文档介绍：实验11用三线摆测物体的转动惯量
［实验目的］
学会用三线摆测物体的转动惯量。
验证转动惯量的平行轴定理。
［实验仪器］
三线摆、FD-IM-II型计时计数毫秒仪、激光器、光电接收器、水准仪、待测圆 环、待测圆柱、游标卡尺、米尺等）
圆环的转动惯量为
A = J - （11-3）
三、验证平行轴定理
设刚体绕过质心的轴线的转动惯量为九，则刚体绕与质心轴相距为d的平行轴 的转动惯量为
J'c = Jc+Md- （11-4）
式中财为刚体的质量。这个关系称为平行轴定理。
取下圆环，将两个质量都为m2的形状完全相同的圆柱体对称地放置在悬盘上, 圆柱体中心离轴线的距离为
x。测出两柱体与悬盘这个系统中心轴扭动周期T2 0
则两柱体此时的转动惯量为 / 、
2孚㈣4岑竺(11-5)
4〃 n
将上式所得的结果与前一式计算出的理论值比较，就可验证平行轴定理。
［实验内容及步骤］
一、 测悬盘对中心轴的转动惯量
调整整个实验装置。
用计时计数毫秒仪测出20次全振动所需的时间，重复3次，计算出万。
用游标卡尺测出上圆盘悬线接点之间的距离。'，用米尺测出下悬盘上悬线 接点之间的距离。和上下盘之间的垂直距离丑。由(11-1)式计算悬盘转动惯量的 实验值乂。
用米尺测量悬盘的几何直径2凡，根据以=?吸磴计算悬盘转动惯量的理 论值，以理论值4为真值，估算实验的误差和相对误差。
二、 测定圆环对中心轴的转动惯量Ji
用用游标卡尺测出圆环的内外几何直径2此和2凡。将圆环放到悬盘上，并 使二者的圆心重合。
用计时计数毫秒仪测出悬盘和圆环这个系统20次全振动所需的时间，重复 3次，计算出方。
由(11-2)式和(11-3)式计算圆环转动惯量的实验值/，根据£ =兽熊+代) 计算圆环转动惯量的理论值，以理论值为真值，估算误差和相对误差。
三、 验证平行轴定理
将两个圆柱体(三线摆的附件)对称地放在悬盘上，两圆柱体中心的连线 经过悬盘的圆心。用游标卡尺测出两圆柱体中心距离2x。这两个圆柱体是完全相 同的，均匀分布的质量都为S2 (由实验室给出)，直径都为2R(用游标卡尺测出)。
用计时计数毫秒仪测出悬盘和和两个圆柱体这个系统20次全振动所需的时 间，重复3次，计算出％。
由(11-5)式计算每个圆柱体此时转动惯量的实验值人。由平行轴定理(11-4) 式计算此时圆柱体的理论值
j\ = +? 〃弓 A；
以理论值J；为真值，估算测量的误差和相对误差。
［数据表格］
表11-1用计时计数毫秒仪测得的数据
单位：s
全振动
20次所 需时间
悬 盘
悬盘与圆环
悬盘与两圆柱体
1
1
1
2
2
2
3
3
3
平均
平均
平均
周期
表11-2用游标卡尺和米尺测得的数据
单位：10-2m
F目
次
上圆盘悬 线接点间 距离2’
下悬盘悬
线接点间
距离a
圆环（用游标卡尺）
圆柱体 直径
2Rx
圆柱体之