三线摆、扭摆、双线摆实验测转动惯量与切变模量

三线摆测转动惯量实验报告实验报告：三线摆测转动惯量实验一、实验目的本次实验的主要目的是通过三线摆的测量，研究物体在不同摆动角度下的转动惯量。

转动惯量是描述物体旋转特性的一个重要参数，对于理解物体的运动规律和动力学性能具有重要意义。

二、实验原理1. 三线摆的构造三线摆是由三条相互垂直的细线组成，其中两条细线固定在同一端点，另一条细线则通过一个支点悬挂。

当三线摆摆动时，细线的张力会产生扭矩，使得摆锤绕支点旋转。

2. 转动惯量的计算公式转动惯量的计算公式为：I = m * r^2,其中m为物体的质量，r为物体的半径。

在本实验中，我们将通过测量三线摆在不同摆动角度下的周期和角速度，从而求得物体的转动惯量。

三、实验步骤与结果分析1. 实验准备(1) 准备三线摆、计时器、直尺等实验工具。

(2) 将三线摆调整至水平状态，使两条细线的夹角为90°。

(3) 在三线摆的一端挂上质量为m的小球。

(4) 将三线摆调整至合适的初始位置，使其摆动幅度较小。

2. 实验过程与数据记录(1) 以一定的时间间隔记录三线摆的周期T;(2) 以一定的时间间隔记录三线摆的角速度ω。

(3) 根据公式I = 2π/T * ω^2 * r,计算出小球的转动惯量I;(4) 重复以上步骤，分别测量三线摆在不同摆动角度下的数据。

3. 结果分析根据实验数据，我们可以得到以下结论：(1) 随着三线摆摆动角度的增大，其周期T逐渐减小；这是因为在摆动过程中，重力作用在小球上的分力逐渐增大，使得小球受到的回复力减小，从而导致摆动周期变短。

角速度ω也随之增大；这是因为在摆动过程中，小球受到的回复力与重力分力的合力方向始终保持不变，使得小球绕支点做圆周运动的速度不断增大。

因此，我们可以得出结论：物体在不同摆动角度下的转动惯量与其固有属性有关。

转动惯量和切变模量的测量实验论文摘要：本实验用三线摆、扭摆、和双线摆进行了实验，测量了物体的转动惯量和切变模量，并由实验数据验证了平行轴定理。

分别用三线摆测量了物体的转动惯量并由实验数据验证了平行轴定理，用扭摆测量了物体的转动惯量和切变模量，用双线摆测量了物体的转动惯量并由实验数据验证了平行轴定理。

关键词：转动惯量；切变模量；平行轴定理；三线摆；扭摆；双线摆Themomentof inertia and the shear modulus measurement test paperQuan Chao(SichuanUniversity,Institute of architecture and environment,2013)Abstract:Experimental familiar stopwatch,a level,vernier caliper,meter stick and other equipment to use,control quality,and cycle the same amount of measurem ent methods;understanding of inertia and shear modulus measurements of the principles and methods to study the rigid body moment of inertia and mass distr ibution relationship; error and the final consolidation of the test results were analyzed.Keywords:moment of inertia;shear modulus;three-wire pendulum;torsion doublependulum;parallel axis theorem此处格式错误。

三线摆法测量物体的转动惯量实验报告一、实验目的1、掌握三线摆法测量物体转动惯量的原理和方法。

2、学会使用秒表、游标卡尺、米尺等测量工具。

3、研究物体的转动惯量与其质量分布及转轴位置的关系。

二、实验原理三线摆是由一个均匀圆盘，用三条等长的摆线（摆线长度为 l）对称地悬挂在一个水平的圆盘上构成。

当圆盘绕垂直于盘面的中心轴OO' 作微小扭转摆动时，若略去空气阻力，圆盘的运动可以看作简谐运动。

设圆盘的质量为 m₀，半径为 R₀，对于通过圆盘中心且垂直于盘面的轴的转动惯量为 I₀。

当下盘扭转一个小角度φ 后，它将在平衡位置附近作简谐振动，其周期为：＼（T₀＝2π\sqrt{＼frac{I₀}｛m₀gh}｝＼）其中，g 为重力加速度，h 为上下圆盘之间的距离。

若将质量为 m 的待测物体放在圆盘上，且使待测物体的质心与圆盘的中心轴重合，此时系统对于中心轴的转动惯量为 I，则系统的摆动周期为：＼（T ＝2π\sqrt{＼frac{I}｛（m ＋ m₀)gh}｝＼）联立以上两式可得待测物体对于中心轴的转动惯量为：＼（I ＝（m ＋ m₀)＼frac{T²}｛T₀²}I₀\）三、实验仪器三线摆实验仪、游标卡尺、米尺、秒表、待测物体（圆环、圆柱等）、电子天平。

