实验二用三线摆求圆盘的转动惯量.docVIP

实验二 用三线摆求圆盘的转动惯量 实验目的 1.了解并掌握用三线摆法测取物体转动惯量。 2.了解用等效法测取不规则物体定轴转动惯量的方法。 3.通过实验加深对转动惯量的理解。 实验原理 如图所示三线摆，三根绳长均为l，分别系在水平圆板上，三点连线为一等边三角形，各点的圆心距离皆为r。均质圆板质量m，半径R。 如在圆板上放一个质量m的任意形状试件S，由系统对铅垂oz的动量矩定理得： 式中M为两物体的质量和，T为摆线的微扭周期，Joz是系统对oz轴的转动惯量。 测出T值，算出，Joz，再减去圆盘的转动惯量，便得试件S在该位置对oz轴的转动惯量。 等效方法：系统的转动惯量只与质量M和微振周期T有关，现在相同的三线摆上搁置两个直径d，质量各为m/2的圆柱形物体，如图所示。为平稳起见，两圆柱体相对o点对称。通过调整圆柱体到o点的距离b，使得此系统和待测试件所在三线摆的T相同，则两系统的Joz相等。此时圆柱体对oz的转动惯量即为待测试件对oz轴的转动惯量。 三、实验步骤 1、调整摆线长度，测量两组不同摆线的数据。计录后计算。 2、在相同摆线位置时，同时测量圆柱形物体和试件S具有相同周期时所在的位置b，计录后计算。 四、数据处理 1、用三线摆进行测量的数据： 摆线长度（cm） 20次摆动时间（s） 平均周期T （s） 转动惯量（kg.m2） 误差（%） 理论值 实测值 30 50 70 理论值 此处的a，b为待测物体的长和宽，h是待测物体的中心距圆心的距离。 用2个圆柱测量的数据： 距离b mm 20次摆动的时间（s） 转动惯量 kg.m2 30 50 70 五、思考题 1、误差产生的原因？ 2、分析三线摆摆长对测量结果的影响。