三线摆实验报告
《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 0220411、 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！4、 讨论钢球的质量由电子天平给出，半径测了6次，R和r由实验室给出，错误的可能性不大；唯一可能出错的确实是周期，但是周期事实上测了十几次，选出的中间数值。
三线摆测转动惯量实验报告
三线摆测转动惯量实验报告实验报告：三线摆测转动惯量实验一、实验目的本次实验的主要目的是通过三线摆的测量，研究物体在不同摆动角度下的转动惯量。
转动惯量是描述物体旋转特性的一个重要参数，对于理解物体的运动规律和动力学性能具有重要意义。
二、实验原理1. 三线摆的构造三线摆是由三条相互垂直的细线组成，其中两条细线固定在同一端点，另一条细线则通过一个支点悬挂。
当三线摆摆动时，细线的张力会产生扭矩，使得摆锤绕支点旋转。
2. 转动惯量的计算公式转动惯量的计算公式为：I = m * r^2,其中m为物体的质量，r为物体的半径。
在本实验中，我们将通过测量三线摆在不同摆动角度下的周期和角速度，从而求得物体的转动惯量。
三、实验步骤与结果分析1. 实验准备(1) 准备三线摆、计时器、直尺等实验工具。
(2) 将三线摆调整至水平状态，使两条细线的夹角为90°。
(3) 在三线摆的一端挂上质量为m的小球。
(4) 将三线摆调整至合适的初始位置，使其摆动幅度较小。
2. 实验过程与数据记录(1) 以一定的时间间隔记录三线摆的周期T;(2) 以一定的时间间隔记录三线摆的角速度ω。
(3) 根据公式I = 2π/T * ω^2 * r,计算出小球的转动惯量I;(4) 重复以上步骤，分别测量三线摆在不同摆动角度下的数据。
3. 结果分析根据实验数据，我们可以得到以下结论：(1) 随着三线摆摆动角度的增大，其周期T逐渐减小；这是因为在摆动过程中，重力作用在小球上的分力逐渐增大，使得小球受到的回复力减小，从而导致摆动周期变短。
角速度ω也随之增大；这是因为在摆动过程中，小球受到的回复力与重力分力的合力方向始终保持不变，使得小球绕支点做圆周运动的速度不断增大。
因此，我们可以得出结论：物体在不同摆动角度下的转动惯量与其固有属性有关。
三线摆测转动惯量实验报告
实验9 三线摆测转动惯量一、实验目的1.掌握三线摆法测物体转动惯量的原理和方法。
2.学习用水准仪调水平，用光电门和数字毫秒仪精密测量扭转周期。
3.验证转动惯量的平行轴定理。
二、实验仪器210FB 型三线摆转动惯量实验仪，213FB 型数显计时计数毫秒仪，钢卷尺，游标卡尺，电子天平，圆环（1个），圆柱（2个）。
三、实验原理1、三线摆法测量原理如图(1)，将两水平圆盘用等长、不可伸缩的三根细线连接构成三线摆。
下圆盘（可放真它被测物体）绕21O O 轴做扭转运动，通过测量周期及其它量，可求得下圆盘及其它被测物体的转动惯量。
由刚体转动定律或机械能守恒，可得下圆盘转动惯量0I 的测量计算公式为：202004T HgRr m I π=（1） 式中，0m 是下圆盘质量，H 是两圆盘间的距离，0T 是下圆盘扭动周期，由图（1）3/3a R =，3/3b r =。
设扭转N 个周期的时间为0t ，计算公式为：20220012t HN gab m I π=（2） 要测质量为m 的待测物对21O O 轴的转动惯量I ，只需将待测物放在下圆盘上，设此时的扭转周期为T ，下圆盘和盘上物体对21O O 轴的总转动惯量为：22004)(T HgRr m m I I π+=+， 则：]1))(1[(2000-+=T T m m I I （3） 2、验证平行轴定理如图2，质量为1m 的物体绕过质心的转动轴C 的转动惯量为C I ， D 轴与C 轴平行，相距为d ，由平行轴定理:21d m I I C D += （4）为保证圆盘平衡，将两个质量为1m ，半径为1r 的小圆柱体对称地放在下圆盘上，圆柱体中心到下圆盘中心2O 的距离均为d ,测出扭转周期T ，则一个小圆柱对21O O 轴的转动惯量D I 为：]1))(21[(2120010-+=T T m m I I D （5）测出不同距离d 对应的D I ，可将测得值与（5）式结果比较验证进行验证。
三线摆法测量物体的转动惯量实验报告
三线摆法测量物体的转动惯量实验报告一、实验目的1、掌握三线摆法测量物体转动惯量的原理和方法。
2、学会使用秒表、游标卡尺、米尺等测量工具。
