转动惯量的测量bu.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,15:07,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,/19,1,/19,实验四,转动惯量的测量,大连大学基础物理实验中心,主讲教师：部德才,2,/19,一,.,转动惯量简介,概念：,描述刚体在,转动中的惯性,大小的物理量。,刚体转动惯量的定义：,若刚体为连续体，积分代替求和,o,o,扭摆法、,三线摆法,转动惯量的测量方法：,3,/19,了解三线摆的构造及其测量转动惯量的原理。,学习转动惯量仪的调节与使用，复习游标卡尺的使用。,学会测量刚体的转动惯量。,二,.,实验目的,4,/19,三线摆,转动惯量测试仪,游标卡尺,钢直尺,水准仪,待测圆环,三,.,实验仪器,5,/19,通过上圆盘制动下圆盘，使下圆盘转动,下圆盘摆动角度很小,忽略空气阻力,下圆盘做,简谐运动,下圆盘对 轴,m,:,下圆盘质量,r,、,R,：上下盘线孔到盘心的距离,h,:,上下盘之间的垂直距离,T,0,:,简谐运动周期,四,.,实验原理,6,/19,1.,测量,下圆盘,的转动惯量,(,包括,实验值、不确定度,),下圆盘,对 轴,下圆盘,相对扩展不确定度,下圆盘,最后结果表达式,五,.,实验内容,7,/19,下圆盘,+,圆环,对 轴的转动惯量,2.,测量,圆环,对 轴的转动惯量,五,.,实验内容,m,1,:,圆环质量,T,10,:,下圆盘,+,圆环的,简谐运动周期,圆环,对 轴的转动惯量,8,/19,六,.,操作要点,把水准仪置于上盘，调整底角螺丝，使上圆盘处于水平状态。,置水准仪于下圆盘中心，调节三条悬线的长度，使下圆盘也处于水平状态，然后将三条悬线固定。,适当调整光电门的位置，使挡光片处于光电门的中央。,（一）仪器调整,9,/19,（二）,R,、,r,的测量,六,.,操作要点,-,R,、,r,的测量,a,r,圆心,系线点,3,个系线点构成等边三角形,上圆盘：,下圆盘：,测量工具：,游标卡尺,10,/19,六,.,操作要点,-,R,、,r,的测量,50,分度游标卡尺,游标卡尺读数,:,结果：,25.38mm,11,/19,（三）摆动周期的测量,六,.,操作要点,-,摆动周期的测量,测量工具：,转动惯量测试仪,测出圆盘摆动,30,个周期所需的时间,t,0,（即,30,T,0,），重复,5,次，算出摆动周期,T,0,。,测出,圆盘和圆环,共同摆动,30,个周期所需的时间,t,10,（即,30,T,10,），重复,5,次，算出摆动周期,T,10,。,累计法：,操作程序：,开机 复位 执行 读数,12,/19,项目,测量值,测量仪器,备注,上圆盘,a,游标卡尺,下圆盘,b,h,米尺,对齐两圆盘上表面,表,1,长度测量数据表 单位：,mm,七,.,实验数据,13,/19,项目,次数,下圆盘,下圆盘,+,圆环,时间,t,0,(s),t,10,(s),30,个,周期,所需,要的,时间,1,2,3,4,5,平均值,周期,T,（,s,）,T,0,=,T,10,=,表,2,累计法测量周期表,七,.,实验数据,14,/19,八,.,实验步骤,调整水平及光电门位置。,使下圆盘静止，轻轻启动上盘，使下圆盘开始摆动。,测出圆盘摆动,30,个周期所需的时间,t,0,，重复,5,次。,将圆环置于盘中，重复,2,、,3,步骤测出,t,10,。,用游标卡尺分别测量上、下盘线孔间距各,3,次。,用米尺测量上、下盘之间的垂直距离,h,。,分别记下圆盘、圆环的给定质量,m,、,m,1,。,15,/19,九,.,注意事项,要正确启动圆盘，在摆动的同时,不能出现晃动,。,放置圆环时要保证圆环与下圆盘的,中心重合,。（根据下圆盘上的刻度调整圆环的位置）,16,/19,=43.01(s),十,.,数据处理示例,1.,下圆盘,的转动惯量,(,包括,实验值、不确定度,),17,/19,t,0,不确定度,U,t,的计算,十,.,数据处理示例,18,/19,十,.,数据处理示例,19,/19,十,.,数据处理示例,2.,圆环,对 轴的转动惯量,下圆盘,+,圆环,对 轴的转动惯量,圆环,对 轴的转动惯量,