距离；T0为下圆盘的摆动周期；g为重力加速度，为9.80m·s-2。将质量为m的待测刚体放在下圆盘上，并使它的质心位于中心轴上。测出此时的摆动周期T和上下圆盘之间的距离H1，则待测刚体和下圆盘对中心轴的总转动惯量待测刚体对中心轴的转动惯量 2、实验任务 1．用三线摆测定下圆盘对中心轴的转动惯量和大钢球对其质心轴的转动惯量。要求测得的大刚球的转动惯量值与理论计算值之间的相对误差不大于5%。 2．用三线摆验证平行轴定理。 3、实验步骤和数据记录 1．估计测量周期时所需要的摆动次数。各个数据的不确定度分别是：要求并且估测到（测10个周期）于是得到于是取n=100。 2．下圆盘的质量m0=79.58g 上圆盘的半径r=14.70㎜下圆盘的半径R=33.98㎜平衡时上下圆盘间的垂直距离H=401.04㎜下圆盘的摆动周期T0

序号123456平均值nT0/ms137938138330137529136721137048137741137551下圆盘对中心轴的转动惯量 3．将钢球放在圆盘上，使其质心和中心轴重合：钢球的质量m=111.77g 钢球的半径r1=15.08㎜钢球相对中心轴的转动惯量理论值上下圆盘间的垂直距离H1=403.38㎜钢球和下圆盘的摆动周期T1 序号123456平均值nT1/ms10120110132210090299501.210048599524.9100469钢球和下圆盘相对中心轴的转动惯量钢球相对中心轴的转动惯量实验值相对误差ΔJ=25% 4．将3个同样大小的钢球纺织3在均匀分布于下圆盘圆周上的三个孔上：三个钢球的总质量m2=107.57g 小钢球的半径r2=10.32㎜（平均值）球盘心距R1=21.65㎜上下圆盘间的垂直距离H2=404.12㎜三个钢球和下圆盘的摆动周期T2 序 123456平均值号 nT2136953136006138429139770139709135165137672三个钢球和下圆盘相对中心轴的转动惯量一个钢球相对中心轴的转动惯量实验值一个钢球相对中心轴的转动惯量由平行轴定理给出的理论值相对误差ΔJ=22% 实验结果和理论值很不符合！

摆的秘密实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除摆的秘密实验报告篇一：摆的秘密实验报告单 1、我们的假设：-------------------------影响摆的快慢 2、我们的猜测：--------------------，摆速越-----；----------------，摆速越------- 3、不变的条件：改变的条件：我们的结论： ------------------------------------------------------------------------------- 摆的秘密实验报告单 1、我们的假设：------------------------影响摆的快慢 2、我们的猜测：-----------------，摆速越----；--------------，摆速越--- 3、不变的条件：

改变的条件：我们的结论： ------------------------------------------------------------------------------- 1、我们的假设： --------------------------------------------------影响摆的快慢 2、我们的猜测：---------------------------，摆速越--------； - ---------------------，摆速越--------------。 3、不变的条件：改变的条件：我们的结论： ------------------------------------------------------------------------------- 摆的秘密实验报告单 1、我们的假设： --------------------------------------------------影响摆的快慢 2、我们的猜测：---------------------------，摆速越--------；----------------------，

单摆实验报告

广州大学学生实验报告院（系）名称物理系班别姓名专业名称物理教育学号实验课程名称普通物理实验I 实验项目名称力学实验：单摆实验时间实验地点实验成绩指导老师签名一、实验目的（1）学会用单摆测定当地的重力加速度。（2）研究单摆振动的周期和摆长的关系。（3）观察周期与摆角的关系。二、实验原理如图所示，将一根不易伸长而且质量可忽略的细线上端固定，下端系一体积很小的金属小球绳长远大于小球的直径，将小球自平衡位置拉至一边（摆角小于5°），然后释放，小球即在平衡位置左右往返作周期性的摆动，这里的装置就是单摆设摆点O 为极点，通过O 且与地面垂直的直线为极轴，逆时针方向为角位移θ的正方向。由于作用于小球的重力和绳子张力的合力必沿着轨道的切线方向且指向平衡位置，其大小 θ sin mg f = 设摆长为L ，根据牛顿第二定律，并注意到加速度的切向方向分量 2 2dt d l a θ θ?= ，即得单摆的动力学方程 mg cos θ mg sin θ L θ θ mg

