大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)-拓展提高篇 課件 實(shí)驗(yàn)2.3-雙線擺與扭擺測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

用雙線擺和扭擺測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量第1節(jié)背景介紹與實(shí)驗(yàn)原理大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——拓展提高篇實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)會(huì)用雙線擺和扭擺測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，驗(yàn)證平行軸定理；2.了解切變模量的概念，學(xué)會(huì)測(cè)量懸線的切變模量。背景知識(shí)一、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量1.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：剛體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性的量度

意義：一個(gè)物體對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的慣性背景知識(shí)背景知識(shí)背景知識(shí)2.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的兩個(gè)相關(guān)定理

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背景知識(shí)3.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量常用測(cè)量方法形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的剛體：理論計(jì)算形狀復(fù)雜、質(zhì)量分布不均勻的剛體：儀器測(cè)定雙線擺扭擺三線擺......轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)定儀背景知識(shí)二、切變模量意義：表征材料抵抗切應(yīng)變的能力

實(shí)驗(yàn)原理一、雙線擺雙線擺繞豎直轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)過一定初始角θ，上升一定高度h，雙線擺將自由擺動(dòng)。根據(jù)能量守恒，有

實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)原理

平行軸定理計(jì)算與驗(yàn)證方法

實(shí)驗(yàn)原理

二、扭擺用雙線擺和扭擺測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量第2節(jié)實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——拓展提高篇實(shí)驗(yàn)儀器需要用到的實(shí)驗(yàn)儀器：雙線擺實(shí)驗(yàn)儀、扭擺實(shí)驗(yàn)儀、DHTC-1A通用計(jì)數(shù)器、水平儀、米尺、游標(biāo)卡尺、待測(cè)物體。實(shí)驗(yàn)儀器1.DHTC-1A通用計(jì)數(shù)器測(cè)量功能：周期測(cè)量、脈寬測(cè)量、秒表計(jì)時(shí)、自由落體測(cè)量、角加速度測(cè)量等液晶顯示器系統(tǒng)復(fù)位鍵功能鍵光電門1接口光電門2接口電磁鐵輸入接口實(shí)驗(yàn)儀器2.游標(biāo)卡尺使用方法：讀數(shù)結(jié)果L=主尺上的整數(shù)部分+副尺上的小數(shù)部分不需要估讀！實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法ObjectiveOperationObservationRecord1調(diào)整儀器，使之達(dá)到測(cè)量狀態(tài)a.將水平儀放在上盤上，通過調(diào)節(jié)底座水平螺絲調(diào)節(jié)上盤水平。水平儀氣泡是否處于中心。b.將光電門安裝在光電門架上。雙線擺其中一頭的擋光針在擺動(dòng)時(shí)能否通過光電門。c.光電門信號(hào)線與傳感器I口相連，通用計(jì)數(shù)器開機(jī)，按任意鍵進(jìn)入，選擇“周期測(cè)量“并確認(rèn)，將測(cè)量周期數(shù)n設(shè)為10，選”開始測(cè)量“。一、雙線擺實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法ObjectiveOperationObservationRecord2測(cè)量儀器常數(shù)a.讀取均勻細(xì)桿、待測(cè)物體、單個(gè)待測(cè)圓環(huán)體的質(zhì)量分別記為m0、mx、m1b.游標(biāo)卡尺測(cè)量待測(cè)圓環(huán)體外環(huán)直徑、內(nèi)環(huán)直徑和厚度分別記為D1、D2、d13測(cè)量擺動(dòng)周期a.撥動(dòng)上盤，使雙線擺以小角度振動(dòng)，然后按確認(rèn)鍵讀通用計(jì)數(shù)器并記錄T0b.將待測(cè)物安裝在均勻細(xì)桿上，并使系統(tǒng)小角度擺動(dòng)讀通用計(jì)數(shù)器并記錄Txc.兩待測(cè)小圓環(huán)體對(duì)稱地套在均勻細(xì)桿兩端，并系統(tǒng)小角度擺動(dòng)讀兩圓環(huán)體中心距離2x，讀通用計(jì)數(shù)器并記錄T1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法雙線擺實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)記錄表L/mmd1/mm2x/mmD1/mmD2/mmm0/gmx/gm1/gT0/sTx/sT1/s實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法二、扭擺實(shí)驗(yàn)ObjectiveOperationObservationRecord1調(diào)整儀器，使之達(dá)到測(cè)量狀態(tài)a.將光電門安裝在光電門架上，使扭擺的擋光針在擺動(dòng)時(shí)能通過光電門。b.光電門信號(hào)線與傳感器I口相連，通用計(jì)數(shù)器開機(jī)，按任意鍵進(jìn)入，選擇“周期測(cè)量“并確認(rèn)，將測(cè)量周期數(shù)n設(shè)為10，選”開始測(cè)量“2測(cè)量儀器常數(shù)a.讀取扭擺上圓環(huán)體的質(zhì)量為m1記錄m1，D1，D2，L，db.用游標(biāo)卡尺測(cè)量圓環(huán)體外直徑D1、D2，用米尺測(cè)量懸線長度L，用游標(biāo)卡尺測(cè)量懸線直徑d實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法ObjectiveOperationObservationRecord3測(cè)量擺動(dòng)周期a.撥動(dòng)上盤，使扭擺以小角度振動(dòng)，然后按通用計(jì)數(shù)器的確認(rèn)鍵，開始測(cè)量空盤周期T0讀通用計(jì)數(shù)器并記錄T0b.將圓環(huán)體放置于扭擺盤上，使二者質(zhì)心對(duì)齊，撥動(dòng)使以小角度振動(dòng)，測(cè)量系統(tǒng)周期T讀通用計(jì)數(shù)器并記錄T實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法扭擺實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)記錄表m1/gD1/mmD2/mmd/mmL/cmT0/sT/s數(shù)據(jù)處理及要求一、雙線擺實(shí)驗(yàn)

數(shù)據(jù)處理及要求

用雙線擺和扭擺測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量第3節(jié)附錄大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——拓展提高篇分析與思考1.雙線擺在擺動(dòng)過程中受到空氣阻力，振幅會(huì)越來越小，其周期是否會(huì)隨時(shí)間而改變？提示：周期只與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J0、質(zhì)量m0與繩長L有關(guān)，與振幅無關(guān)。且空氣阻力通常較小，屬于小阻尼，且一般與速度呈線性關(guān)系，故不會(huì)影響周期。分析與思考2.在雙線擺實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生誤差的原因有哪些？提示：估讀的誤差、擺動(dòng)角度過大導(dǎo)