文档介绍：湖北文理学院物理实验教学示范中心
实验报告
实验名称：三线摆法测定物体的转动惯量实验日期：
实验室：N1- 103 指导教师：
［实验目的］：
1、学会用三线摆测定物体的转动惯量；
2、学会用累积放***测量周期运动的周期；
3、验证转动惯量的平行轴定理。
［仪器用具］：仪器、用具名称及主要规格（包括量程、分度值、精度等）
1、
FB210型三线摆转动惯量实验仪
2、FB210A型数显计时计数毫秒仪 3、米尺、游标卡尺、物理天平
［实验原理］:根据自己的理解用简练的语言来概括（包括简单原理图、相关公式等）
1、待测物体的转动惯量
根据能量守恒定律和刚体转动定律，可导出圆盘对中心轴的转动惯量为:
其中，mo ——下盘的质量;
mog R r
2Ho
To2
(1)
r, R——上下悬点离各自圆盘中心的距离;
H o ——平衡时上下盘间的垂直距离;
To
下盘作简谐振动的周期;
g ——当地重力加速度（襄阳地区取
% )
将质量为m的待测物体放在下盘上，并使中心重合。则其转动惯量为:
I1
(m° m)g R r
4 2H
T12
(2)
其中，H ——放待测物体时上下盘间的垂直距离;
To ——放待测物体时振动周期;
所以，忽略悬线的伸长，待测物体对中心周的转动惯量为:
g R r _2 _ 2
(3)
I I1 Io fv[(mo m)T1 Mo]
而圆环对中心轴的转动惯量理论计算公式为:
I 4m(R12 R2)
2、验证平行轴定理
将形状和质量分布完全相同，质量均为
m的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的转动周期
Tx,则每个圆柱体对中心轴的转动惯量为:
2m，)g R r
2H
Tx2 Io]
(4)
如果测出小圆柱中心与下圆盘中心的距离
x以及小圆柱的半径 Rx ,则由平行轴定理可
求得其转动惯量为:
I x, m,
x
x2
1m, R：
2 x
(5)
［实验内容］:简述实验步骤和操作方法
1、调整三线摆装置。
(1)调整底板上的三个调节螺丝，使上圆盘处于水平状态;
(2)调整上圆盘上的三个调整螺丝，使下圆盘处于水平状态;
(3)调整光电传感器安装位置，使下圆盘边上的挡光杆能自由往返通过光电门槽口。
2、测量相关物理量。
(1)
测出物体的质量 m0,m, m, ；
用米尺测出上下圆盘之间的垂直距离 H o;
测出上下圆盘三悬点之间的距离 a,b,算出悬点到中心的距离 r,R；
用游标卡尺测出待测物体的内、外半径 2R1,2R2和小圆柱体的直径2RX。
3、测量周期T0,T1,Txo
(1)测量下圆盘转动20个周期的时间，计算出 T0 ,重复测量5次;
(2)放置同轴圆环后，测量转动 20个周期的时间，计算出 T1,重复测量5次;
(3)对称放置两圆柱体后，测量转动 20个周期的时间，计算出 Tx,并测量放置两小圆柱体
小孔间距2X ,重复测量5次。
4、计算待测量的转动惯量，并与理论计算值比较，求相对误差。
［实验数据］:根据实验步骤设计数