T（S） 2.005 1.900 1.794 1.683 1.551 1.418 2 T（S） 4.020 3.610 3.218 2.832 2.406 2.011 由上表数据可作T2-L图线如下图所示：又由图可知T2-L图线为一条直线，可求得其斜率为：k=26.046(cm/s2) 所以 g=4π2k=10.72(m/s2) 六、实验结果与分析测量结果：用单摆法测得实验所在地点重力加速度为：实验分析：单摆法测重力加速度是一种较为精确又简便的测量重力加速度方法。本实验采用较精密的数字毫秒仪计时减小了周期测量误差。实验误差由要来源于①摆长的测量误差，但由于摆长较长，用钢卷尺测量产生的相对误差也较小，所以用钢卷尺也能达到较高的准确度；②系统误差：未

六年级科学下册实验报告

六年级科学下册实验本册教材共5个单元，典型的实验操作有四个，均为学生的分组实验。实验一、摆的秘密实验器材：铁架台、细线、摆锤（材料可根据自己学校的具体情况而定，如螺丝帽、小铁锁等，在研究摆的快慢是否与摆锤轻重有关时，可以在摆锤上加减橡皮泥即可）实验过程： 1、制作一个摆，让学生观察摆由摆线、摆锤两部分组成。教师示范：自然松手，来回一次叫摆动一次。让学生明确两点：1、摆线要拉直。2、手不能加力。否则会产生干扰。 2、学生制作摆，探究摆的秘密，发现摆有快慢之分，让学生猜测：影响摆快慢的因素有哪些。其实，影响摆快慢的因素有许多。一般教材都把摆幅大小、摆锤轻重、摆线长短这三项作为研究对象。 3、要研究其中一个因素，必须控制好另外两个因素。让学生设计实验方案，进行对比实验，探究摆的快慢与什么因素有关。短有关。摆线长，摆摆动得慢，摆线短，摆摆动的快。实验二、通电的线圈本课是在三年级“电的本领”单元认识了解了电的基础上，进一步研究电的另一个作用：电生磁，即电能与电磁能的转化。通过制作电磁铁、探究电磁铁特性、制作电磁起重机的活动，让学生知道电能产生磁，探究影响电磁铁磁极、磁性大小的因素。本课内容由两课时构成。第一课时首先引导学生观察电磁铁的基本构造，使学生了解利用电流通过绕制的线圈产生磁极的装置叫电磁铁。它由铁芯和线圈两部分组成，

是将电能转化成电磁能的装置。然后让学生自制电磁铁，研究电磁铁的特性。制作方法：把导线按照同一个方向缠绕在大铁钉上，接通电路就可以了。第二、三圈线绕在第一圈上，最后一圈从倒数第二圈里穿过去，这样线圈不易松散。在小组汇报结果时，引导学生发现电磁铁有以下特性：电磁铁也有磁性，通电时有磁性，断电时磁性消失；电磁铁的磁力有大小；电磁铁的磁极会改变。第二课时本课的重点、难点是研究电磁铁的磁力大小和磁极与什么因素有关。电磁铁的磁力大小与什么因素有关实验器材：电池、导线、铁钉、大头针实验过程： 1、在铁钉上缠绕一定圈数的漆包线，然后串联不同数量的电池，分别观察吸起大头针的数量。 2、在同一个铁钉上，先后缠绕不同圈数的漆包线，然后串联相同节数的电池，分别观察吸起大头针的数量。实验现象及结论：串联电池数量多的电磁铁，吸起的大头针多，说实验器材：电池、导线、铁钉、磁针实验过程： 1、给电磁铁通电后，让其一端与指南针接近，找出电磁铁的两极。 2、改变电池的正负极，看电磁铁的两极有没有变化。 3、改变线圈的缠绕方向，看电磁铁的两极有没有变化。实验现象及结论：电磁铁的两极会改变。电池正负极方向改变或线圈缠绕方向改变都会改变电磁铁的磁极。

