用三線擺法測定物體的轉(zhuǎn)動慣量用三線擺法測定物體的轉(zhuǎn)動慣量1實驗?zāi)康?.學(xué)會用三線擺法測定轉(zhuǎn)動慣量2.學(xué)會用累積放大法測量周期運動的周期三線擺類似單擺：是擺的一種。（扭擺、復(fù)擺）累積放大法：通過測多個周期求一個周期

實驗?zāi)康?.學(xué)會用三線擺法測定轉(zhuǎn)動慣量三線擺類似單擺：是擺2實驗儀器1．FB210型（單支架）三線擺轉(zhuǎn)動慣量實驗儀。2．FB213A型數(shù)顯計時計數(shù)毫秒儀。3．米尺、游標卡尺上圓盤吊線立柱下圓盤光電門底座儀器水平調(diào)整螺絲轉(zhuǎn)動手柄圓盤水平儀吊線調(diào)節(jié)螺絲吊線固定螺絲儀器水平儀實驗儀器1．FB210型（單支架）三線擺轉(zhuǎn)動慣量實驗儀。上3實驗原理

轉(zhuǎn)動慣量是剛體轉(zhuǎn)動慣性的量度（類似：質(zhì)量是物體慣性的量度）物體對某軸的轉(zhuǎn)動慣量越大，則繞該軸轉(zhuǎn)動時，角速度就越難改變。三線擺法是通過扭轉(zhuǎn)運動測量轉(zhuǎn)動慣量的一種方法。

角速度——單位時間轉(zhuǎn)過的角度（類似速度）在外力作用下，形狀和大小都不發(fā)生變化的物體．是理想模型實驗原理轉(zhuǎn)動慣量是剛體轉(zhuǎn)動慣性的量度物體4同一個剛體對不同轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量是不同的o′oml213I=o′oml1122I=o′omr122I=o′omr142I=轉(zhuǎn)動慣量與剛體的質(zhì)量、形狀及轉(zhuǎn)軸的位置有關(guān).同一個剛體對不同轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量是不同的o′oml213I=5上盤吊起，二圓盤面均被調(diào)節(jié)成水平，二圓心在同一垂直線上。

