文档介绍：湖北文理学院物理试验教学示范中心
实验报告
试验名称：三线摆法测定物体转动惯量试验日期：
实验室： N1-103 指导老师：
[试验目标]:
1、学会用三线摆测定物体转动惯量；
2、学会用累积放***测量周期运动周期；
3、验证转动惯量平行轴定理。
[仪器用具]:仪器、用具名称及关键规格（包含量程、分度值、精度等）
1、FB210型三线摆转动惯量试验仪
2、FB210A型数显计时计数毫秒仪
3、米尺、游标卡尺、物理天平
[试验原理]:依据自己了解用简练语言来概括(包含简单原理图、相关公式等)
1、待测物体转动惯量
依据能量守恒定律和刚体转动定律，可导出圆盘对中心轴转动惯量为：
（1）
其中，——下盘质量； ——上下悬点离各自圆盘中心距离；
——平衡时上下盘间垂直距离； ——下盘作简谐振动周期；
——当地重力加速度（）
将质量为待测物体放在下盘上，并使中心重合。则其转动惯量为：
（2）
其中，——放待测物体时上下盘间垂直距离； ——放待测物体时振动周期；
所以，忽略悬线伸长，待测物体对中心周转动惯量为：
（3）
而圆环对中心轴转动惯量理论计算公式为：
2、验证平行轴定理
将形状和质量分布完全相同，质量均为两个圆柱体对称地放置在下圆盘上，测出两小圆柱体和下圆盘对中心轴转动周期，则每个圆柱体对中心轴转动惯量为：
（4）
假如测出小圆柱中心和下圆盘中心距离和小圆柱半径，则由平行轴定理可求得其转动惯量为：
（5）
[试验内容]: 简述试验步骤和操作方法
1、调整三线摆装置。
（1）调整底板上三个调整螺丝，使上圆盘处于水平状态；
（2）调整上圆盘上三个调整螺丝，使下圆盘处于水平状态；
（3）调整光电传感器安装位置，使下圆盘边上挡光杆能自由往返经过光电门槽口。
2、测量相关物理量。
（1）测出物体质量；
（2）用米尺测出上下圆盘之间垂直距离；
（3）测出上下圆盘三悬点之间距离，算出悬点到中心距离；
（4）用游标卡尺测出待测物体内、外半径和小圆柱体直径。
3、测量周期。
（1）测量下圆盘转动20个周期时间，计算出，反复测量5次；
（2）放置同轴圆环后，测量转动20个周期时间，计算出，反复测量5次；
（3）对称放置两圆柱体后，测量转动20个周期时间，计算出，并测量放置两小圆柱体小孔间距，反复测量5次。
4、计算待测量转动惯量，并和理论计算值比较，求相对误差。
[试验数据]:依据试验步骤设计数据统计表格，并真实、正确地统计试验数据。
表1、测定下圆盘转动惯量数据统计表
下盘质量
顺次
1
2
3
4
5
平均值
上下盘间距
上盘悬孔间距
下盘悬孔间距