扭摆法测转动惯量的研究报告性实验报告

. /扭摆法测转动惯量争论性试验报告名目01间接比较测量法，确定扭转常数K1验证平行轴定理12222六、数据记录与处理33556试验名称：扭摆法测转动惯量摘要/ v .-其它参数的测定算出物体的转动惯量。一、试验目的生疏扭摆的构造、使用方法和转动惯量测量仪的使用；利用扭摆法测量不同外形物体的转动惯量和扭摆弹簧的扭摆常数；验证转动惯量的平行轴定理；学会测量时间的累积放大法；把握不确定度的计算方法。二、试验原理根本原理的转动惯量，就是使物体摇摆，测量摇摆周期，通过物体摇摆周期TI的关系来测量转动惯量。间接比较测量法，确定扭转常数KIIT，标准物体被测1 0 0T，通过间接比较法可测得：1KKTI。验证平行轴定理mI时，0当转轴平行移动距离*时，则此物体的转动惯量变为 。为了防止相对转轴消灭非对称状况由于重力矩的作用使摆轴不垂直而增大测量误差试验中承受两个金属滑块关心I0

为两个金属滑块绕通过质心轴的转动惯量，mI时〔实际上移动的是通过质心的轴

，当转轴平行移动距离*杆杆 0. z.-两个金属滑块的转动惯量

* 杆 0光电转换测量周期三、试验仪器扭摆、金属载物盘、塑料圆柱体、金属空心圆筒、实心塑料球、金属瘦长杆〔两个滑块游标卡尺、米尺等测量长度的工具〕四、试验步骤调整测量系统用水准仪调整仪器水平，设置计时器。测量数据〔1〕装上金属载物盘，测定其摇摆周期T0；将塑料圆柱体垂直放在载物盘上，测出摇摆周期T1，测定扭摆的弹簧扭转常数K。〔2〕测定金属圆筒、塑料球与金属瘦长杆的转动惯量。〔3质心离转轴的距离分别有5.00、10.00、15.00、20.00、25.00〔单位：cmT。〔4〕测量其他常数。利用电子天平，测出塑料圆柱、金属圆筒、塑料球与金属瘦长杆的质量，并记录有关物体的内、外径和长度。五、本卷须知机座应保持水平状态；安装时要旋紧止动螺丝，否则摇摆数次后摆角可能会明显减小甚至停下；. z.-4弹簧的扭转常数K小角度时变小。因此，整个试验中应保持摆角根本在这一*围内；5.有测出的推导出扭转常数K的计算公式，其中圆柱的转动惯量视作量。

间根本一样，六、数据记录与处理原始数据记录物件质量\g内径\mm外径\mmL\mm塑料圆柱712.5099.95金属圆筒719.3793.8599.95塑料球986.38108.15塑料球支座44.71瘦长杆131.22610.00瘦长杆支座79.44滑块一240.156.0234.9733.05滑块二240.556.0234.9733.05序号1 2345 平均金属载物盘4.10 4.094.094.104.10 4.096塑料圆柱6.64 6.646.646.636.64 6.638金属圆筒8.28 8.288.288.278.28 8.278塑料球5.95 5.965.965.965.95 5.956金属瘦长杆11.16 11.1611.1611.1511.16 11.158滑块所在位置1 2345 平均值5\512.81 12.8212.8212.8112.81 12.81410\1016.59 16.5916.5916.5916.58 16.588. z.-15\1521.4321.4421.4421.4321.4521.43820\2026.8126.7926.8026.8026.8026.80025\2532.3632.3732.3532.3632.3732.362滑块一\滑块二12345平均值5\1014.7914.7714.7714.7614.7714.7725\1517.5817.5717.5817.5817.5817.5785\2020.9020.8920.8820.8820.9020.8905\2524.9424.4824.4724.4824.4724.56810\1519.1119.1019.1019.0919.1019.10010\2022.1722.1822.1822.1822.1822.17810\2525.6025.5925.5925.5925.6025.59415\2024.1624.1624.1524.1424.1424.15015\2527.3427.3427.3427.3427.3327.33820\2529.6729.6629.6629.6729.6629.6645T/s。数据处理0〔1I0圆柱的转动惯量理论值估算不确定度：塑料圆柱转动惯量理论值结果表示：〔2〕计算扭摆常数KK:估算不确定度：扭转常数的结果表示：〔3〕金属载物盘的转动惯量〔4〕金属圆筒、塑料球与金属瘦长杆的转动惯量测定值〔5〕计算金属圆筒、塑料球与金属瘦长杆的转动惯量的理论值，并与测定值进展比较〔6〕验证平行轴定理将原始数据依次代入得：. z.-IJ单位均为作图法验证，取取直线上两点〔0.0250,10.077

〕、〔

,则有0.0425,14.229〕，则在误差的允许*围内I与〔 〕有线性关系，斜率为

，则平行轴定理得证。七、争论误差分析〔1〕从试验结果中可以看到，塑料球和金属瘦长杆的转动惯量误差相对较大。这是由于他们的转动惯量是在一个金属支座上进展的T/s惯量尽 滑块的位置(m2)5\50.00502.5635.3555.294惯量小，5\1010\100.01250.02002.9543.3187.1138.9747.0888.8825\150.02503.51610.07710.07810\150.03253.82011.89511.8725\200.04254.17814.22914.26415\150.04504.28814.98814.862略；10\200.05004.43616.04116.058〔2〕扭15\200.06254.83019.01719.048

摇摆后，5\250.06504.91419.68419.64610\250.07255\250.06504.91419.68419.64610\250.07255.11921.36021.44020\200.08005.36023.41923.23415\250.08505.46824.37224.43020\250.10255.93328.69428.61625\250.12506.47234.14433.998该误差也不能无视；〔3〕在称质量时，我们觉察两个电子天平的示数也有所不同，故得到的转动惯量的理论值. z.-并不格外准确；〔4〕在验证平行轴定理的试验中，滑块所处的位