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1、大学物理实验报告实验项目名称 姓名 学号 专业 班级 指导教师 上课时间 年 月 日实验名称： 刚体转动惯量的测定实验时间：小组成员：实验地点：实验目的：学会用三线摆测量几种不同形状物体转动惯量仪器、设备和材料： 三线摆实验仪、气泡水平仪、游标卡尺、米尺、电子秒表、天平、圆环实验原理：三线摆就是通过测量它的扭转周期和有关的几何参数，而求出任一己知物体的转动惯量。设下圆盘的质量为 ，当它绕扭一小角度时，圆盘的位置升高为，它的势能增加为 当圆盘回到平衡位置时，只有转动动能 如果不考虑摩擦阻力，根据机械能守恒定律得： 若扭转的角度足够小，我们可以把下圆盘的运动看作简谐运动，则圆盘的角位移与时间的关系
2、为圆盘的最大角速度为 各几何参数之间的关系如图所示。设悬线长为，上、下圆盘的垂直距离为，上、下两圆盘上的悬点离各自圆盘中心的距离为、。则扭转前： 当角位移为，下圆盘上某悬点移动到，圆盘的上升高度为而 所以: 在扭转角度较小时 即为下圆盘对于轴的转动惯量。式中都可直接测出。如果测量质量为的待测物体对于轴的转动惯量，只需将该物放在下圆盘上，先算出该物和下圆盘共同对于轴的转动惯量为两者共同的一个完全扭转周期，于是待测物对于轴的转动惯量为实验内容. 仪器调整调节三线摆支架底座螺丝，使三线摆自身带的水平仪气泡居中，使支架铅直；将气泡水平仪置于下圆盘上，用上圆盘上的三个小螺丝调节三悬线长度，使气泡居中，下
3、圆盘水平。. 扭转周期的测量、为了使下圆盘扭转时不出现前后、左右的摆动，不要直接扭转下圆盘，而是轻轻扭动上圆盘，在线的张力牵动下使下圆盘作往复扭转，角度不要超过。用电子秒表测定0个完全振动所需的时间，则周期。重复3次求出平均值、将圆环放在下圆盘上相应槽内，按步骤测出两者一起扭转时的周期。. 质量和相关几何参数的测量、用天平称出圆环的质量（下圆盘的质量已标明在其表面上）、用钢卷尺测出上、下圆盘间的垂直距离；重复三次，求出平均值；用游标卡尺测出下圆盘的直径，测出圆环的内、外直径、 。、用游标卡尺分别测出上、下圆盘的三个悬点之间的距离a、b，重复三次，求出平均值，由和求出平均值、。、将数据填入表格中
4、。数据记录与数据处理测量装置的几何尺寸仪器：米尺，卡尺，（表格单位：cm）测量序数上、下圆盘间距上 圆 盘下 圆 盘圆 环123平均值标准差、上圆盘半径上圆盘半径:测量不确定度： ,测量结果：、下圆盘半径下圆盘半径:测量的不确定度: 测量结果：、上下圆盘间距从表得知上、下圆盘间距：测量的不确定度：， 测量结果：转动周期的测量秒表 测项与测次待测物三线摆摆动50个周期123平均值标准差圆盘圆盘加圆环从表得知三线摆振动周期 和不确定度 . 同理求得的不确定度=S周期测量结果： 圆盘 圆环加圆盘 3、质量的测量（单次测量）用天平测出圆盘和圆环的质量，并记录天平的感量（也可由实验室给出）圆盘质量：圆环质量：4、转动惯量的计算、圆盘的转动惯量圆盘的转动惯量的实验值： 测量的相对不确定度：=不确定度：测量结果： 圆盘的转动惯量的理论值：实验值与理论值相对误差：、圆环的转动惯量圆环和圆盘加在一起实验测得它们的转动惯量：圆环的转动惯量实验值： 圆环的转动惯量理论值：实验值与理论值相对误差： 实验结果分析指导老师评语及得分：签名： 年 月 日物理实验原始数据记录专业班级 实验日期 学号姓名 同组姓名