三线摆测量物体转动惯量实验方法的改进.pdf

第 ３１ 卷 第 ５ 期 周口师范学院学报 ２０１４ 年 ９ 月
．３１ ．５ ．２０１４
Vol No Journal of Zhoukou Normal University Sep
三 线 摆 测 量 物 体 转 动 惯 量 实 验 方 法 的 改 进
张国玺１ ，丁 　 俊２
（１ ．郑州幼儿师范高等专科学校 ，河南 郑州 ４５００００ ；
２ ．河南工程学院 理学院 ，河南 郑州 ４５１１９１）
摘 　 要 ：首先阐述了三线摆实验的研究意义与现状 、原理与内容 ，接着在分析影响该实验精度因素的基础上 ，
提出了周期测量 、摆角控制和固定转轴装置的改进 ，其次在对三线摆实验进行误差分析中得出减小误差的几
种优化方案 ，最后分别比较实验改进前后的精确度和实验效率 ，得出实验改进后实验精确度提高了 １８ 倍之
多 ，效率提高了近 ５ 倍的结论 ．
关键词 ：三线摆 ；转动惯量 ；误差分析 ；光控
中图分类号 ： ４ － ３４ 　 　 文献标志码 ： 　 　 文章编号 ：１６７１ ９４７６（２０１４）０５ ００５７ ０５
O A
　 　 转动惯量是理论力学中的一个基本的物理量 ， 高了测量精度 ；１９９６ 年 ，王淑贤［６ ］ 介绍了三线摆测
它是刚体转动时惯性的量度 ，其量值取决于物体的 物体转动惯量实验中用光控数字毫秒计测量周期
形状 、质量分布以及所选转轴的位置 ．对于几何形 的方法 ，提高了测量精度 ；２００３ 年 ，李建设和柳闻
状简单 、质量分布均匀的刚体可以直接用公式计算 鹃［７］ 指出在三线摆测量转动惯量的实验中 ，可以利
出它相对于某一确定转轴的转动惯量 ．但是 ，对于 用微机的串行口来记录三线摆的振动周期 ．以上研
外形复杂和质量分布不均匀的物体就只能通过实