大学物理实验-拓展提高篇 课件 实验2.3-双线摆与扭摆测量转动惯量

用双线摆和扭摆测量转动惯量第1节背景介绍与实验原理大学物理实验——拓展提高篇实验目的1.学会用双线摆和扭摆测量转动惯量，验证平行轴定理；2.了解切变模量的概念，学会测量悬线的切变模量。背景知识一、转动惯量1.转动惯量：刚体绕轴转动时惯性的量度

意义：一个物体对于旋转运动的惯性背景知识背景知识背景知识2.转动惯量的两个相关定理

xJJcCJ1J2J

背景知识3.转动惯量常用测量方法形状规则、质量分布均匀的刚体：理论计算形状复杂、质量分布不均匀的刚体：仪器测定双线摆扭摆三线摆......转动惯量测定仪背景知识二、切变模量意义：表征材料抵抗切应变的能力

实验原理一、双线摆双线摆绕竖直转动轴转过一定初始角θ，上升一定高度h，双线摆将自由摆动。根据能量守恒，有

实验原理

实验原理

平行轴定理计算与验证方法

实验原理

二、扭摆用双线摆和扭摆测量转动惯量第2节实验仪器与实验内容大学物理实验——拓展提高篇实验仪器需要用到的实验仪器：双线摆实验仪、扭摆实验仪、DHTC-1A通用计数器、水平仪、米尺、游标卡尺、待测物体。实验仪器1.DHTC-1A通用计数器测量功能：周期测量、脉宽测量、秒表计时、自由落体测量、角加速度测量等液晶显示器系统复位键功能键光电门1接口光电门2接口电磁铁输入接口实验仪器2.游标卡尺使用方法：读数结果L=主尺上的整数部分+副尺上的小数部分不需要估读！实验内容与方法ObjectiveOperationObservationRecord1调整仪器，使之达到测量状态a.将水平仪放在上盘上，通过调节底座水平螺丝调节上盘水平。水平仪气泡是否处于中心。b.将光电门安装在光电门架上。双线摆其中一头的挡光针在摆动时能否通过光电门。c.光电门信号线与传感器I口相连，通用计数器开机，按任意键进入，选择“周期测量“并确认，将测量周期数n设为10，选”开始测量“。一、双线摆实验实验内容与方法ObjectiveOperationObservationRecord2测量仪器常数a.读取均匀细杆、待测物体、单个待测圆环体的质量分别记为m0、mx、m1b.游标卡尺测量待测圆环体外环直径、内环直径和厚度分别记为D1、D2、d13测量摆动周期a.拨动上盘，使双线摆以小角度振动，然后按确认键读通用计数器并记录T0b.将待测物安装在均匀细杆上，并使系统小角度摆动读通用计数器并记录Txc.两待测小圆环体对称地套在均匀细杆两端，并系统小角度摆动读两圆环体中心距离2x，读通用计数器并记录T1实验内容与方法双线摆实验测量数据记录表L/mmd1/mm2x/mmD1/mmD2/mmm0/gmx/gm1/gT0/sTx/sT1/s实验内容与方法二、扭摆实验ObjectiveOperationObservationRecord1调整仪器，使之达到测量状态a.将光电门安装在光电门架上，使扭摆的挡光针在摆动时能通过光电门。b.光电门信号线与传感器I口相连，通用计数器开机，按任意键进入，选择“周期测量“并确认，将测量周期数n设为10，选”开始测量“2测量仪器常数a.读取扭摆上圆环体的质量为m1记录m1，D1，D2，L，db.用游标卡尺测量圆环体外直径D1、D2，用米尺测量悬线长度L，用游标卡尺测量悬线直径d实验内容与方法ObjectiveOperationObservationRecord3测量摆动周期a.拨动上盘，使扭摆以小角度振动，然后按通用计数器的确认键，开始测量空盘周期T0读通用计数器并记录T0b.将圆环体放置于扭摆盘上，使二者质心对齐，拨动使以小角度振动，测量系统周期T读通用计数器并记录T实验内容与方法扭摆实验测量数据记录表m1/gD1/mmD2/mmd/mmL/cmT0/sT/s数据处理及要求一、双线摆实验

数据处理及要求

用双线摆和扭摆测量转动惯量第3节附录大学物理实验——拓展提高篇分析与思考1.双线摆在摆动过程中受到空气阻力，振幅会越来越小，其周期是否会随时间而改变？提示：周期只与转动惯量J0、质量m0与绳长L有关，与振幅无关。且空气阻力通常较小，属于小阻尼，且一般与速度呈线性关系，故不会影响周期。分析与思考2.在双线摆实验中，产生误差的原因有哪些？提示：估读的误差、摆动角度过大导