剛體轉(zhuǎn)動慣量的測定

1、大學物理實驗報告實驗項目名稱 姓名 學號 專業(yè) 班級 指導教師 上課時間 年 月 日實驗名稱： 剛體轉(zhuǎn)動慣量的測定實驗時間：小組成員：實驗地點：實驗?zāi)康模簩W會用三線擺測量幾種不同形狀物體轉(zhuǎn)動慣量儀器、設(shè)備和材料： 三線擺實驗儀、氣泡水平儀、游標卡尺、米尺、電子秒表、天平、圓環(huán)實驗原理：三線擺就是通過測量它的扭轉(zhuǎn)周期和有關(guān)的幾何參數(shù)，而求出任一己知物體的轉(zhuǎn)動慣量。設(shè)下圓盤的質(zhì)量為 ，當它繞扭一小角度時，圓盤的位置升高為，它的勢能增加為 當圓盤回到平衡位置時，只有轉(zhuǎn)動動能 如果不考慮摩擦阻力，根據(jù)機械能守恒定律得： 若扭轉(zhuǎn)的角度足夠小，我們可以把下圓盤的運動看作簡諧運動，則圓盤的角位移與時間的關(guān)系

2、為圓盤的最大角速度為 各幾何參數(shù)之間的關(guān)系如圖所示。設(shè)懸線長為，上、下圓盤的垂直距離為，上、下兩圓盤上的懸點離各自圓盤中心的距離為、。則扭轉(zhuǎn)前： 當角位移為，下圓盤上某懸點移動到，圓盤的上升高度為而 所以: 在扭轉(zhuǎn)角度較小時 即為下圓盤對于軸的轉(zhuǎn)動慣量。式中都可直接測出。如果測量質(zhì)量為的待測物體對于軸的轉(zhuǎn)動慣量，只需將該物放在下圓盤上，先算出該物和下圓盤共同對于軸的轉(zhuǎn)動慣量為兩者共同的一個完全扭轉(zhuǎn)周期，于是待測物對于軸的轉(zhuǎn)動慣量為實驗內(nèi)容. 儀器調(diào)整調(diào)節(jié)三線擺支架底座螺絲，使三線擺自身帶的水平儀氣泡居中，使支架鉛直；將氣泡水平儀置于下圓盤上，用上圓盤上的三個小螺絲調(diào)節(jié)三懸線長度，使氣泡居中，下

3、圓盤水平。. 扭轉(zhuǎn)周期的測量、為了使下圓盤扭轉(zhuǎn)時不出現(xiàn)前后、左右的擺動，不要直接扭轉(zhuǎn)下圓盤，而是輕輕扭動上圓盤，在線的張力牽動下使下圓盤作往復(fù)扭轉(zhuǎn)，角度不要超過。用電子秒表測定0個完全振動所需的時間，則周期。重復(fù)3次求出平均值、將圓環(huán)放在下圓盤上相應(yīng)槽內(nèi)，按步驟測出兩者一起扭轉(zhuǎn)時的周期。. 質(zhì)量和相關(guān)幾何參數(shù)的測量、用天平稱出圓環(huán)的質(zhì)量（下圓盤的質(zhì)量已標明在其表面上）、用鋼卷尺測出上、下圓盤間的垂直距離；重復(fù)三次，求出平均值；用游標卡尺測出下圓盤的直徑，測出圓環(huán)的內(nèi)、外直徑、 。、用游標卡尺分別測出上、下圓盤的三個懸點之間的距離a、b，重復(fù)三次，求出平均值，由和求出平均值、。、將數(shù)據(jù)填入表格中

4、。數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)處理測量裝置的幾何尺寸儀器：米尺，卡尺，（表格單位：cm）測量序數(shù)上、下圓盤間距上 圓 盤下 圓 盤圓 環(huán)123平均值標準差、上圓盤半徑上圓盤半徑:測量不確定度： ,測量結(jié)果：、下圓盤半徑下圓盤半徑:測量的不確定度: 測量結(jié)果：、上下圓盤間距從表得知上、下圓盤間距：測量的不確定度：， 測量結(jié)果：轉(zhuǎn)動周期的測量秒表 測項與測次待測物三線擺擺動50個周期123平均值標準差圓盤圓盤加圓環(huán)從表得知三線擺振動周期 和不確定度 . 同理求得的不確定度=S周期測量結(jié)果： 圓盤 圓環(huán)加圓盤 3、質(zhì)量的測量（單次測量）用天平測出圓盤和圓環(huán)的質(zhì)量，并記錄天平的感量（也可由實驗室給出）圓盤質(zhì)量：圓環(huán)質(zhì)量：4、轉(zhuǎn)動慣量的計算、圓盤的轉(zhuǎn)動慣量圓盤的轉(zhuǎn)動慣量的實驗值： 測量的相對不確定度：=不確定度：測量結(jié)果： 圓盤的轉(zhuǎn)動慣量的理論值：實驗值與理論值相對誤差：、圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量圓環(huán)和圓盤加在一起實驗測得它們的轉(zhuǎn)動慣量：圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量實驗值： 圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量理論