文档介绍：三线摆实验的报告
三线摆实验的报告
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三线摆实验的报告
课题用三线摆测物理的转动惯量
教学目的 1 、认识三线摆原理，并会用它测定圆盘、圆围绕对称轴的转动惯量；
、学会秒表、游标卡尺等丈量工具的正确使用方法，掌握测周期的方法；
、加深对转动惯量观点的理解。
重难点 1 、理解三线摆测转动惯量的原理；
、掌握正确测三线摆振动周期的方法。
教学方法讲解、议论、实验演示相联合
学时3 个学时
一、序言
转动惯量是刚体转动惯性的量度，它的大小与物体的质量及其散布和转轴的地点相关对证量散布均匀、形状规则的物体，经过简单的外形尺寸和质量的丈量，就能够测出其绕定轴的转动惯量。但对证量散布不均匀、外形不规则的物体，往常要用实验的方法来测定其转动惯量。
三线扭摆法是丈量转动惯量的长处是：仪器简单，操作方便、精度较高。
二、实验仪器
三线摆仪，游标卡尺，钢直尺，秒表，水平仪
三、实验原理
1、原理简述：将三线摆绕此中心的竖直轴扭转一个小小的角度，在悬线张力的作用
下，圆盘在一确立的均衡地点左右来去扭动，圆盘的振动周期与其转动惯量相关。悬
挂物体的转动惯量不一样，测出的转动周期就不一样。测出与圆盘的振动周期及其余相关
量，就能经过转动惯量的计算公式算出物体的转动惯量。
2、转动惯量实验公式推导
如图，将盘转动一个小角，其地点高升为 h ，增添的势能为 mgh ；当盘反向转回均衡地点时，势能 E 0 ，此时，角速度最大，圆盘拥有转动动能：
E J0 02 /2
则依据机械能守恒有：
mgh J0 0
2 / 2
（ 1）
上式中的 m0 为圆盘的质量， 0 为盘过均衡地点时的刹时角速度， J0 为环绕中心轴的
转动惯量。
当圆盘扭转的角位移
很小时，视圆盘运动为简谐振动，角位移与时间
t 的关系为：
0 sin(2
t / T0
)
(2)
d
2
0 cos( 2
t
)
dt
T0
T0
经过均衡地点时最大角速度为
0
2
0
T0
将 0 代入（１）式整理后得
m0gT0
2
J0
h
2
2 2
0
式中的 h 是下盘角位移最大时重心上涨的高度。
由图可见，下盘在最大角位移 0 时，上盘 B 点的投影点由 C 点变成 D 点，即 h CD BC BD ，而
BC 2 AB2 AC 2 AB2 ( R r )2
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BD 2

A'B2

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