实验三实验报告

实验三实验报告 1、简易计算器（1）问题描述由键盘输入一算术表达式，以中缀形式输入，试编写程序将中缀表达式转换成一棵二叉表达式树，通过对该的后序遍历求出计算表达式的值。（2）基本要求 a．要求对输入的表达式能判断出是否合法。不合法要有错误提示信息。 b．将中缀表达式转换成二叉表达式树。 c．后序遍历求出表达式的值（3）数据结构与算法分析一棵表达式树，它的树叶是操作数，如常量或变量名字，而其他的结点为操作符。 a．建立表达式树。二叉树的存储可以用顺序存储也可用链式存储。当要创建二叉树时，先从表达式尾部向前搜索，找到第一个优先级最低的运算符，建立以这个运算符为数据元素的根结点。注意到表达式中此运算符的左边部分对应的二叉绔为根结点的左子树，右边部分对应的是二叉绔为根结点的右子树，根据地这一点，可用递归调用自己来完成对左右子树的构造。 b．求表达式的值。求值时同样可以采用递归的思想，对表达式进行后序遍历。先递归调用自己计算左子树所代表的表达式的值，再递归调用自己计算右子树代表的表达式的值，最后读取根结点中的运算符，以刚才得到的左右子树的结果作为操作数加以计算，得到最终结果。（4）需求分析程序运行后显示提示信息，输入任意四则运算表达式，倘若所输入的表达式不合法程序将报错。输入四则运算表达式完毕，程序将输出运算结果。测试用的表达式须是由+、-、*、/运算符，括号“(”、“)”与相应的运算数组成。运算数可以是无符号浮点型或整型，范围在0～65535。（5）概要设计二叉树的抽象数据类型定义 ADT BinaryTree{ 数据对象：表达式运算数{ num | 0< num < 65535 } 表达式运算符{ opr | + , - , * , / } 数据关系：由一个根结点和两棵互不相交的左右子树构成，且树中结点具有层次关系。根结点必须为运算符，叶子结点必须为运算数。基本操作： InitBiTree(&T , &S) 初始条件：存在一四则运算前缀表达式S。操作结果：根据前缀表达式S构造相应的二叉树T。 DestroyBiTree(&T) 初始条件：二叉树T已经存在。操作结果：销毁T。 Value(&T) 初始条件：二叉树T已经存在。操作结果：计算出T所表示的四则运算表达式的值并返回。

单摆实验报告

中学物理实验研究报告实验项目：单摆实验_________ 专业班级： ____________ 姓名：__________ 学号: __________________ 指导教师： _____________ 成绩：________________________ 一、实验目的：（1）用单摆测量当地的重力加速度。（2）研究单摆振动的周期。（3）练习使用米尺和停表。二、实验仪器用具：单摆，米尺，停表等三、实验原理:如图1所示，设单摆长L,当摆角r甚小时（一般讲5°）, 单摆的振动公式为 T=2n V（l /g ）则得重力加速度为： g = （4n 2l ）/T2 根据上式测定单摆的周期T和摆长L代入公式即可求出当地的g值。四、实验步骤:

（1）取摆长为1.00m的单摆，用米尺测量摆线长，用米尺测量摆锤的高度，各两次。用米尺测长度时，应注意使米尺和被测摆线平行，并尽量靠近，读数时视线要和尺的方向垂直以防止由于视差产生的误差。（2）用停表测量单摆连续摆动10个周期的时间，再测3次摆长及其周期?，记录数据。注意摆角要小于5°。（3）将摆长每次缩短约0.25m,重复以上步骤2,并将周期和相应的摆长数据记录在表中。（4）用数据求出相应的g值，并求出g的平均值g'（即当地的重力加速度）五、数据记录与处理：六、实验结果分析（1）使用停表前先上紧发条，但不要过紧，以免损坏发条。（2）按表时不要用力过猛，以防损坏机件。

（3）回表后，如秒表不指零，应记下其数值（零点读数），实验后从测量值中将其减去(注意符号)。 (4)要特别注意防止摔碰停表，不使用时一定将表放在实验台中央的盒中。 (5)摆线尽量选择细些，伸缩性小的。并且要尽可能长些。摆球要选择质量大, 体积小的。

《用三线摆法测定物体的转动惯量》简明实验报告.

4π 2 H 《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 gRr J = J - J = [(m + m )T 2 - m T 2 ] 1 0 0 1 0 0 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 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 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 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 H 0 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 2R 1、2R 2。 (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 = 3 a = 3.870 ± 0.002 cm ， R = 3 b = 7.150 ± 0.002 cm 3 3 H 0 = 54.60 ± 0.05 cm ，下盘质量 m 0 =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摆动 50 次所需时间 50T （s ） 1 2 3 4 5 平均 71.68 72.06 71.88 71.65 71.62 71.78 1 2 3 4 5 平均 74.28 74.16 74.15 74.22 74.13 74.19 周期 T 0=1.44 ± 0.01 s T 1= 1.48±0.01 s