3、研究物体的转动惯量与其质量分布及转轴位置的关系。
二、实验原理三线摆是由一个均匀圆盘，用三条等长的摆线（摆线长度为 l）对称地悬挂在一个水平的圆盘上构成。
当圆盘绕垂直于盘面的中心轴OO' 作微小扭转摆动时，若略去空气阻力，圆盘的运动可以看作简谐运动。
设圆盘的质量为 m₀，半径为 R₀，对于通过圆盘中心且垂直于盘面的轴的转动惯量为 I₀。
当下盘扭转一个小角度φ 后，它将在平衡位置附近作简谐振动，其周期为：＼（T₀＝2π\sqrt{＼frac{I₀}｛m₀gh}｝＼）其中，g 为重力加速度，h 为上下圆盘之间的距离。
若将质量为 m 的待测物体放在圆盘上，且使待测物体的质心与圆盘的中心轴重合，此时系统对于中心轴的转动惯量为 I，则系统的摆动周期为：＼（T ＝2π\sqrt{＼frac{I}｛（m ＋ m₀)gh}｝＼）联立以上两式可得待测物体对于中心轴的转动惯量为：＼（I ＝（m ＋ m₀)＼frac{T²}｛T₀²}I₀\）三、实验仪器三线摆实验仪、游标卡尺、米尺、秒表、待测物体（圆环、圆柱等）、电子天平。
四、实验步骤1、调节三线摆的上、下圆盘水平。
通过调节底座上的三个旋钮，使上圆盘水平。
然后，在下圆盘上放置水准仪，调节下圆盘的三个地脚螺丝，使下圆盘也处于水平状态。
2、测量上下圆盘的半径 R₀和 R 以及两圆盘之间的距离 h。
用游标卡尺分别测量上、下圆盘的半径，测量 6 次，取平均值。
用米尺测量两圆盘之间的距离 h，测量 3 次，取平均值。
3、测量下圆盘的质量 m₀和待测物体的质量 m。
使用电子天平分别测量下圆盘和待测物体的质量。
4、测定下圆盘的摆动周期 T₀。
轻轻转动下圆盘，使其在平衡位置附近作小角度摆动。
用秒表测量下圆盘摆动 50 次的时间，重复测量3 次，计算出平均摆动周期 T₀。
三线摆和扭摆实验报告
三线摆和扭摆实验报告三线摆和扭摆实验报告引言：三线摆和扭摆是物理学中经典的实验，通过对它们的研究可以深入理解振动和波动的基本原理。
本实验旨在通过观察和测量三线摆和扭摆的运动来探究它们的特性和规律。
实验一：三线摆三线摆是由一个重物通过三根不同长度的线组成，悬挂在固定支点上的一种装置。
在这个实验中，我们将研究三线摆的周期与摆长之间的关系。
实验装置：1. 三线摆装置2. 计时器3. 钢球实验步骤：1. 将三线摆装置固定在支架上，并调整线的长度为不同值。
2. 将钢球拉至一侧，释放并开始计时。
3. 记录钢球来回摆动的时间，并计算出周期。
4. 重复以上步骤，每次改变线的长度。
实验结果：通过多次实验得到的数据，我们可以绘制出三线摆周期与摆长之间的关系曲线。
实验结果表明，三线摆的周期与摆长的平方根成正比。
这一结果与理论预期相符，验证了摆动周期与摆长之间的关系。
实验二：扭摆扭摆是由一个悬挂在支点上的细线和一个重物组成的装置。
在这个实验中，我们将研究扭摆的周期与振幅之间的关系。
实验装置：1. 扭摆装置2. 计时器3. 钢球实验步骤：1. 将扭摆装置固定在支架上，并调整细线的长度。
2. 将钢球拉至一侧，释放并开始计时。
3. 记录钢球来回摆动的时间，并计算出周期。
4. 重复以上步骤，每次改变振幅。
实验结果：通过多次实验得到的数据，我们可以绘制出扭摆周期与振幅之间的关系曲线。
实验结果表明，扭摆的周期与振幅成正比。
这一结果与理论预期相符，验证了振动周期与振幅之间的关系。
实验讨论：通过对三线摆和扭摆的实验研究，我们发现它们的振动特性与摆长、振幅之间存在一定的关系。
这些关系可以通过数学模型进行描述和预测，为进一步研究振动和波动提供了理论基础。
结论：三线摆和扭摆实验结果验证了振动周期与摆长、振幅之间的关系。
这一研究对于理解振动和波动的基本原理具有重要意义，也为其他领域的应用提供了基础。
通过进一步深入研究，我们可以探索更多有关振动和波动的规律和特性。
三线摆测转动惯量实验报告
三线摆测转动惯量实验报告一、实验目的1.1 理解转动惯量的定义和计算方法1.2 掌握三线摆测转动惯量的方法和步骤2.1 通过实验，提高动手能力和实验操作技巧2.2 培养团队协作精神和科学探究能力3.1 分析实验数据，得出结论3.2 提高对物理学知识的理解和应用能力二、实验器材与材料1. 三线摆：一个固定在支架上的三线摆，摆锤长度约为30cm,摆角为0°至180°。
2. 弹簧秤：用于测量物体的质量。
3. 细绳：用于连接三线摆的摆锤和固定点。
4. 计时器：用于记录实验时间。
5. 笔记本：用于记录实验数据和观察现象。
