扭摆法: 实验时测得物体扭摆周期T并且转动惯量I和弹簧扭转常数K两个量中一个为已知，则可计算出另一个量 实验数据 二、定量分析 1 将一半径小于下圆盘半径的圆盘，放茬下圆盘上并使中心一致，试讨论此时三线摆的周期和空载时的周期相比是增大减小还是不一定？说明理由 2 如何测定任意形状物体對特定轴的转动惯量？ 3 摆长50厘米左右误差最小 4 除三线摆法、扭摆法、复摆法、动力法等的测量原理是什么？ 5 T小于50次可以测量吗 问题讨論 1、下次实验内容：用用惠斯通电桥测电阻， 实验地点：516实验室 2、实验结束后请将仪器使用登记本和实验 报告本交给老师签字后； 3、再將仪器归位并整理好，游标卡尺、卷尺、 水准仪两人共用一套； 4、值日生打扫卫生！！！ 实验提示 复摆法: 只要测出m、h、T就可以求得转动惯量I 几种常见的实验方法测定转动惯量 动力法: 用作图法求转动惯量确定转动惯量根据 m与1/t2 之间为线性关系，由图求出转动惯量J * * * * * * * * 课本 P212-219 实验简介 转动惯量：是描述刚体转动惯性大小的物理量。刚体的转动惯 量有着重要物理意义在涉及刚体转动的机电制造（航空、航天、 航海、電力、仪表、军工）、工程技术和科学研究等领域也是一 个重要参量。例如：电磁系仪表的指示系统因线圈的转动惯量不 同，可分别用於测量微小电流（检流计）或电量（冲击电流计）等 转动惯量的大小不仅取决于刚体的总质量，而且与刚体的形 状、质量分布以及转轴位置有关对于形状规则、质量均匀分布的 刚体，可以通过数学方法计算出它绕特定转轴的转动惯量；但对于 形状不规则或质量分布不均匀的刚体，大多采用实验方法测定 常见有：三线摆法、扭摆法、复摆法、动力法等，而三线摆法既 简便易行又可测量任意形状的转動惯量，具有一定的代表性 本实验是利用“三线摆法”来测定刚体的转动惯量。为了便于与 理论计算比较实验中仍采用形状规则的刚體。 实验要求 1 学会用三线摆法测定圆环转动惯量； 2 验证转动惯量的平行轴定理； 3 学会用累积放大法测量周期运动的周期； 4 学习运用表格法處理原始数据进一步学习 和巩固完整地表示测量结果； 5 进行结果讨论和误差分析（定性和定量）。 为完成要求认识仪器 实验仪器 1 FB210型三線摆转 动惯量测定仪　 2 米尺 3 水准仪 4 游标卡尺 5 电子天平 FB210型三线摆转动惯量测定仪 下盘 上盘 细线 螺钉与可固定绞线小轴 转动手柄 光电传感接收裝置 FB213计时计数器 底座 50分度游标卡尺的读数 读数：19.54mm 物体的尺寸 = 三线摆如图，是将半径不同的二圆盘用三条等长的线连接而成。二圆面均被調成水平二圆心在同一垂直线OO′上。下盘可绕中心OO′扭转(做简谐振动)其扭转的周期T由下盘的转动惯量决定。当下盘的转动惯量改变（洳在下盘上附加某一物体）时其扭转周期T将改变。三线摆就是通过测量其扭转周期T得出任意质量物体的转动惯量 一、待测物体绕中心軸的转动惯量 上 三线摆示意图 H0 r R O ' O 下 当下盘转动角度 很小，且略去空气阻力时扭摆的运动可近似看作简谐运动。根据能量守恒定律和刚体转動定律均可以导出物体绕中心轴OO′的转动惯量： 实验原理 1 下盘 (1) (条件：θ≤5°，空气阻力不计，悬线伸长不计 圆环与下盘 中心重合） 2 下盘+圓环 (2) 3 圆环 (3) 因此，通过长度、质量和时间的测量便可求出刚体绕某 轴的转动惯量。 (4) 若把质量、半径均为m′和 的相同 圆柱体对称地放在下盤上，如果圆柱 中心到下盘中心的距离为 （见图） 测其周期为Tx.则每个圆柱体绕中心轴OO′转动惯量为: 二、验证转动惯量的平行轴定律 实验原理 (4) 由平行轴定理得: (5) 比较 与 的大小,可验证平行轴定理。 若质量为m的物体绕过其质心轴的转动惯量为 当转轴平 行移动距离x时（如图所示），则此物体对新轴的转动惯量为 ,这一结论称为转动惯量的平行轴定理 O