单摆的设计与研究(实验报告).doc

肇庆学院电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告级班组实验合作者实验日期姓名 : 学号老师评定实验题目：单摆的设计与研究(设计性实验) 【实验简介】单摆实验是个经典实验，许多着名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。【设计任务与要求】 1、用误差均分原理设计一单摆装置，测量重力加速度，测量精度要求 g 2% 。 g 2、对重力加速度 g 的测量结果进行误差分析和数据处理，检验实验结果是否达到设计要求。 3、自拟实验步骤研究单摆周期与质量、空气阻力等因素的关系，试分析各项误差的大小。【设计的原理思想】一根不可伸长的细线，上端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质 θ L 量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置称为单摆，如图 1 所示。如果把小球稍微拉开一定距离，小球在重力作用下可在铅直平面内做往复运动，一个完整的往复运动所用的时间称为一个周期。当单摆的摆角很小（一般 θ <5°）时，可以证明单摆的周期 T 满足下面公式 T 2 L （ 1） mg sin θ θ g mg cos θ 4 2 L （ 2） mg g T 2 图 1 式中 L 为单摆长度。单摆长度是指上端悬挂点到球心之间的距离； g 为重力加速度。如果测量得出周期 T 、单摆长度 L ，利用上面式子可计算出当地的重力加速度 g 。从上面公式知 T 2和 L 具有线性关系，即T 2 4 2 L 。对不同的单摆长度 L 测量得出相对应的周期，可由 T 2～L 图线 g 的斜率求出 g 值。【测量方案的制定和仪器的选择】本实验测量结果的相对误差要求 2℅，由误差理论可知， g 的相对误差为可以看出，在 L 、 t 大体一定的情况下，增大 L 和 t 对测量 g 有利。 g ( L )2 (2 t )2 从式子 g L t 由误差均分原理的要求，各独立因素的测量引入的测量误差应相等，则 ( L ) 2 (1%)2 ，本实验中单摆的摆长约为 100cm, 可以计算出摆长的测量误差要求为 L L<1cm,故选择米尺测量一次就足以满足测量要求；同理 (2 t )2 (1%) 2 ，当摆长约为 1m 时，单摆摆动周期约为 2 秒，可以计算出周期的测量误差要求 t 为 t ,要作到单次测量误差小于相当不容易，停表的误差主要是由判断计时开始和终止时的不准确以及

三线摆实验报告

实验题目:三线摆实验目得:掌握用三线摆测定物体得转动惯量得方法,验证转动惯量得平行轴定理实验原理:两半径分别为r、R(R＞r)得刚性圆盘,用对称分布得三条等长得无弹性、质量可以忽略得细线相连,上盘固定,则构成一振动系统,称为三线摆。如右图,在调平后,利用上圆盘以及悬线张力使下圆盘扭转振动,α为扭转角。当α很小时,可以认为就就是简谐振动,那么: 其中m0为下盘质量,I0为下盘对OO1轴得转动惯量。若忽略摩擦,有E p+E k=恒量。由于转动能远大于平动能,故在势能表达式中略去后一项,于就是有: 由于α很小,故容易计算得: 联立以上两式,并对t求导有: 解得: 又由于T0=2π/ω,于就是解得: 若测量一个质量为m得物体得转动惯量,可依次测定无负载与有负载(质心仍在OO1上,忽略其上下得变化)时得振动周期,得: 通过改变质心与三线摆中心轴得距离,测量I a与d2得关系就可以验证平行轴定理I a=I c+md2。实验仪器:三线摆(包括支架、轻绳、圆盘等)、水平校准仪、游标卡尺、直尺、秒表、钢圈、(两个相同规格得圆柱形)重物实验内容:1、对三线摆得上盘与下盘依次进行水平调节; 2、测量系统得基本物理量,包括上盘直径、下盘直径、上下盘之间距离、钢圈内外径,每个物理量测量三次,同时根据给出得数据记录当地重力加速度、下盘质量、钢圈质量、重物质量、悬点在下盘构成得等边三角形得边长; 3、下盘转动惯量得测量:扭动上盘使三线摆摆动,测量50个周期得时间,重复三次; 4、钢圈转动惯量得测量:将钢圈置于下盘上,使钢圈圆心与下盘圆心在同一竖直轴线上,扭动上盘使系统摆动,测量50个周期得时间,重复三次; 5、验证平行轴定理:取d=0、2、4、 6、8cm,将两个重物对称置于相应位置上,让系统摆动,测量 50个周期得时间,每个对应距离测量三次。实验数据: 下盘质量m2 1 2 3 H(mm) 501、6 501、9 501、2 D(mm)=2R 207、12 207、14 207、16 d(mm)=2r 99、80 99、92 99、94 T1=50T0(s) 74、14 74、13 73、83 钢圈质量m=398、20g 1 2 3

