(最新整理)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)之用三線擺測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

1、(完整)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)之用三線擺測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(完整)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)之用三線擺測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)之用三線擺測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來(lái)便利。同時(shí)也真誠(chéng)的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺(jué)得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為(完整)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)之用三線擺測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的全部?jī)?nèi)容。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)之用三線擺測(cè)物體的

2、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量1、 了解三線擺原理，并以此測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。2、 掌握秒表、游標(biāo)卡尺等測(cè)量工具的使用方法，掌握測(cè)周期的方法。3、 加深對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量概念的理解。1、 三線擺測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的原理.2、 準(zhǔn)確測(cè)量三線擺扭擺周期。講授、討論與演示相結(jié)合。3學(xué)時(shí)。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的量度，它的大小與物體的質(zhì)量及其分布和轉(zhuǎn)軸的位置有關(guān)。對(duì)質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，通過(guò)外形尺寸和質(zhì)量的測(cè)量，就可以算出其繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,而質(zhì)量分布不均勻、形狀不規(guī)則物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量則要由實(shí)驗(yàn)測(cè)出.本實(shí)驗(yàn)利用三線擺測(cè)出圓盤和圓環(huán)對(duì)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量并與理論值進(jìn)行比較。三線扭擺法測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的優(yōu)點(diǎn)是：儀器簡(jiǎn)單,操作方便、精度較高。一、實(shí)

3、驗(yàn)?zāi)康?、了解三線擺原理，并以此測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量.2、掌握秒表、游標(biāo)卡尺等測(cè)量工具的使用方法，掌握測(cè)周期的方法。3、加深對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量概念的理解。二、實(shí)驗(yàn)儀器三線擺儀，秒表，游標(biāo)卡尺，鋼直尺，水準(zhǔn)器，待測(cè)圓環(huán)。三、實(shí)驗(yàn)原理三線擺實(shí)驗(yàn)原理如圖所示，圓盤(下盤）由三根懸線懸掛于啟動(dòng)盤（上盤)之下，兩圓盤圓心位于同一豎直軸上。輕扭上盤,在懸線扭力的作用下、圓盤可繞其中心豎軸作小幅扭擺運(yùn)動(dòng).設(shè)圓盤的質(zhì)量為m0、上下盤的間距為h、上下盤的受力半徑為r與r、圓盤的扭擺角為（很小)。由于很小,所以圓盤在扭擺中升起的高度很小，可以認(rèn)為在此過(guò)程中上下盤的間距h保持不變。在此情況下，根據(jù)三角關(guān)系可以導(dǎo)出懸線拉力n對(duì)圓

4、盤的扭力矩為：。因?yàn)?所以。設(shè)圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為j0,且m與角位移的方向相反,根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)定律可得： 由此可知圓盤的扭擺為簡(jiǎn)諧振動(dòng)，解此微分方程得圓盤的振動(dòng)周期為： 三線擺原理圖 于是： 此即為圓盤對(duì)中心豎軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)驗(yàn)公式。在圓盤上同心疊放上質(zhì)量為m的圓環(huán)后，測(cè)出盤環(huán)系統(tǒng)的扭擺周期t,則盤環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 由此可得圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)驗(yàn)公式： 圓盤、圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的理論公式為:、式中r0、r1、r2分別為圓盤半徑及圓環(huán)的內(nèi)外半徑.四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、用水準(zhǔn)器調(diào)三線擺儀底座水平及下盤水平。2、使下盤靜止，然后朝同一方向輕轉(zhuǎn)上盤,使下盤作小幅扭擺.控制擺角不超過(guò)。3、待下盤扭擺穩(wěn)定后,用秒表測(cè)出連續(xù)

