扭擺法測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的研究報(bào)告性實(shí)驗(yàn)報(bào)告

. /扭擺法測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量爭論性試驗(yàn)報(bào)告名目01間接比較測(cè)量法，確定扭轉(zhuǎn)常數(shù)K1驗(yàn)證平行軸定理12222六、數(shù)據(jù)記錄與處理33556試驗(yàn)名稱：扭擺法測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量摘要/ v .-其它參數(shù)的測(cè)定算出物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。一、試驗(yàn)?zāi)康纳枧[的構(gòu)造、使用方法和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量儀的使用；利用扭擺法測(cè)量不同外形物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和扭擺彈簧的扭擺常數(shù)；驗(yàn)證轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的平行軸定理；學(xué)會(huì)測(cè)量時(shí)間的累積放大法；把握不確定度的計(jì)算方法。二、試驗(yàn)原理根本原理的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，就是使物體搖擺，測(cè)量搖擺周期，通過物體搖擺周期TI的關(guān)系來測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。間接比較測(cè)量法，確定扭轉(zhuǎn)常數(shù)KIIT，標(biāo)準(zhǔn)物體被測(cè)1 0 0T，通過間接比較法可測(cè)得：1KKTI。驗(yàn)證平行軸定理mI時(shí)，0當(dāng)轉(zhuǎn)軸平行移動(dòng)距離*時(shí)，則此物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變?yōu)?。為了防止相對(duì)轉(zhuǎn)軸消滅非對(duì)稱狀況由于重力矩的作用使擺軸不垂直而增大測(cè)量誤差試驗(yàn)中承受兩個(gè)金屬滑塊關(guān)心I0

為兩個(gè)金屬滑塊繞通過質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，mI時(shí)〔實(shí)際上移動(dòng)的是通過質(zhì)心的軸

，當(dāng)轉(zhuǎn)軸平行移動(dòng)距離*桿桿 0. z.-兩個(gè)金屬滑塊的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

* 桿 0光電轉(zhuǎn)換測(cè)量周期三、試驗(yàn)儀器扭擺、金屬載物盤、塑料圓柱體、金屬空心圓筒、實(shí)心塑料球、金屬瘦長桿〔兩個(gè)滑塊游標(biāo)卡尺、米尺等測(cè)量長度的工具〕四、試驗(yàn)步驟調(diào)整測(cè)量系統(tǒng)用水準(zhǔn)儀調(diào)整儀器水平，設(shè)置計(jì)時(shí)器。測(cè)量數(shù)據(jù)〔1〕裝上金屬載物盤，測(cè)定其搖擺周期T0；將塑料圓柱體垂直放在載物盤上，測(cè)出搖擺周期T1，測(cè)定扭擺的彈簧扭轉(zhuǎn)常數(shù)K?！?〕測(cè)定金屬圓筒、塑料球與金屬瘦長桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?！?質(zhì)心離轉(zhuǎn)軸的距離分別有5.00、10.00、15.00、20.00、25.00〔單位：cmT?！?〕測(cè)量其他常數(shù)。利用電子天平，測(cè)出塑料圓柱、金屬圓筒、塑料球與金屬瘦長桿的質(zhì)量，并記錄有關(guān)物體的內(nèi)、外徑和長度。五、本卷須知機(jī)座應(yīng)保持水平狀態(tài)；安裝時(shí)要旋緊止動(dòng)螺絲，否則搖擺數(shù)次后擺角可能會(huì)明顯減小甚至停下；. z.-4彈簧的扭轉(zhuǎn)常數(shù)K小角度時(shí)變小。因此，整個(gè)試驗(yàn)中應(yīng)保持?jǐn)[角根本在這一*圍內(nèi)；5.有測(cè)出的推導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)常數(shù)K的計(jì)算公式，其中圓柱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量視作量。

間根本一樣，六、數(shù)據(jù)記錄與處理原始數(shù)據(jù)記錄物件質(zhì)量\g內(nèi)徑\mm外徑\mmL\mm塑料圓柱712.5099.95金屬圓筒719.3793.8599.95塑料球986.38108.15塑料球支座44.71瘦長桿131.22610.00瘦長桿支座79.44滑塊一240.156.0234.9733.05滑塊二240.556.0234.9733.05序號(hào)1 2345 平均金屬載物盤4.10 4.094.094.104.10 4.096塑料圓柱6.64 6.646.646.636.64 6.638金屬圓筒8.28 8.288.288.278.28 8.278塑料球5.95 5.965.965.965.95 5.956金屬瘦長桿11.16 11.1611.1611.1511.16 11.158滑塊所在位置1 2345 平均值5\512.81 12.8212.8212.8112.81 12.81410\1016.59 16.5916.5916.5916.58 16.588. z.-15\1521.4321.4421.4421.4321.4521.43820\2026.8126.7926.8026.8026.8026.80025\2532.3632.3732.3532.3632.3732.362滑塊一\滑塊二12345平均值5\1014.7914.7714.7714.7614.7714.7725\1517.5817.5717.5817.5817.5817.5785\2020.9020.8920.8820.8820.9020.8905\2524.9424.4824.4724.4824.4724.56810\1519.1119.1019.1019.0919.1019.10010\2022.1722.1822.1822.1822.1822.17810\2525.6025.5925.5925.5925.6025.59415\2024.1624.1624.1524.1424.1424.15015\2527.3427.3427.3427.3427.3327.33820\2529.6729.6629.6629.6729.6629.6645T/s。數(shù)據(jù)處理0〔1I0圓柱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量理論值估算不確定度：塑料圓柱轉(zhuǎn)動(dòng)慣量理論值結(jié)果表示：〔2〕計(jì)算扭擺常數(shù)KK:估算不確定度：扭轉(zhuǎn)常數(shù)的結(jié)果表示：〔3〕金屬載物盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量〔4〕金屬圓筒、塑料球與金屬瘦長桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)定值〔5〕計(jì)算金屬圓筒、塑料球與金屬瘦長桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的理論值，并與測(cè)定值進(jìn)展比較〔6〕驗(yàn)證平行軸定理將原始數(shù)據(jù)依次代入得：. z.-IJ單位均為作圖法驗(yàn)證，取取直線上兩點(diǎn)〔0.0250,10.077

〕、〔

,則有0.0425,14.229〕，則在誤差的允許*圍內(nèi)I與〔 〕有線性關(guān)系，斜率為

，則平行軸定理得證。七、爭論誤差分析〔1〕從試驗(yàn)結(jié)果中可以看到，塑料球和金屬瘦長桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量誤差相對(duì)較大。這是由于他們的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是在一個(gè)金屬支座上進(jìn)展的T/s慣量盡 滑塊的位置(m2)5\50.00502.5635.3555.294慣量小，5\1010\100.01250.02002.9543.3187.1138.9747.0888.8825\150.02503.51610.07710.07810\150.03253.82011.89511.8725\200.04254.17814.22914.26415\150.04504.28814.98814.862略；10\200.05004.43616.04116.058〔2〕扭15\200.06254.83019.01719.048

搖擺后，5\250.06504.91419.68419.64610\250.07255\250.06504.91419.68419.64610\250.07255.11921.36021.44020\200.08005.36023.41923.23415\250.08505.46824.37224.43020\250.10255.93328.69428.61625\250.12506.47234.14433.998該誤差也不能無視；〔3〕在稱質(zhì)量時(shí)，我們覺察兩個(gè)電子天平的示數(shù)也有所不同，故得到的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的理論值. z.-并不格外準(zhǔn)確；〔4〕在驗(yàn)證平行軸定理的試驗(yàn)中，滑塊所處的位