《摆的研究》实验创新

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/8210787009.html, 《摆的研究》实验创新作者：张朋来源：《安徽教育科研》2020年第03期摘要：实验“摆的研究”对于学生初步掌握钟表的原理，有着重要的促进作用。摆钟的出现提高了人类对时间的准确认知，研究摆的快慢与什么因素有关，对理解摆钟的原理和设计制作摆钟有着重要的作用。根据实验操作时反映出的问题，对实验方法和实验器材进行改进与创新，从而达到高效精准，体现实验的科学与严谨。关键词：小学科学摆的研究改进与创新《摆的研究》涉及三个实验探究，如何引导学生自主设计实验方案，分小组独立完成每个实验，显得至关重要。为了实现教学目标，更高效地完成实验，我对实验方法和实验器材进行了改进与创新，为学生呈现更为直观清晰的实验现象，从而增强学生对科学知识的感性认知和探究性体验。下面，我将该实验在教材中的地位与作用、实验原型存在的不足、个人对于该实验的改进与创新、改进后的实验器材、改进后的实验过程等，陈述如下：一、实验在教材中的地位与作用《摆的研究》选自教育科学出版社《小学科学》五年级下册“时间的测量”单元，本课的重点在于研究“摆的快慢与什么因素有关”，起着承上启下的作用。基于学生在前期的学习中对“摆”已经有了一定的初步认识，并积累了一定的生活经验。因此本课旨在让学生能够使用“控制变量”的方法搜集证据，体验精确测量对科学研究的重要性。二、实验原型存在的不足探究实验一：摆动快慢与摆绳长度的关系。原型不足：在变换摆绳长度时，需要多次系绳。不仅耽误时间，而且不容易把握摆绳长度，进而会误导学生认为不是同一个摆。探究实验二：摆动快慢与摆锤重量的关系。原型不足：在更换摆锤重量使用钩码时，两个以上钩码挂在一起，形成多次连接，容易晃动，测量数据不准确;而使用铁球时，不容易拴住，铁球比较重，也不容易区分不同铁球的重量。

青岛版六年级科学下册实验报告册.doc

实验名称：观察洋葱表皮细胞实验材料：显微镜、洋葱、刀片、载玻片、盖玻片、镊子、碘酒、滴管、吸水纸实验步骤：1、检验试验用品是否齐全。 2、准备好显微镜。 3、将洋葱切开，掰开一块内的鳞片；用刀片在鳞片表面轻轻划一个“#”，用镊子在“#”字中间轻轻撕下一块洋葱鳞叶的表皮。 4、在载玻片上滴几滴水，用镊子夹住洋葱表皮，放在载玻片的水中展平，用镊子夹住盖玻片盖上，注意不要有气泡。 5、在盖玻片的左边有水处滴一滴稀释的碘液，用吸水纸在盖玻片的右边将碘液吸过来，给洋葱表皮染色。 6、将做好的切片放在显微镜的载物台上，夹好。 7、利用低倍镜进行观察。 8、整理器材。实验现象：洋葱表皮是有一个个小格子构成，同一个物体的不同部位，它的细胞结构也是不一样的。实验结论：生物体是由细胞构成的，细胞是生物体的基本单位。实验名称：摆的秘密实验材料：细线、钩码、铁架台、秒表实验步骤：1、检验试验用品是否齐全。 2、做好一个摆。 3、利用秒表测量摆摆动10S摆动的次数。 4、在不改变其他条件的情况下，改变摆线的长度。测量新摆10S摆动的次数，并记录。 5、在不改变其他条件的情况下，将摆锤的质量增加。测量新摆10S摆动的次数，并记录。 6、在不改变其他条件的情况下，改变摆幅的大小。测量新摆10S摆动的次数，并记录。 7、整理器材。实验现象：1、摆线越长，摆动越慢，摆线越短，摆动越快。 2、改变摆锤的质量，摆摆动的次数不变。 3、改变摆幅的大小，摆摆动的次数不变。实验结论：摆摆动的快慢与摆线长短有关，与摆锤的质量、摆幅的大小无关。摆线越长，摆动越慢，摆线越短，摆动越快。

