三線擺測(cè)量物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

1、三線擺測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量三線擺測(cè)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(cè)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(jiǎn)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(cè)量過(guò)程中，如下盤出現(xiàn)晃動(dòng)，對(duì)周期有測(cè)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(jiǎn)諧振動(dòng)，從而運(yùn)用公式測(cè)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(cè)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(cè)物后周期不一定00()1mmm??01TT

3、?變大。(4)測(cè)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(jiǎn)諧振動(dòng)，從而運(yùn)用公式測(cè)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(cè)剛體的有關(guān)尺寸數(shù)據(jù)的記錄及簡(jiǎn)單計(jì)算待測(cè)剛體的有關(guān)

4、尺寸數(shù)據(jù)的記錄及簡(jiǎn)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(cè)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??????????????????????????????