6. 砝码：用于校准弹簧秤。
三、实验步骤与方法1. 将三线摆调整到水平状态，确保摆锤与固定点在同一水平线上。
然后，用细绳将摆锤与固定点连接起来，使细绳呈“8”字形。
2. 用砝码校准弹簧秤，使其精确度达到0.1g。
3. 将待测物体(如小球)放在三线摆的摆锤上，记录物体的质量m和摆锤的高度h。
注意保持物体与摆锤之间的相对位置不变。
4. 使用计时器记录物体从静止开始到达平衡位置所需的时间t。
重复以上步骤多次，取平均值作为实验数据。
5. 根据实验数据，计算出物体的转动惯量I和摆长L的关系式：I = (m * L^2) /2h^2。
其中，m为物体质量，L为摆长，h为摆锤高度。
6. 分析实验结果，讨论转动惯量与物体质量、摆长等因素之间的关系。
四、实验结果与讨论通过本次实验，我们成功地测量了三线摆测转动惯量的方法，并得出了物体转动惯量与质量、摆长之间的关系。
在实验过程中，我们不仅提高了动手能力和实验操作技巧，还培养了团队协作精神和科学探究能力。
在实验过程中，我们发现物体的质量越大，转动惯量越大；摆长越长，转动惯量也越大。
这与理论知识相符，说明我们的实验方法是正确的。
我们还观察到了一些有趣的现象，如当物体质量较小时，需要增加计时器的精度才能准确记录物体到达平衡位置的时间；当摆长较大时，需要增加砝码的重量才能使弹簧秤精确度达到0.1g。
用三线摆测刚体转动惯量实验报告(一)
用三线摆测刚体转动惯量实验报告(一)用三线摆测试刚体转动惯量实验报告引言•实验目的：通过使用三根细线来测量刚体的转动惯量，并验证转动定律的准确性。
•实验器材：三线摆装置、刚体、测微卡尺、计时器等。
•实验原理：利用三线摆装置的固定原理，测量刚体对不同轴的转动惯量。
实验步骤1.搭建实验装置，将刚体依次放在三根细线上，保证刚体可以自由转动。
2.使用测微卡尺测量刚体的质量、长度以及其他相关参数。
3.将刚体从静止放置状态释放，记录下摆动的周期，并计算出刚体对应不同轴的转动惯量。
4.重复实验多次，取得多组数据进行平均计算，提高实验的准确性。
5.对比实验结果，验证转动定律的准确性。
实验结果和分析•根据实验数据计算得到的转动惯量与刚体质量、长度等参数呈现一定的关系，符合转动定律的理论预期。
•实验结果的误差主要来源于实际操作中的不确定因素，如刚体与线的接触点不精确、误差的累积等。
•可以通过增加实验次数、提高测量精度等方法来进一步减小误差。
结论•通过实验验证了刚体对不同轴的转动惯量符合转动定律的理论预期。
•实验结果与理论计算值相近，证明了实验的可靠性和准确性。
•实验过程中发现的误差来源可以通过改进实验装置和增加实验次数等方法来进一步减小。
致谢感谢导师的悉心指导和同学们的合作，为本次实验的顺利进行提供了宝贵的帮助。
注意：文章中出现一些实验数据和计算结果，这里省略。
用三线摆测试刚体转动惯量实验报告引言•实验目的：通过使用三根细线来测量刚体的转动惯量，并验证转动定律的准确性。
•实验器材：三线摆装置、刚体、测微卡尺、计时器等。
•实验原理：利用三线摆装置的固定原理，测量刚体对不同轴的转动惯量。
实验步骤1.搭建实验装置，将刚体依次放在三根细线上，保证刚体可以自由转动。
2.使用测微卡尺测量刚体的质量、长度以及其他相关参数。
3.将刚体从静止放置状态释放，记录下摆动的周期，并计算出刚体对应不同轴的转动惯量。
4.重复实验多次，取得多组数据进行平均计算，提高实验的准确性。
三线摆测转动惯量实验报告
三线摆测转动惯量实验报告【三线摆测转动惯量实验报告】在物理学的海洋里，有一个神秘的小岛叫做“转动惯量”，它就像是一块隐形的石头，静静地躺在我们身边，却总是被忽略。
今天，我们就来探索这个小岛的秘密，用一颗好奇的心去发现它的存在。
让我们来定义一下什么是转动惯量。
转动惯量，简单来说，就是物体旋转起来时，保持平衡所需要的力矩大小。
这就像是你玩陀螺时的感觉，当你握住陀螺，让它开始转动，你会感觉到一股力量在推动着它，这股力量就是你的陀螺的转动惯量。
那么，如何测量一个物体的转动惯量呢？这就不得不提到我们今天的主角——三线摆了。
三线摆，听起来是不是有点复杂？其实，它就像是一个缩小版的陀螺，只不过它的结构更简单，更容易操作。
想象一下，你有一个线轴，上面挂着一根细线，线的另一端系着一个小球。
这个小球就像是你的陀螺，而线轴和细线就像是你的手臂，它们一起构成了一个可以自由旋转的系统。
现在，你要做的就是让这个系统开始旋转，然后观察它的稳定性。
如果你的手稍微一动，小球就会偏离原来的位置，这就是因为你的手臂提供了额外的转动惯量。
