三线摆测转动惯量误差的分析.doc

文档介绍：三线摆测转动惯量误差的分析教学重点:培养学生在独立完成本实验任务的过程中,从查阅资料、开放预****操作,到完成数据处理、独立撰写课程论文的多种能力。掌握三线摆、秒表等仪器的基本原理和调节、使用方法;学会用三线摆测不同刚体转动惯量的方法。在处理数据的过程中,应用实验误差理论计算不确定度和百分误差;分析误差原因,对提高测量结果的精度提出、实施改进措施。教学难点:转动惯量不确定度的分析;改进测量方法的实施过程。实验要求:测准各刚体、三线摆装置的几何参量;记录各待测刚体的质量,测准它们的扭转摆动周期;计算转动惯量及其不确定度;对测量结果加以分析和讨论;提出改进方案并付诸实施。答辩。基本实验内容:,用钢直尺测出上、下圆盘间距;,待下圆盘的纯扭转摆动稳定后,用秒表(或电脑通用计数器)测出刚体扭转摆动若干周期相应的总时间,共做五次;分别将独立的刚体置于下圆盘上(中心重合),测出刚体扭转摆动若干周期相应的总时间,共做五次;将两个相同的刚体对称置于下圆盘上,使两刚体的边缘同切于下圆盘的中心,测出刚体扭转摆动若干周期相应的总时间,共做五次;处理数据①下圆盘的转动惯量J1推导计算和不确定度,得出结果;②不同刚体的转动惯量将实验结果与各自理论值相比较,求出百分误差。数据记录与处理(一)秒表测空载圆盘等数据刚体参量质量(g)直径D(cm)半径(cm)下圆盘(g)m0=±==(g)m1=±==(g)m21=±=±===[秒]测量次数刚体123456T=t/50空载下圆盘(t0)(t1)(t2)=mgDdT0/(16H)=()U0/J0=14610-4U0=14610-4J0U0=14610-()J0与不确定度对齐,应取到小数点后四位,故结果表达式为JJ=()电脑通用计数器测空载圆盘与秒表测空载圆盘求解类似,只数值略有不同而已J1=mgDdT1/(16H)=/()=()周期的A类不确定度:S(t1)=(s)S(T1)==(s)电脑通用计数器误差极限为:ins=(s),则UT1=转动惯量的相对不确定度为:U1/J1=第一项为微小量,可忽略U1/J1=-()表达式J为:J=()通用计数器测下盘与圆柱首先将各数据带入公式计算J2J2=mgDdT2/(162H)=.