三线摆测刚体转动惯量实验报告.docx

三线摆测刚体转动惯量实验报告
一、实验目的：
。
、长度、质量等基本物理量的测量方法以及仪器的水平调节。
二、实验仪器：
三线摆，待测物体（圆环和两个质量和形状相同圆柱），游0次全振动所需的时间，重复5次，计算出 平均周期。
4．利用测得周期，带入计算。
5．与圆盘的理论值比较，J=mR/2，求出相对误差。
二、测圆环的转动惯量：
1．把圆环放在下盘中，注意使环的质心恰好在转动轴上，重复以上步骤，测出载有圆环的转动周期，根据公式计算转动惯量。
2．用游标卡尺分别测出圆环的内、外半径R内和R外，计算理论结果J理论=(R+ R)m/2。
3．将实验值和理论值相比较，给出相对误差。
Ⅱ、线上操作：
正式开始实验：
（1）开始实验后，从实验仪器栏中点击拖拽仪器至实验台上。三线摆本身无法删除。开始时实验仪器已经摆好在实验桌上。
将实验仪器栏，实验提示栏和实验内容栏展开，将鼠标移至仪器各部分均会显示说明信息。双击其左上部系统菜单图标关闭仪器图片窗口，在实验仪器列表窗口双击其左上部系统菜单图标关闭之。
（2）三线摆
双击桌面上三线摆小图标，弹出三线摆的操作窗体，包括三线摆振动系统、两个圆柱体、圆环、水平仪等。
（3）水平调节界面
将水平仪拖动到三线摆支架上方或下圆盘中，观察三线摆是否水平，如下图：
可以通过三线摆支架下方两个调节旋钮调节支架上方水平，三线摆上圆盘上方的六个旋钮调节下圆盘水平。当调节下圆盘的水平时，要先将水平调节开关打开。
（4）米尺测量上圆盘悬点之间的距离
双击桌面上的米尺后，出现米尺的操作主界面，如下图：
选择“上圆盘悬点之间的距离”，如下图所示：
可以通过点击米尺上的选择方向图标来旋转改变米尺的角度。记下各个悬点之间的距离。同理，测量下圆盘悬点之间的距离。在测量下圆盘悬点之间的距的视图中，有一个放大的区域，有利于清晰地读出刻度数，如下图：
测量出各个悬点之间的距离，填入表中。再用米尺测量出上下圆盘之间的距离，该步骤在米尺的主界面中完成，如下图：
可以拖动该图左边的白色矩形框，右边同步放大显示米尺和三线摆，也可以拖动中间的米尺，改变其上下位置。
（5）测量没有放置物品时三线摆的转动周期
双击桌面上的电子停表，将三线摆拖动一个小角度，松开后，记录三线摆转动20个周期的时间。
（6）游标卡尺测量圆环的内径
双击桌面上的游标卡尺，出现游标卡尺的主视图，如下图：
点击开始测量按钮后，在该图的左边出现测量内容，如下图：
右击锁定按钮，打开游标卡尺，拖动下爪一段距离；将圆环从待测物栏中拖动到两爪之间，如下图：
拖动游标卡尺进行测量，记下读数。如果需要重复测量某一物品时，点击清除物品按钮后，再次将物品拖动到游标卡尺上（下）爪的测量位置。
（7）同理测量圆环的外径、圆柱体的直径以及在下圆盘上放好两圆柱体后两圆柱体之间的距离。
（8）测量三线摆加上圆环后的转动周期
将圆环拖动到三线摆的下圆盘中，当拖动圆环到下圆盘，放下圆盘时圆盘会自动停在下圆盘的对称位置。如下图：
转动三线摆，用电子停表记下周期。
（9）测量下圆盘放好两圆柱体后的转动周期
将两圆柱体放在下缘盘上，当放好一个圆柱体后，拖动另一个圆柱体到下圆盘，松下鼠标后，圆柱体会自动放在与上一个圆柱体对称的位置上。如下图：
（10）转动三线摆测量加上两圆柱体后的摆动周期
（11）完成实验。按照实验内容中的要求完成实验。保存数据，单击记录数据按钮弹出记录数据页面。
在记录数据页面的相应地方填写实验中的测量数据，点击关闭按钮，则暂时关闭记录数据页面；再次点击记录数据按钮会显示记录数据页面。
六、实验数据：
表1．实验仪器各量的数据记录
下圆盘半径
(cm)
上圆盘半径
(cm)
上圆盘各悬点间平均距离a(cm)
下圆盘各悬点间平均距离b(cm)
上下盘之间的距离(cm)
下圆盘直径
(cm)
圆环内半径
(cm)
圆环外半径
(cm)
9．858







a=(++)/3=
b=(++)/3=
H=(++)/3=
R内=（++）/3=
R外=（++）/3=
r= R= D=
表2．测圆盘、圆环转动惯量数据记录