通过调整线轴和细线的长度，你可以改变系统的转动惯量。
当转动惯量越大时，系统越稳定；反之，则越容易受到干扰。
这就是转动惯量的神奇之处，它能够让你控制物体的运动轨迹，就像是一位魔法师，悄悄地在你的手中施展魔法。
在实验中，我们通常会使用一个秤来测量三线摆的质量。
这个秤就像一个聪明的裁判，它知道什么时候该给分数，什么时候该扣分。
当我们把三线摆挂在秤上，秤会告诉我们这个小球的质量。
有了质量，我们就可以计算出转动惯量了。
计算转动惯量并不难，我们只需要将小球的质量乘以其半径的平方，再除以2，就可以得出转动惯量。
这个过程就像是在做数学题，虽然看起来有些复杂，但只要掌握了方法，就能轻松解决。
我们来总结一下今天的实验成果。
通过我们的三线摆实验，我们不仅学会了如何测量转动惯量，还体会到了科学的乐趣和神奇。
在这个实验中，我们像是在进行一场小小的冒险，探索未知的世界，寻找隐藏在背后的奥秘。
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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m21 2 3H(mm) 501、6 501、9 501、2D(mm)=2R 207、12 207、14 207、16d(mm)=2r 99、80 99、92 99、94T1=50T0(s) 74、14 74、13 73、83钢圈质量m=398、20g1 2 3表二:钢圈转动惯量测量数据表三:验证平行轴定理实验数据数据处理:测量下盘转动惯量 将公式化为如下形式:测量列H 得平均值测量列D 得平均值mmmm D D D D 14.207316.20714.20712.2073321=++=++=测量列d 得平均值测量列T 1得平均值于就是转动惯量得平均值为232223212001002.203.746.50114.3400001089.9914.2077947.936.040000mkg m kg T Hd D g m I ⋅⨯=⋅⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--π以下取P=0、68。
测量列H 得标准差mmmm n H H H ii4.013)2.5016.501()9.5016.501()6.5016.501(1)()(2222=--+-+-=--=∑σ查表得t 因子t P =1、32,那么测量列H 得不确定度得A 类评定为仪器(直尺)得最大允差Δ仪=1、0mm,人读数得估计误差可取为Δ估=2、0mm(考虑到测量得方法),于就是有直尺误差服从正态分布,那么H 得不确定度得B 类评定为 合成不确定度68.0,8.0)7.01(3.0)]([]3)([)(2222==⨯+=+=P mm mm H u k H t H U B P Pσ测量列D 得标准差mmmm n D D D ii02.013)16.20714.207()14.20714.207()12.20714.207(1)()(2222=--+-+-=--=∑σ查表得t 因子t P =1、32,那么测量列D 得不确定度得A 类评定为仪器(游标卡尺)得最大允差Δ仪=0、02mm,人读数得估计误差可取为Δ估=0、02mm,于就是有直尺误差服从均匀分布,那么D 得不确定度得B 类评定为合成不确定度68.0,03.0)02.01(02.0)]([]3)([)(2222==⨯+=+=P mm mm D u k D t D U B P Pσ类似计算得d 得合成不确定度U(d)=0、06mm,P=0、68。
测量列T 1得标准差ss n T TT ii 18.013)83.7303.74()13.7403.74()14.7403.74(1)()(2222111=--+-+-=--=∑σ查表得t 因子t P =1、32,那么测量列H 得不确定度得A 类评定为仪器(秒表)得最大允差相对于人得估计误差可以忽略,人得估计误差可取为Δ估=0、2s,秒表误差服从正态分布,那么H 得不确定度得B 类评定为 合成不确定度68.0,16.0)07.01(14.0)]([]3)([)(2221211==⨯+=+=P s s T u k T t T U B P Pσ根据公式与不确定度得传递规律,有 那么23222223211222001001.0)03.7416.0(4)6.5018.0()89.9906.0()14.20703.0(1002.2])([4])([])([])([)(m