三线摆测转动惯量实验报告.docx

实验9三线摆测转动惯量
、实验目的
掌握三线摆法测物体转动惯量的原理和方法。
学****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。
验证转动惯量的平行轴定理。
二、 实验仪器
FB210型三线摆转动惯量实验仪，FB213型下圆盘静止，再拨动上圆盘的“转动手柄”，使下圆盘绕中心轴作微小扭
转运动。稳定后，按毫秒仪上的“执行”键开始计时，记录时间t，重复3次。
0
（3）放上待测圆环，使其边缘与下圆盘上对应刻线对齐，按上面方法测量20 个 周期的时间t，重复3次。
（4）将两圆柱体对称放在离中心d=2cm处，测3次扭转时间。每次d增大1cm 直到6cm,各测3次时间。
3、测长度量和质量
（1） 用钢卷尺测上、下圆盘之间的距离H。
（2） 用游标卡尺分别下圆盘直径D、圆环的内径D和外径D各一次。测上、下
圆盘悬线孔构成的三角形边长b和a，每个边各测一次。1 2
（3） 记录标注的下圆盘质量m、圆环质量m、小圆柱体质量m
01
五、数据处理
下圆盘的转动惯量：
由公式10二
m0 ga—12
12 兀 2 N 2 H 0
得测量值：
461 x 980 x x
I =
0 12 x x 202
x = (gem2)
理论值：I' = -m D2 = 461 x = (gem2)
0 8 0 8
相对误差：E = 10 _10 x 100% = ( —) x 104 x 100% = -%
r I' x 10- 4
0
圆环的转动惯量：
mT
由公式1 = 10[(1 + )( )2 ― 1]，得测量值：
0 m T
00
195
I' = 104[(1 + )x ( )2 — 1] = (gem2)
0 491
1 195
理论值：I' = m(D2 + D2)= 2-( +)= (gem2)
08 118
相对误差： E =
r
丄 x 100% = ( - ) x 103 x 100% = %

Tf
验证平行轴定理计算
由表1、2数据及I结果，由（5）式得测量值I，式中T/T = t/1 （因N相同）;
用（4）式得理论值I:，即ID
0 D 0 0
=I + m d2 = - m D2 + m d2。计算结果见表3.
C 1 8 1 1 1
表3
验证平行轴定理数据计算表
I = gem2,
0
m =461g， t =， m =88g， D =
0 0 1 1
d (cm)
t (s)
测量值I (g - cm2)
D
理论值I (g - cm 2)
D
相对误差E
r
2



-%
3



-%
4

1