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1、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JJ1J0gRr ( m m0 )T12m0 T02 4 2 H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
2、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
3、”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卡尺测出待测圆环的内、外直径2R1、 2R2。H0 和放置两小圆柱体小孔间距2x；用游标(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 a3.870± 0.002cm ， R3 b 7.150± 0.002 cm33H0 = 54.60± 0
4、.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下盘下盘加圆环摆动171.68174.2850 次272.06274.16所需371.88374.15时间471.65474.2250T（ s）571.62574.13平均71.78平均74.19周 期T0=1.440.01sT 1= 1.48±0.01s有关长度多次测量数据记录参考表项目上盘悬孔下盘悬孔间待测圆环间距 a距 b（cm）外直径 2R1内直径 2R2次数（ cm）（ cm）（ cm）16.70212.38811.996
5、11.30026.70212.36012.00011.29636.70612.39012.00011.30046.70012.38611.99611.26256.70612.39012.01611.302平均6.703 ±12.383 ±12.002 ±11.292 ±0.0020.0020.0020.00250T071.6872.0671.8871.6571.62571.78(s)T071.78501.436(s)5250Ti 50T2T0i 1500.01(s)40.0150T174.2874.1674.1574.2274.13574.19(s)52
6、5 0Ti5T0T174.19 501.484(s)T1i 1240. 0 1 5 0 0.s0 1 ( )a6.7026.7026.7066.7006.70656.703(cm)52aia0.00223ai 10.003(cm)ra 0. 0 0 2c( m )43b12.38812.36012.39012.38612.390512.383(cm)52bib3bi 10.00220.003(cm)Rb0. 0 0 2c(m )432R111.99612.00012.00011.99612.016512.002(cm)522Ri2R122R1i10.002(cm)40.0022R211.300
7、11.29611.30011.26211.302511.262(cm)522Ri2R222R2i10.002(cm)40.002J J1J 0gRr(mm0 )T12m0 T02 42 H979.33.387.149(192.26499.68)1.4842499.681.4362 43.14254.606.158103 ( gcm2 )JJR22RJr2rJm2J2J2J22222mm0mT1T1T0T0gr( m m0 )T12m0 T02 2R 2gR( m m0 )T12m0T02 2r 242 H42 HgRr222gRr22222gRrT1222gRrm0T022(42 HT1)m4
8、 2H(T1T0)m04 2 H( m m0 )T14 2 HT00.083103 ( g cm2 )J (6.1580.083) 103 ( g cm2 )J理论m ( R12R22 )0.5192.26(6.001 25.6482 )6.528103 ( g cm2)2E 6.158 6.528 100% 5.7%6.528六、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。