三线摆实验报告VIP专享

实 验 报 告 评分： 系 级 学号 姓名 日期 实验题目：三线摆 实验目的：掌握用三线摆测定物体的转动惯量的方法，验证转动惯量的平行轴定理 实验原理：两半径分别为r、R（R＞r）的刚性圆盘，用对称分布的三条等长的无弹性、质量可以忽略的细线相连，上盘固定，则构成一振动系统，称为三线摆。 如右图，在调平后，利用上圆盘以及悬线张力使下圆盘扭转振动，α为扭转角。当α很小时，可以认为就是简谐振动，那么： ghmEp0 2020)(21)(21dtdhmdtdIEk 其中 m0 为下盘质量，I0 为下盘对OO1 轴的转动惯量。若 忽略摩擦，有 Ep+Ek=恒量。由于转动能远大于平动能，故在势能表达式中略去后一项，于是有： .)(21020ConstghmdtdI 由于α很小，故容易计算得： HRrh22 联立以上两式，并对t 求导有： HIgRrmdtd0022 解得： HIgRrm002  又由于 T0=2π/ω，于是解得： 202004THgRrmI 若测量一个质量为m 的物体的转动惯量，可依次测定无负载和有负载（质心仍在OO1 上，忽略其上下的变化）时的振动周期，得： ])[(42002102TmTmmHgRrI  通过改变质心与三线摆中心轴的距离，测量Ia 与 d2 的关系就可以验证平行轴定理Ia=Ic+md2。 实验仪器：三线摆（包括支架、轻绳、圆盘等）、水平校准仪、游标卡尺、直尺、秒表、钢圈、（两个相同规格的圆柱形）重物 实 验 报 告 评分： 系 级 学号 姓名 日期 实验内容：1、对三线摆的上盘和下盘依次进行水平调节； 2、测量系统的基本物理量，包括上盘直径、下盘直径、上下盘之间距离、钢圈内外径，每个物理量测量三次，同时根据给出的数据记录当地重力加速度、下盘质量、钢圈质量、重物质量、悬点在下盘构成的等边三角形的边长； 3、下盘转动惯量的测量：扭动上盘使三线摆摆动，测量 50 个周期的时间，重复三次； 4、钢圈转动惯量的测量：将钢圈置于下盘上，使钢圈圆心和下盘圆心在同一竖直轴线上，扭动上盘使系统摆动，测量 50 个周期的时间，重复三次； 5、验证平行轴定理：取 d=0、2、4、6、8cm，将两个重物对称置于相应位置上，让系统摆动，测量 50 个周期的时间，每个对应距离测量三次。 实验数据： 下盘质量 m0=360.0g 重力加速度 g=9.7947m/s2 1 2 3 H（mm） 501.6 501.9 501.2 D（mm）=2R 207.12 207.14 207.16 d（mm）=2r 99.80 99.92 99.94 T1=50T0（s） 74.14 74.13 73.83 表一：下...