混沌摆实验报告

篇一：大学物理演示实验报告大学物理演示实验报告 1、锥体上滚【实验目的】： 1．通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心，趋于稳定的运动规律。 2．说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势，同时说明物体势能和动能的相互转换。【实验仪器】：锥体上滚演示仪【实验原理】：能量最低原理指出：物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低端的两根导轨间距小，锥体停在此处重心被抬高了；相反，在高端两根导轨较为分开，锥体在此处下陷，重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。【实验步骤】： 1．将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚； 2．将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥体向高端滚去； 3．重复第2步操作，仔细观察双锥体上滚的情况。2、混沌摆【实验目的】：通过摆的运动演示该力学系统的混沌性质。【实验仪器】：混沌摆【实验原理】：一个动力学系统如果描述他的运动状态的动力学方程是线性的，只要初始条件给定，就可预见以后任意时刻的运动状态。我们的动力学系统描述它的运动状态的动力学方程是非线性的，具有内在的随机性，它的运动状态对初始条件具有很强的敏感性，系统运动的外观表现是随机的，是一种貌似无规律的运动【实验步骤】：手持轴柄给系统施一力矩，系统开始运动，运动情况复杂，前一时间难于预言后一时刻的运动状态。重新启动，由于起始冲量矩总有所不同，雇系统的运动情况差别很大、这反映了系统运动的混沌性质。初始状态运动中篇二：混沌摆实验讲义混沌摆实验【实验目的】 ⒈了解非线性系统混沌现象的形成过程； ⒉通过振荡周期的分岔与混沌现象的观察，加深对混沌现象的认识和理解⒊理解“蝴蝶效应”。【预习思考题】 1、什么是混沌现象？ 2、何谓蝴蝶效应？【实验器材】 ci-6538转动传感器、me-8750机械振荡器/驱动器、me-8735大型杆支座、se-9442多用夹、se-9720直流电源、ci-6552a功率放大器【实验原理】 ⒈分岔与混沌理论 ⑴逻辑斯蒂映射为了认识混沌（chaos）现象，我们首先介绍逻辑斯蒂映射，即一维线段的非线性映射，因为非线性微分方程的解通常可转化为非线性映射。考虑一条单位长度的线段，线段上的一点用0和1之间的数x表示。逻辑斯蒂映射是 x?kx(1?x)

用三线摆法测定物体的转动惯量

用三线摆法测定物体的转动惯量 --实验报告实验目的 1、了解三线摆原理，并会用它测定圆盘、圆环绕对称轴的转动惯量； 2、学会秒表、游标卡尺等测量工具的正确使用方法，掌握测周期的方法； 3、加深对转动惯量概念的理解。 4、验证转动惯量的平行轴定理 5、研究物体的转动惯量与其质量、形状（密度均匀时）及转轴位置的关系实验器材三线摆、米尺、游标卡尺、天平、数字毫秒计、待测物、三线摆仪实验原理 1、测悬盘绕中心轴转动时的转动惯量当三线摆下盘扭转振动，其转角θ 很小时，其扭动是一个简谐振动，其运动方程为： t T 0 0π2sin θθ= （1）当摆离开平衡位置最远时，其重心升高h ，根据机械能守恒定律有： mgh I =2 02 1ω （2）即 2 2ωmgh I = （3）而 t T T dt d π 2cos π20θθ ω= = （4） 0 0π2T θω= （5）将（4-5）式代入（4-2）式得图1 原理图

2 22π2θmghT I = （6）从图1中的几何关系中可得 222022)(cos 2)(r R H l Rr R h H -+==θ-+- 简化得 )cos 1(2 02 θ-=-Rr h Hh 略去2 2 h ，且取2/cos 1200θθ≈-，则有： H Rr h 220θ= 代入（6）式得 224T H gRr m I π= （7）即得公式 2 00 2 004T H gRr m I π= （8）（7）式的适用条件为： 1、摆角很小，一般要求o 5<θ； 2、摆线l 很长，三条线要求等长，张力相同； 3、大小圆盘水平； 4、转动轴线是两圆盘中心线。实验时，测出0m 、H r R 、、及0T ，由（8）式求出圆盘的转动惯量0I 。 2、测圆环绕中心轴转动的转动惯量（1）若在下圆盘上放一质量为m ，转动惯量为I （对O 1O 2轴）的物体时，测出周期T 整个扭转系统的转动惯量为 I ’=()02020 4m m gRr I I T d π++= (9) 那么，被测物体的转动惯量为I=I ’-I 0 实验时，测出0m 、m 、H r R 、、及T ，由（8）式求出物体的转动惯量I 。