三線擺：是將半徑不同的二圓盤，用三條等長的線聯(lián)結(jié)而成。

改變下盤的轉(zhuǎn)動慣量（質(zhì)量、質(zhì)量分布）時，扭轉(zhuǎn)周期發(fā)生變化。下盤可繞中心線扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn)周期和下盤的質(zhì)量和質(zhì)量分布有關(guān)。三線擺就是通過測量它的扭轉(zhuǎn)周期，求出任一質(zhì)量已知物體的轉(zhuǎn)動慣量。上盤吊起，二圓盤面均被調(diào)節(jié)成水平，二圓心在同一垂直線6轉(zhuǎn)動慣量可以疊加(和質(zhì)量一樣）現(xiàn)改變下盤的質(zhì)量，如加一物體在下盤上，例如，設(shè)下盤對O1O2軸原來的轉(zhuǎn)動慣量是I0，下盤的轉(zhuǎn)動慣量變?yōu)镮1I1=I0+II是所加一物體的轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動慣量時，扭轉(zhuǎn)周期也隨之變化m轉(zhuǎn)動慣量可以疊加(和質(zhì)量一樣）現(xiàn)改變下盤的質(zhì)量，如加7由理論推導(dǎo)可得下圓盤的轉(zhuǎn)動慣量和轉(zhuǎn)動周期間的關(guān)系：當下盤轉(zhuǎn)動角度很小，略去空氣阻力時，扭擺的運動可近似看作簡諧運動（簡諧振動）機械振動：物體圍繞一固定位置往復(fù)運動.簡諧振動：最簡單最基本的振動RrH由理論推導(dǎo)可得下圓盤的轉(zhuǎn)動慣量和轉(zhuǎn)動周期間的關(guān)系：8加待測物體m后：I1=I0+II=I1-I0廣州：g=9.788m/s2m加待測物體m后：I1=I0+II=I1-I0廣州：g9實驗內(nèi)容用三線擺測量圓環(huán)繞通過圓心（質(zhì)心），且垂直于圓平面的軸（OO’軸）的轉(zhuǎn)動慣量。O′OR2R1理論值：當研究物體整體運動時，可以用來代表整個物體運動的點實驗內(nèi)容用三線擺測量圓環(huán)繞通過圓心（質(zhì)心），且垂直于10請大家看指導(dǎo)書P5，結(jié)合儀器（先不動手），思考：1、實驗前要調(diào)什么？為什么？2、如何調(diào)節(jié)？3、計時儀如何使用？4、測量時要注意什么？請大家看指導(dǎo)書P5，結(jié)合儀器（先不動手），思考：1、實驗前要111、實驗前要調(diào)什么？為什么？2、如何調(diào)節(jié)？調(diào)：水平、三線等長支架水平：調(diào)底座3螺絲——使上盤水平儀的氣泡在中間公式推導(dǎo)時要求兩盤平行——三線等長水平——使轉(zhuǎn)軸與圓盤垂直技巧：根據(jù)氣泡所在方位（高），確定要調(diào)的螺絲，及方向。注意：氣泡移動遲緩，當氣泡正在移動時，暫停調(diào)節(jié)。1、實驗前要調(diào)什么？為什么？2、如何調(diào)節(jié)？調(diào)：水平、三線等長12三線等長：2、如何調(diào)節(jié)？調(diào)三線長度，使下盤水平儀的氣泡在中間三線長度的調(diào)節(jié)：先放松相應(yīng)的固定螺絲，改變線長，至下盤氣泡到中間為止調(diào)節(jié)探頭，使下盤側(cè)面的指針可在探頭缺口中自由橫掃。三線等長：2、如何調(diào)節(jié)？133、計時儀如何使用？轉(zhuǎn)動角度很小，小于5℃.4、測量時要注意什么？待測圓環(huán)的中心軸與盤的中心軸重合利用轉(zhuǎn)動手柄，轉(zhuǎn)動力度適中圓盤上鋼針轉(zhuǎn)動的平衡位置應(yīng)在傳感器處3、計時儀如何使用？轉(zhuǎn)動角度很小，小于5℃.4、測量時要注14實驗步驟：1．調(diào)整三線擺裝置：

使之水平、三線等長2、測量周期T0

、T1，各測5次20個周期T0

：下盤（不加物體）的周期

T1：加了圓環(huán)的周期擺動20次所需時間（秒）

下盤不加物體20T0

下盤加圓環(huán)20T1112233平均

平均

周期

T0=sT1=s實驗步驟：1．調(diào)整三線擺裝置：使之水平、三線等長2、測量周153、用游標卡尺分別測量出上下圓盤中每個懸點間的距離a、b，各3次。算出平均值，由此求出上、下圓盤懸點到轉(zhuǎn)軸的距離半徑。arbR5、用米尺測出H，測3次。4、游標卡尺分別測量出待測圓環(huán)的直徑5次6、記錄下圓盤和待測圓環(huán)的質(zhì)量m0、m3、用游標卡尺分別測量出上下圓盤中每個懸點間的距離a、b，各16項目次數(shù)上盤懸孔間距a（cm）

下盤懸孔間距b（cm）上下兩圓盤之間的垂直距離

H0

（cm）待測圓環(huán)

外直徑2R1（cm）

內(nèi)直徑2R2（cm）

12345平均下盤質(zhì)量m0=g，待測圓環(huán)質(zhì)量m=g項目上盤懸孔間距a（cm）下盤懸孔間距b上下兩圓盤之17數(shù)據(jù)處理廣州：g=9.788m/s21、算出待測圓環(huán)的測量結(jié)果已知理想圓環(huán)繞中心軸轉(zhuǎn)動慣量的計算公式為

與理論值計算值比較，求相對誤差相對誤差統(tǒng)一國際單位制數(shù)據(jù)處理廣州：g=9.788m/s21、算出待測圓環(huán)的測量181．用三線擺測剛體轉(zhuǎn)動慣量時，為什么必須保持下盤水平？思考討論