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1、三線擺測物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量三線擺測物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量7預(yù)習(xí)思考題回答(1)用三線擺測剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí),為什么必須保持下盤水平?答:扭擺的運(yùn)動(dòng)可近似看作簡諧運(yùn)動(dòng),以便公式推導(dǎo),利用根據(jù)能量守恒定律和剛體轉(zhuǎn)動(dòng)定律均可導(dǎo)出物體繞中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式。(2)在測量過程中,如下盤出現(xiàn)晃動(dòng),對(duì)周期有測量有影響嗎?如有影響,應(yīng)如何避免之?答:有影響。當(dāng)三線擺在扭動(dòng)的同時(shí)產(chǎn)生晃動(dòng)時(shí),這時(shí)下圓盤的運(yùn)動(dòng)已不是一個(gè)簡諧振動(dòng),從而運(yùn)用公式測出的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將與理論值產(chǎn)生誤差
2、,其誤差的大小是與晃動(dòng)的軌跡以及幅度有關(guān)的。(3)三線擺放上待測物后,其擺動(dòng)周期是否一定比空盤的轉(zhuǎn)動(dòng)周期大?為什么?答:不一定。比如,在驗(yàn)證平行軸定理實(shí)驗(yàn)中,d=0246cm時(shí)三線擺周期比空盤??;d=8cm時(shí)三線擺周期比空盤大。理論上,220100020[()]04xgRrIIImmTmTH???????所以=〉22000()0mmTmT???000()TTmmm??而,并不能保證,因此放上待測物后周期不一定00()1mmm??01TT
3、?變大。(4)測量圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí),若圓環(huán)的轉(zhuǎn)軸與下盤轉(zhuǎn)軸不重合,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響?答:三線擺在扭擺時(shí)同時(shí)將產(chǎn)生晃動(dòng)時(shí),這時(shí)下圓盤的運(yùn)動(dòng)已不是一個(gè)簡諧振動(dòng),從而運(yùn)用公式測出的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將與理論值產(chǎn)生誤差。8數(shù)據(jù)記錄及處理g(重力加速度)=9.793ms2m0(圓盤)=380gm1(圓環(huán))=1182gm21(圓柱)=137gm22(圓柱)=137gx(兩圓柱離中心距離)=4.50cm表1待測剛體的有關(guān)尺寸數(shù)據(jù)的記錄及簡單計(jì)算待測剛體的有關(guān)
4、尺寸數(shù)據(jù)的記錄及簡單計(jì)算項(xiàng)目12345平均值521247.08()5iitts????252221()0.25()1iitttSsn??????t2=47.080.25(s)????2222220.250.00030.25()tBtusus??????2)待測物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量下盤加圓環(huán):a)空盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:32222200000222200321182109.7937.6681016.091049.45()12123.1444.89103
5、545.347510(.)mgRrmgabITTHHkgm?????????????????????b)空盤加圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:232212102212032()(3801182)109.7937.6681016.0951048.92()123.1444.891035126.966810(.)mmgabTHkgmI?????????????????????c)圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量平均值:33210(6.96685.3475)101.619310
6、(.)IIIkgm?????????圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量結(jié)果表示:1010222222101002210003222223222()()()()()66(3801182)109.7937.6681016.0951048.920.05()63.1444.891035351182109.7937.6681016.09510(63.144ITTTTmmgabTmgabTIIuuuuuTTHH??????????????????????????????
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