大学物理实验之用三线摆测物体的转动惯量

1、了解三线摆原理，并以此测物体的转动惯量。

2、掌握秒表、游标卡尺等测量工具的使用方法，掌握测周期的方法。

3、加深对转动惯量概念的理解。

1、三线摆测转动惯量的原理。

2、准确测量三线摆扭摆周期。

讲授、讨论与演示相结合。

3学时。

转动惯量是刚体转动惯性的量度，它的大小与物体的质量及其分布和转轴的位置

有关。对质量分布均匀、形状规则的物体，通过外形尺寸和质量的测量，就可以算出

其绕定轴的转动惯量，而质量分布不均匀、形状不规则物体的转动惯量则要由实验测

出。本实验利用三线摆测出圆盘和圆环对中心轴的转动惯量并与理论值进行比较。

三线扭摆法测量转动惯量的优点是：仪器简单，操作方便、精度较高。

一、实验目的

1、了解三线摆原理，并以此测物体的转动惯量。

2、掌握秒表、游标卡尺等测量工具的使用方法，掌握测周期的方法。

3、加深对转动惯量概念的理解。

二、实验仪器

三线摆仪，秒表，游标卡尺，钢直尺，水准器，待测圆环。

三、实验原理

三线摆实验原理如图所示，圆盘(下盘)由三根悬线悬挂于启动盘(上盘)之下，两圆盘圆心位于同一竖直轴上。轻扭上盘，在悬线扭力的作用下、圆盘可绕其中心竖轴作小幅扭摆运动。

…… …… 余下全文

实验11 用三线摆测物体的转动惯量

[实验目的]

1．学会用三线摆测物体的转动惯量。

2．验证转动惯量的平行轴定理。

[实验仪器]

三线摆、FD-IM-II型计时计数毫秒仪、激光器、光电接收器、水准仪、待测圆环、待测圆柱、游标卡尺、米尺等。

[实验原理]

一、测悬盘绕中心轴转动时的转动惯量J₀

本实验用三线摆实验装置测定物体的转动惯量（详见实验讲义）。三线摆下悬盘的转动惯量为

                     （11-1）

式中m₀ 为下悬盘的质量，g为重力加速度，（a是下悬盘的三个接点之间的距离），（a'是上圆盘的三个接点之间的距离），H为上下两圆盘间的垂直距离，T₀是悬盘的扭动周期。

二、测圆环绕中心轴转动的转动惯量J₁

把质量为m₁ 的圆环放在悬盘上，使两者圆心重合，组成一个系统。如果测得它们扭动的周期为T₁ ，则这个系统的转动惯量为

                   （11-2）

…… …… 余下全文

三线摆测定物体转动惯量实验指导与数据处理 

1实验仪器清单

1.1三线摆装置、电子秒表、游标卡尺、米尺、水平仪

2 实验内容

2.1 三线摆法测定悬盘的转动惯量

2.1.1 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）；

2.1.2 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；

2.1.3 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；

2.1.4 用米尺测定悬盘到上盘三线接点的距离H₀；

2.1.5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。）；

2.1.6 用电子秒表测定50个摆动周期的摆动的时间t₀六次；

2.2测定不规则物体的转动惯量

2.2.1把不规则物体置于悬盘上重新调整水平，并测定悬盘到上盘之间的距离H₁，重复步骤2.1.5及用电子秒表测量该50个摆动周期的时间t₁六次。

2.3验证转动惯量平行轴定理（选做）

3 难点指导

3.1计数器的使用方法：

3.1.1开启电源，揿“测周期”的按键，使屏幕上显示“t”；

…… …… 余下全文

《用三线摆法测定物体的转动惯量》的示范报告

                                                           竺江峰    2007年3月18日

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。

…… …… 余下全文

大学物理实验教案

实验名称：三线摆法测定物体的转动惯量

1  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）掌握利用公式法测定物体的转动惯量。

2  实验仪器

三线摆装置   计数器   卡尺   米尺    水平器

3  实验原理

3.1 三线摆法测定物体的转动惯量

机械能守恒定律：

简谐振动：

                      

通过平衡位置的瞬时角速度的大小为：；

所以有：

根据图1可以得到：

从图2可以看到：

根据余弦定律可得

所以有：

整理后可得：

；摆角很小时有：      所以：

整理得：；又因，   所以：

…… …… 余下全文

《用三线摆法测定物体的转动惯量》的示范报告

                                                       

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

…… …… 余下全文

大学物理实验教案

实验名称：三线摆法测定物体的转动惯量

1  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）掌握利用公式法测定物体的转动惯量。

2  实验仪器

三线摆装置   计数器   卡尺   米尺    水平器

3  实验原理

3.1 三线摆法测定物体的转动惯量

机械能守恒定律：

简谐振动：

                      

通过平衡位置的瞬时角速度的大小为：；

所以有：

根据图1可以得到：

从图2可以看到：

根据余弦定律可得

所以有：

整理后可得：

；摆角很小时有：      所以：

整理得：；又因，   所以：

…… …… 余下全文

用三线摆测量物体的转动惯量

一、实验目的与要求

（1）       学习三线摆的构造原理和使用方法；

（2）       学习用三线摆的三线摆或扭摆测物体的转动惯量，并将实验值和理论值进行比较；

（3）       验证转动惯量的平行轴定理。

二、实验仪器：

三线摆实验仪或扭摆，气泡水准器，游标卡尺，米尺，秒表。

刚体附件：圆盘M0，铁圆环Ma，铝圆环Mb，铁（或铝）圆柱体Mc等。

三、实验原理：

三线摆实验装置示意图。三线摆是由上、下两个匀质圆盘，用三条等长的摆线（摆线为不易拉伸的细线）连接而成。上、下圆盘的系线点构成等边三角形，下盘处于悬挂状态，并可绕OO‘轴线作扭转摆动，称为摆盘。由于三线摆的摆动周期与摆盘的转动惯量有一定关系，所以把待测样品放在摆盘上后，三线摆系统的摆动周期就要相应的随之改变。这样，根据摆动周期、摆动质量以及有关的参量，就能求出摆盘系统的转动惯量。设下圆盘质量为，当它绕OO＇扭转的最大角位移为时，圆盘的中心位置升高，这时圆盘的动能全部转变为重力势能，有：

…… …… 余下全文