kg m kg T T U H H U d d U D D U I I U ⋅⨯=⋅⨯+++⨯⨯=+++=-- 于就是最终结果表示成测量钢圈转动惯量 将计算公式化为测量列T 2得平均值于就是计算得2322232321022021040.3]03.7436.056.8310)20.3980.360[(6.50114.3400001089.9914.2077947.9])[(40000m kg m kg T m T m m HdD g I ⋅⨯=⋅⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-+=---π而从理论上可以计算钢圈得转动惯量: 测量列D 内得平均值mmmm D D D D nei 93.169390.16996.16994.1693321=++=++=测量列D 外得平均值mmmm D D D D wai 79.189380.18984.18972.1893321=++=++=理论上计算得钢圈得转动惯量为232622322102.310)93.16979.189(1020.39881)(81m kg m kg D D m I wai nei ⋅⨯=⋅⨯+⨯⨯⨯=+=---相对误差验证平行轴定理转动惯量得计算公式变为 测量列t 0得平均值从而计算得2322232021001010.290.516.50114.3400001089.9914.2077947.9)2.0236.0(40000)2(m kg m kg t H gDd m m I I d c ⋅⨯=⋅⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=+==--π 类似计算得利用ORIGIN 作出I-d 2曲线0.00200.00250.00300.00350.00400.00450.0050I /(k g m 2)d2/m2图一:I-d 2拟合曲线Linear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 0、0021 6、79195E-6B 0、41537 0、00202------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------0、99996 1、06476E-5 5 <0、0001------------------------------------------------------------根据图可以读出斜率为0、41537kg,与纵轴得截距0、0021kg、m2,也就就是2m1=415、37g,I c=2、10×10-3kg、m2。
与标准值2m1=400g,I c=2、10×10-3kg、m2比较,差距不大。
实验小结:1、本实验原理比较简单,但就是对操作与数据处理有比较高得要求;2、实验过程中应注意保证三线摆只存在转动,避免出现水平方向得平动,因此除了利用上盘与绳得张力使摆开始摆动外,在实验过程中也要尽量减少系统得晃动;3、在验证平行轴定理得数据处理中,考虑下盘加重物得转动惯量或者就是只考虑重物得转动惯量都就是可以得,无非就是一个常数(下盘得转动惯量)得差量,不会影响斜率(重物质量)得测量,简单起见我采用得就是前者;4、从实验结果瞧,与理论值吻合得比较好。
思考题:1、用三线摆测量刚体得转动惯量时,扭转角得大小对实验结果有无影响？若有影响,能否进行修正？Sol:扭转角得大小对实验结果就是有影响得,这就是因为只有当扭转角很小得时候,才能将摆得运动近似瞧成就是简谐振动。
从实验原理中对于转动惯量得计算公式得推导来瞧,利用了“当a很小时,sin(a)=tan(a)=a”得结论,因此若要进行修正,则不能作此近似,h得表达式中将修正出sin(a)与tan(a)得项。
2、三线摆在摆动中受到空气阻尼,振幅越来越小,它得周期将如何变化？请观察实验,并说出理论根据。
Sol:由于空气阻尼得作用,机械能将不就是常量,而成为一个与时间相关得函数,在推导中对方程两边求导时将多出一项,而且显然这一项就是负得,分析表达式,知道角加速度(负值)得绝对值将更大,意味着角速度将更大,周期变小。
3、加上待测物体偶后,三线摆得周期就是否一定比空盘大？为什么？Sol:根据实验所得数据,显然这就是不一定得。
因为周期得大小与转动惯量有关,转动惯量得大小除了与总质量有关外,还与质量相对于考察点得分布有关。