5、擺動(dòng)50個(gè)周期的時(shí)間，重復(fù)5次，然后算出周期t0的平均值。4、將圓環(huán)同心地放置于圓盤上，重復(fù)步驟2、3,測(cè)出周期t的平均值。5、用鋼直尺在不同位置測(cè)量上下盤之間的垂直距離5次.用游標(biāo)卡尺在不同位置分別測(cè)量上下盤懸線孔間距各5次。計(jì)算h、a、b的平均值,并由此算出受力半徑r與r的平均值。6、用游標(biāo)卡尺沿不同方向測(cè)量圓盤直徑、圓環(huán)內(nèi)外徑各5次。算出2r0、2r1、2r2的平均值。7、記錄圓盤、圓環(huán)的質(zhì)量m0、m及本地的重力加速度g。五、注意事項(xiàng)1、調(diào)下圓盤水平時(shí)，松開固定懸線的螺母后要注意控制住調(diào)節(jié)懸線長(zhǎng)度的螺母,防止懸線滑落.2、圓盤（或盤環(huán)）要在靜止?fàn)顟B(tài)下開始啟動(dòng)，以防止在扭擺時(shí)出現(xiàn)晃動(dòng)，圓盤

6、扭擺 的角度須50.3、圓盤(或盤環(huán)）啟動(dòng)后可連續(xù)測(cè)完5個(gè)50次周期，不必每次重新啟動(dòng)。4、注意游標(biāo)卡尺的零點(diǎn)修正、秒表與米尺的最小分度值及估讀.六、課堂指導(dǎo)1、圓盤水平的調(diào)節(jié)方法.2、圓盤啟擺的要求、方法及擺幅控制。3、圓盤扭擺周期的觀察方法。4、游標(biāo)卡尺的使用方法。七、思考題1、三線擺的振幅受空氣的阻尼會(huì)逐漸變小,它的周期也會(huì)隨時(shí)間變化嗎？答：振幅反映出諧振的強(qiáng)度;周期反映的是諧振的頻率，這是兩個(gè)意義不同的物理量。阻尼振動(dòng)的周期，阻尼系數(shù)是常數(shù)，所以周期不隨時(shí)間而變化。2、試分析：加了待測(cè)物之后,三線擺的扭擺周期是否一定大于空盤的扭擺周期？答：不一定.，,或.因?yàn)?，所以不一定大?，即不一

7、定大于（可以大于、等于或小于）.八、數(shù)據(jù)處理1、數(shù)據(jù)記錄及表格下盤質(zhì)量m0= 1.163 （kg）； 園環(huán)質(zhì)量m= 0.371 （kg)；g = 9。781 m/s2幾何尺寸測(cè)量:鋼直尺最小分度值 1 mm； 游標(biāo)卡尺最小分度值 0.02 mm；零點(diǎn)修正值 0.00 mm 項(xiàng)目次數(shù)上下盤距離h（cm）上盤孔間距a（mm）下盤孔間距b(mm）hiaibi145.3576.0243。71160.2892。54245。4576.10160。30345。4075.16160.28445。3576。10160。30545。4575.16160。28平 均45。4075。71160。29測(cè)量次數(shù)12345

8、平 均下盤直徑2r0 （mm)190.38190。36190.38190。36190.38190.37園環(huán)內(nèi)徑2r1 （mm）100。30100。30100.28100。30100。30100。30園環(huán)外徑2r2 （mm)150。16150。16150。18150.16150.16150。16周期測(cè)量:秒表最小分度值_0.1_s；零點(diǎn)修正值_0。00_s 項(xiàng)目次數(shù)下盤的周期t0（s）下盤加園環(huán)后的周期t(s）50t0it0i50titi171。770。7271.670.8371。770.8471。670。7571.670。8平 均71。641。43370。761。415 班級(jí) 序號(hào) 姓名 教師簽字 日期 2、數(shù)據(jù)處理計(jì)算圓盤、圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)驗(yàn)值、計(jì)算圓盤、圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的理論值、計(jì)算實(shí)驗(yàn)值與理論值的相對(duì)誤差九、教學(xué)后記1、用水準(zhǔn)儀調(diào)圓盤水平時(shí)需要技巧,須對(duì)學(xué)生說(shuō)明。2、實(shí)驗(yàn)中要注意巡視，觀察學(xué)生的操作，隨