六年级科学下册《摆的秘密》教案

6.摆的秘密【教学内容】六年级下册第二单元第六课【教学目标】 1.能根据观察到的现象提出探究的问题；能根据假设设计探究实验，并能利用实验结果解释假设；能反思自己的探究过程并将探究结果与假设进行比较。 2.在实验探究过程中，体验合作的愉快，并能通过现象及时发现科学规律；能利用掌握的科学知识解决生活中的小问题。 3.知道影响摆摆动快慢的因素，能将所学知识应用到实际生活。【教学重难点】教学重点：知道影响摆摆动快慢的因素。教学难点：能对问题作出假设性的解释，能做控制变量的实验并作记录。【教具、学具】学具准备：每组：铁架台、钩码（两个重量相同）、毛线、秒表、量角器、实验记录表等。教师准备: 摆的装置、实验表格，收集、整理与摆有关的文字、图片资料。【教学过程】课前交流：播放伽利略发现摆的秘密的视频，引起学生探究生活中的科学现象的兴趣。一、创设情景，提出问题 1.根据生活情境提问：在我们的生活中有很多类似摆的现象，谁能说一下你在哪里见过？玩耍时，你是怎样使它动起来的？预设：学生有可能会直接说出摆动，教师可以演示它是怎样摆动的。 2.让学生根据现象提出质疑并说出自己的设想，如：足球在草坪上滚动、乒乓球在桌面上跳动、树叶在风中摇动、星星在天空移动、我们看到的荡秋千等等。预设：学生可能提出如下问题：能晃动或能来回摆动。 3.多媒体出示各种生活中的摆，并研究摆的结构：钟表的摆锤、海盗船、荡秋千等图片，让学生仔细观察图片。（学生回答，用动作或者语言均可）

4.教师根据学生的质疑总结引出探究的问题：这种像荡秋千、钟摆似的摆来摆去的运动，我们叫它摆动。摆动是我们生活中常见的一种运动。今天，我们就一起来研究摆的秘密。（板书：摆的秘密）二、小组学习，自主探究（一）认识摆 1.让学生根据生活经验说一说：秋千是由哪几部分组成的？然后教师出示摆的装置，帮助学生认识摆的结构。 2.教师小结：秋千就是生活中一个典型的摆，秋千的底座是摆的摆锤，绳子是摆的摆线。（二）制作一个摆。 1.谈话：下面，我们就亲自制作一个摆，研究摆究竟隐藏着哪些秘密。 2.教师提出要求，学生设计制作摆。要求：利用自己准备的材料制作一个摆，也可以用老师提供的材料（铁架台、毛线、钩码）做一个摆。（各小组中有几根长短不同的线、数量不等的钩码）（1）学生汇报小组的设计方案。（2）学生根据小组的设计制作摆。 3.让学生玩一玩自己制作的摆，并思考：如何数摆的摆动次数？学生自由回答。 4. 教师小结：摆在摆动时，摆出去，再摆回来，叫摆动一次。摆在摆动的时候，有时摆动的幅度大，有时摆动的幅度小，我们把摆动的幅度叫做摆幅。教师提出问题：在操作摆时，要注意什么？学生讨论交流。预设：在操作时要正对着摆，拿起摆锤，摆线要拉直，摆幅不要太大，手要轻轻松开，不要用力推。（三）探究影响摆摆动快慢的因素 1.玩自制摆，发现问题。（1）谈话：我们学会了如何数摆的摆动次数，那请同学们记录一下15秒的时间，你的摆摆动了多少次。为了减少实验误差，我们记录三次结果，取其平均值。

摆的研究实验报告、(20201230124928)

摆的研究实验设计实验目的: 1、能够对影响摆的快慢有哪些因素作出假设; 2、能够根据假设设计实验进行实验验证；能测量在单位时间内摆动的次数。 3、能够使用〃控制变量〃的方法，通过测量搜集、记录数据, 并选择有效的数据支持证据。 4、知道摆的快慢与摆长有关。摆长越长，摆得就越慢，反之则快。 5、认识到〃控制变量〃是一种搜集证据的重要方法，知道可以用数据分析实验结果。实验器材：铁架台、长度不等的摆线若干、摆锤（木质、铁质）、夹子（用来固定线）、记录表、计时钟表实验一：研究摆的快慢与摆角的关系。假设：摆的快慢跟摆角的大小有关。猜测：摆角越大，摆的速度越快；摆角越小，摆的速度越慢。改变的条件：只改变摆角的大小。不改变的条件：摆重和摆线。

实验现象：______________________________________________ 实验结论：______________________________________________ 实验二：研究摆的快慢与摆重的关系。假设：摆的快慢跟摆锤的重量有关。猜测：摆锤越重，摆的速度越快；摆锤越轻，摆的速度越慢。改变的条件：只改变摆重不改变的条件：摆角和摆线实验现象：______________________________________________ 实验结论：______________________________________________ 实验三：研究摆的快慢与摆线的关系。假设：摆的快慢跟摆线的长短有关。猜测：摆线越长，摆的速度越快；摆线越短，摆的速度越慢。改变的条件：只改变摆线。不改变的条件：摆角和摆重。

大学物理实验报告实验3三线摆报告

三线摆实验报告林一仙一、实验目的 1、掌握水平调节与时间测量方法； 2、掌握三线摆测定物体转动惯量的方法； 3、掌握利用公式法测这定物体的转动惯量。二、实验仪器三线摆装置电子秒表卡尺米尺水平器三、实验原理 1、三线摆法测定物体的转动惯量机械能守恒定律： ω2 021I mgh = 简谐振动： t T πθθ2sin 0= t T T dt d ππθθω2cos 20== 通过平衡位置的瞬时角速度的大小为：T 02πθω= ；所以有：?? ? ??=T I mgh 0 2 122 0πθ

