一、教学目的:
1、学会用三线摆测定物体圆环的转动惯量;
2、学会用累积放大法测量周期运动的周期;
4、学习运用表格法处理原始数据,进一步学习和巩固完整地表示测量结果;
5、学会定量的分析误差和讨论实验结果。
二、实验仪器:
1.FB210 型三线摆转动惯量测定仪
2.米尺、游标卡尺、水平仪、小纸片、胶带
3.物理天平、砝码块、各种形状的待铁块
三、实验原理
gRr
J J
1
J
0
[(m m
0
)T
1
2
m
0
T
0
2
]
2
4
H
通过长度、质量和时间的测量,便可求出刚体绕某轴的转动惯量。
四、实验内容
1.用三线摆测定圆环对通过其质心且垂直于环面轴的转动惯量。
2.用三线摆验证平行轴定理。实验步骤要点如下:
(1) 调整下盘水平:将水准仪置于下盘任意两悬线之间,调整小圆盘上的三个旋钮,改变三悬线的长
度,直至下盘水平。
(2) 测量空盘绕中心轴 OO?转动的运动周期
T
设定计时次数,方法为按“置数”键后,再按“下调”
0
:
或“上调”键至所需的次数,再按“置数”键确定。轻轻转动上盘,带动下盘转动,这样可以避免三线摆
在作扭摆运动时发生晃动。注意扭摆的转角控制在 5o 左右,摆动数次后,按测试仪上的“执行”键,光
电门开始计数(灯闪)到给定的次数后,灯停止闪烁,此时测试仪显示的计数为总的时间 ,从而摆动周期
为总时间除以摆动次数。进行下一次测量时,测试仪先按“返回”键。
(3) 测出待测圆环与下盘共同转动的周期
T
1
:将待测圆环置于下盘上,注意使两者中心重合,按同样
的方法测出它们一起运动的周期
T
1
。
(4) 测出上下圆盘三悬点之间的距离
a
和
b
,然后算出悬点到中心的距离
r
和
R
(等边三角形外接圆半
径)
(5) 其它物理量的测量:用米尺测出两圆盘之间的垂直距离
H
0
和放置两小圆柱体小孔间距 2
x
;用游标
卡尺测出待测圆环的内、外直径 2
R
1
、2
R
2
。
(6) 用物理天平测量圆环的质量。
五、实验数据记录与处理:
1.实验数据记录
r
3
3
a
± cm ,
R b
± cm
3
3
H
0
= ± cm, 下盘质量
m
0
= ± g
待测圆环质量
m
= ± g
累积法测周期数据记录参考表格
下盘
摆动
50 次
所需
时间
50T
(s)
周 期
1
2
3
4
5
平均
1
2
3
4
5
平均
下盘加圆环
T
0
=
s
T
1
= ± s
有关长度多次测量数据记录参考表