实验2 理论力学组合实验__物体转动惯量的“三线摆”法测定

专业：________________ 姓名：________________

实验报告

学号：________________ 日期：________________ 地点：________________

课程名称：《理论力学实验》 指导老师：________________成绩：__________________

实验名称：物体转动惯量的测定 实验类型： 创新型 同组学生姓名：__________

一、实验目的

1、通过实验加深对转动惯量的理解；

2、了解并掌握用“三线摆”方法测取物体转动惯量的方法； 3、验证圆盘的转动惯量，并分析“三线摆”摆长对测量的误差； 4、用等效方法，测取不规则物体的定轴转动惯量；

二、实验仪器和设备

1、TME—1理论力学多功能实验装置； 2、圆盘“三线摆”1个； 3、不规则物体（飞机模型）1个； 4、圆形铁柱2个； 5、光电计时器1个； 6、卷尺1支。

三、实验原理

?T?MgR?r?（提示：线长L和扭振周期T，则物体的转动惯量：J0??。） ?2?l??实验原理描述：（由学生自行推导）

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2实验原理描述（续）

四、实验方法与步骤

A、圆盘转动惯量验证实验 基本要点：

1、确保三线摆的三条摆线等长平行； 2、标准圆盘用水平仪校正水平；

3、测量摆线竖直高度及大圆盘摆线处半径R?、小圆盘摆线处半径r?； 4、测量摆动周期；（使用仪器自动计时，一般为30个周期） 5、调整摆线长度，重复上述实验步骤测量3组。 详细内容请学生补充：

B、不规则物体转动惯量的测定（等效法） 详细内容请学生补充：

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五、实验结果与数据处理

A、圆盘转动惯量验证实验

圆盘直径D= mm,摆线半径R＇= mm，r＇= mm，圆盘的质量M= g

转动惯量理论值= kgm2 摆线长度（cm）

B、不规则物体转动惯量的测定（等效法）

摆线长度L= cm，不规则物体的质量M= g，扭振周期T= s 圆铁柱间的中心距离(mm) 平均周期（s） 等效距离(mm) （插值法求） 等效转动惯量 （kgm2） 摆动 周期（s） 平均周期（s） 转动惯量实测值 （kgm2） 实验误差 （%） 六、注意事项

1、在升降三线摆时，手轮的拨档开关必须处于松动状态，即逆时针到底； 2、摆的初始偏转角应小于或等于6°角； 3、摆的三根线应等长，以保持圆盘水平； 4、实际测试时，不应有较大幅度的平动； 5、不规则物体的转动轴心应与圆盘中心重合；

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6、实验B的过程中，摆线长度应保持不变。

七、思考题

1、 根据实测结果，试分析并讨论摆线长度、刚度对测试精度的影响。

2、 假如初始摆角过大，对实验结果将有何影响？

3、 不规则物体的轴心与其本身重心不重合，对测量误差有何影响？

4、 请学生分析实验误差并找出其影响参数。

5、 谈谈实验后的收获和体会，本实验有哪些可以进一步改善。（书面回答同

时，请另发E-mail: me_lhf@zju.edu.cn）。

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