文档介绍：清华大学试验报告纸系别机械系班级机械 51 姓名邓振钢( 同组姓名) 做实验日期 2006 年11月6日教师评定实验一三线摆一、试验目的: (1 )加深对转动惯量概念和平行轴定理等的理解; (2 )了解用三线摆测量转动惯量的原理和方法; (3) 学、游标高度尺和多功能数字测量仪等仪器的使用, 掌握质量和周期等量的测量方法; 二、试验装置和原理:1 、实验仪器: 三线摆、电子天平、游标高度尺和多功能数字测量仪。三线摆如图。上、下圆盘均处于水平,悬挂在横梁上。横梁由立柱和底座支撑着。三根对称分布的登长悬线将两圆盘相连。上圆盘固定不动。扭动旋钮就可以使下圆盘绕中心轴 OO' 做扭摆运动。当下圆盘的摆角很小并且忽略空气摩擦阻力和悬线扭力的影响下,根据能量守恒或者刚体转动定律可以推出下圆盘绕中心轴 OO' 的转动惯量 J 0为202 004 TH gRr mJ??其中,m 0 为下圆盘的质量;r和R 分别为上下悬点离各自圆盘中心的距离, 本是严重就是上下圆盘的半径;H 为平衡时上下圆盘间的距离;T 0 为下圆盘的摆动周期; g 为重力加速度。北京地区的重力加速度为 ·s -2。将质量为 m 的待测刚体放在下圆盘上, 并使它的质心位于中心轴 OO' 上。测量出此时摆动周期和垂直距离 H1 , 则待测刚体和下圆盘对中心轴的总转动惯量 J 1为21 2 014 )(TH gRr mmJ???待测刚体对中心轴的转动惯量 J与J 0和J 1 的关系为: 01JJJ??三、实验任务及步骤(1) 用三线摆测定下圆盘对中心轴 OO ’的转动惯量(2) 用三仙摆测定下圆盘和大钢球对其质心轴的转动惯量(3) 算出大钢球的对中心轴的转动惯量, 要求测得的大钢球的转动惯量值与理论计算值),5 2( 1 21为求半径 r mr J?之间的相对误差不大于 5% 。四、实验注意事项(1) 课上先阅读电子天平和多动能数字测量仪的说明书, 了解他们的结构和使用方法。(2) 测量前,调整三线摆底座台面的水平,调整三仙摆下圆盘的水平。测量时, 摆角?尽可能小些, 以满足小角度近似。防止三线摆在摆动时发生晃动,以免影响测量结果。(3) 测量周期时应合理选择摆动次数。对于三线摆,测得 R、r、m 0和 H 后,推出 J 0 的相对误差共识,使误差公式的 0/2T T?项影响比其他主要误差项的影响小来作为依据确定摆动的次数。五、实验结果及数据处理 1 、数据: 实验仪器组号: 3m 0= h 1= R= h 2= r= h 3= 球半径 r 1= m 大球= H=h 2 -h 1= -= H 1=h 2 -h 1= - = 所以理论上大球的转动惯量 252332110 701 .1)10 08 .15 (10 85 . 111 5 25 2m Kg mr J???????????? 100T 0 (ms) 100T 1 (ms) 136538 137446 136852 136830 136998 1