根据图1可以得到：()()1 212!BC BC BC BC BC BC h +-= -= ()()()()2 22 22r R l AC AB BC --=-= 从图2可以看到：根据余弦定律可得()() 0222 11cos 2θRr r R C A -+= 所以有：()()()() 02222 112 12 1cos 2θRr r R l C A B A BC -+-=-= 整理后可得： 1 2 102sin 4)cos 1(2BC BC Rr BC BC Rr h +=+-= θθ H BC BC 21≈+；摆角很小时有：2)2sin(00θθ= 所以：H Rr h 22 0θ= 整理得： 2 2 04T H mgRr I π= ；又因3b R =，3 a r = 所以： 2 2 012T H mgab I π= 若其上放置圆环，并且使其转轴与悬盘中心重合，重新测出摆动周期为T 1和H 1则： 2 11 2 112)(T H gab M m I π+= 待测物的转动惯量为： I= I 1-I 0 2、公式法测定物体的转动惯量圆环的转动惯量为： ()D D M I 22 2 1 8 1+= 四、实验内容 1、三线摆法测定圆环绕中心轴的转动惯量 a 、用卡尺分别测定三线摆上下盘悬挂点间的距离a 、 b （三个边各测一次再平均）； b 、调节三线摆的悬线使悬盘到上盘之间的距离H 大约50cm 多； c 、调节三线摆地脚螺丝使上盘水平后再调节三线摆悬线的长度使悬盘水平； d 、用米尺测定悬盘到上盘三线接点的距离H ； e 、让悬盘静止后轻拨上盘使悬盘作小角度摆动（注意观察其摆幅是否小于10度，摆动是否稳定不摇晃。）；

青岛版六年级(下册)科学实验报告

1、摆的秘密实验名称：摆的秘密我的猜想: 摆摆动的快慢与摆锤的重量无关，与摆线的长短也有关吗？。实验方案:材料。铁座支架、单摆（小铁锁或螺丝帽）、细线、橡皮泥、秒表实验一：把单摆挂在方座支架上，反复实验多次，观察记录在相同时间摆摆动的次数. 实验二：探究影响摆摆动快慢的因素。在方座支架上挂两个摆，摆线长短相同，摆锤重量不同，观察记录在相同时间摆摆动的次数。在方座支架上挂两个摆，摆锤重量相同，摆线长短不同，观察记录在相同时间摆摆的次数。实验现象：实验一：同一个摆相同时间摆动的次数相同。实验二：1摆动的次数是相同的。 2摆线短的摆动的次数多，摆线长的摆动的次数少试验结论: 实验一同一个摆摆动的快慢是一定的。实验二摆摆动的快慢与摆锤的重量无关，与摆线的长短有关，摆线短摆动的快，摆线长摆动的慢。 2、摩擦生热实验名称：模拟钻木取火实验

我的猜想：摩擦真的会产生热量吗 ?。实验方案：材料、木板、砂纸、铁丝、火柴、手钻。 1、两人合作，用手钻钻木板。现象：过一会用手摸钻头，感到钻头变热了。 2、搓手。现象：感到受变热了 3、用砂纸打磨铁丝或弯折铁丝。现象：过一会感到砂纸变热了，用手摸铁丝，铁丝变热了。 4、在黑板上摩擦火柴。现象：火柴燃烧起来。实验结论：摩擦会产生热量，能量可以转化，机械能转化成热能。 3、探究电磁铁的性质我的猜想：电磁铁通电时真的有磁性，断电时真的磁性消失大。实验方案：材料：铁钉、包皮细电线、电池、大头针、小磁针、胶带实验：做一个电磁铁，用做好的电磁铁的一端靠近大头针，通电和断电观察现象。实验现象：接通电流吸大头针，断电不吸大头针。探究电磁铁的磁极。让电磁铁的钉头和钉帽分别靠近小磁针的南极（也可靠近北极）实验现象：发现钉尖与南极相吸时就与钉帽相斥，与钉尖相斥时就与钉帽相吸。实验结论：1电磁铁通电时有磁性断电时磁性消失。2电磁铁也有南极和北极。 4、改变电磁铁的磁极和磁力大小的实验我的猜想：改变电池正负极接法或改变线圈绕线方向磁极改变。实验方案：材料。大铁钉、包皮细电线、电池、大头针、小磁针。