三线摆实验报告(参考2)

一、实验目的

1、掌握水平调节与时间测量方法；

2、掌握三线摆测定物体转动惯量的方法； 3、掌握利用公式法测这定物体的转动惯量。

二、实验仪器

三线摆装置 电子秒表 卡尺 米尺 水平器

三、实验原理

1、三线摆法测定物体的转动惯量 圆盘：

I0mgab2T

122H若其上放置圆环，并且使其转轴与悬盘中心重合，重新测出摆动周期为T1和H1则：

I1(mM)gab2T1

122H1圆环的转动惯量为： I= I1-I0

2、公式法测定物体的转动惯量 圆环的转动惯量为：

1IM8DD

2221

四、实验内容

1、三线摆法测定圆环绕中心轴的转动惯量

a、用卡尺分别测定三线摆上下盘悬挂点间的距离a、b（三个边各测一次再平均）； b、调节三线摆的悬线使悬盘到上盘之间的距离H大约50cm左右；

c、调节三线摆地脚螺丝使上盘水平后再调节三线摆悬线的长度使悬盘水平； d、用米尺测定悬盘到上盘三线接点的距离H；

e、让悬盘静止后轻拨上盘使悬盘作小角度摆动（注意观察其摆幅是否小于10度，摆动是否稳定不摇晃。）；

f、用电子秒表测定50个摆动周期的摆动的时间t；

g、把待测圆环置于悬盘上（圆环中心必须与悬盘中心重合）再测定悬盘到三线与上盘接点间的距离H1，重复步骤e、f。

2、公式法测定圆环绕中心轴的转动惯量

用卡尺分别测定圆环的内径和外径，根据上表中圆环绕中心轴的转动惯量计算公式确定其转动惯量测定结果。（圆环质量见标称值）

五、数据处理

;

表一 三线摆法 项目 a(cm) b(cm) H(cm) t(s) H1(cm) t1(s) 1 8.636 17.264 50.90 77.06 51.05 84.53 2 8.626 17.374 50.80 76.85 51.15 84.63 3 8.698 17.200 50.70 76.97 51.10 84.88 4 50.85 76.69 51.00 85.28 5 50.90 76.81 50.95 84.75 6 50.80 77.25 51.05 84.34 平均值 8.653 17.279 50.82 76.94 51.05 84.34 表二 公式法 项目 D(cm) d(cm) 1 19.022 16.940 2 19.018 16.962 3 19.004 17.020 4 19.028 16.966 5 18.988 16.986 6 19.026 16.966 平均值 19.014 16.973 m=395g ; M=400g aaii1338.653cm ;

2sa2aaii133120.039

m0.002220.039uasa0.039 33bbii13317.279cm ;

2sbbbii1323120.088

m0.002220.088ubsb0.088

33HHii16650.82cm ;

2sHHHii1626120.076

uHm0.0522sH0.0760.082

33ttii16676.94s;st22ttii16610.2

2utm0.0522st0.20.2

33H1H1ii166251.05cm;sH1Hi161H1i26120.071

uH1m0.052sH0.0710.077 1332t1t1ii166284.74s ;

2st1ti161t1i26120.33

ut1m0.052st0.330.0.34 133mgabT2mgabt23959808.65317.27976.9422.279104 I0122H122H50222123.1450.8250(mM)gabT12(395400)9808.65317.27984.7424 5.54010I1122H122123.1451.0550II1I0(5.5402.279)1043.261104gcm2

EI0uaubutuHab2tH22222220.0390.08820.20.0828.65317.27976.9450.820.7611040.9%2

2.031052.601052.711052.61106EI1uaubab222utuH211t1H122220.0390.08820.340.077

8.65317.27984.7451.052.031052.601056.441052.310611.31051.1%2uuI0I0EI2.2791040.9%0.021104

0I1I1EI5.5401041.1%0.061104

1uIu2I0uI0.02120.06121040.07104

12EI1u0.071042.2% I3.261104I42IIuI3.260.0710gcm 2.1%EI

DDii16619.014cm ;

sDDDii162610.016

ddii16616.973cm ;

sdddii162610.028

11IM(D2d2)400(19.014216.9732)3.2481104g·cm2

88m0.00222uDsD0.00160.002

33m0.0022udsd0.0280.028

3322222uD2D2ud2d22uD ；uD22uDD20.00219.0140.08 Dud ；ud22udd20.02816.9731 d220.0811 22uDud22uDd2uD2d222EID2d2uD2ud2D2d2220.08320.051219.014216.97321649.611.6%

44EI1.6%3.2481100.0610 IuI42IIuI3.250.0610gcm EI1.6%六、思考题