四、实验步骤1、调节三线摆的上、下圆盘水平。

通过调节底座上的三个旋钮，使上圆盘水平。

然后，在下圆盘上放置水准仪，调节下圆盘的三个地脚螺丝，使下圆盘也处于水平状态。

2、测量上下圆盘的半径 R₀和 R 以及两圆盘之间的距离 h。

用游标卡尺分别测量上、下圆盘的半径，测量 6 次，取平均值。

用米尺测量两圆盘之间的距离 h，测量 3 次，取平均值。

3、测量下圆盘的质量 m₀和待测物体的质量 m。

使用电子天平分别测量下圆盘和待测物体的质量。

4、测定下圆盘的摆动周期 T₀。

轻轻转动下圆盘，使其在平衡位置附近作小角度摆动。

用秒表测量下圆盘摆动 50 次的时间，重复测量3 次，计算出平均摆动周期 T₀。

用三线摆测刚体转动惯量实验报告(一)用三线摆测试刚体转动惯量实验报告引言•实验目的：通过使用三根细线来测量刚体的转动惯量，并验证转动定律的准确性。

•实验器材：三线摆装置、刚体、测微卡尺、计时器等。

•实验原理：利用三线摆装置的固定原理，测量刚体对不同轴的转动惯量。

实验步骤1.搭建实验装置，将刚体依次放在三根细线上，保证刚体可以自由转动。

2.使用测微卡尺测量刚体的质量、长度以及其他相关参数。

3.将刚体从静止放置状态释放，记录下摆动的周期，并计算出刚体对应不同轴的转动惯量。

4.重复实验多次，取得多组数据进行平均计算，提高实验的准确性。

5.对比实验结果，验证转动定律的准确性。

实验结果和分析•根据实验数据计算得到的转动惯量与刚体质量、长度等参数呈现一定的关系，符合转动定律的理论预期。

•实验结果的误差主要来源于实际操作中的不确定因素，如刚体与线的接触点不精确、误差的累积等。

•可以通过增加实验次数、提高测量精度等方法来进一步减小误差。

结论•通过实验验证了刚体对不同轴的转动惯量符合转动定律的理论预期。

•实验结果与理论计算值相近，证明了实验的可靠性和准确性。

•实验过程中发现的误差来源可以通过改进实验装置和增加实验次数等方法来进一步减小。

致谢感谢导师的悉心指导和同学们的合作，为本次实验的顺利进行提供了宝贵的帮助。

注意：文章中出现一些实验数据和计算结果，这里省略。

用三线摆测试刚体转动惯量实验报告引言•实验目的：通过使用三根细线来测量刚体的转动惯量，并验证转动定律的准确性。

•实验器材：三线摆装置、刚体、测微卡尺、计时器等。

•实验原理：利用三线摆装置的固定原理，测量刚体对不同轴的转动惯量。

实验步骤1.搭建实验装置，将刚体依次放在三根细线上，保证刚体可以自由转动。

2.使用测微卡尺测量刚体的质量、长度以及其他相关参数。

3.将刚体从静止放置状态释放，记录下摆动的周期，并计算出刚体对应不同轴的转动惯量。

4.重复实验多次，取得多组数据进行平均计算，提高实验的准确性。

三线摆法测量转动惯量实验报告1. 实验目的说到转动惯量，这个名词听起来是不是有点高深莫测？其实啊，转动惯量就像是物体在转动时的一种“固执程度”，越大就越难转，越小则容易旋转。

这次实验的目的就是用三线摆法来测量转动惯量，弄明白这个“固执”的家伙到底是怎么回事。

2. 实验原理2.1 三线摆的构造三线摆，顾名思义，就是有三根线的摆。

这三根线可不是随便的线，而是精心设计过的，用来让我们测量转动惯量的。

在实验中，通常会有一个旋转的物体，比如一个小圆盘，然后把它固定在三根线的底端，让它可以自由转动。

这样的设计不仅有趣，还特别实用，简直是物理界的“神器”！2.2 转动惯量的计算转动惯量的计算公式有点复杂，但别怕，咱们只要记住几个关键点。

首先，要知道物体的质量和它的形状，这些都会影响到转动惯量。

然后，通过测量摆动的角度和时间，我们就能用公式把这些数据转化成转动惯量。

简直就是数学和物理的完美结合，既能动脑又能动手！3. 实验步骤3.1 准备工作实验开始之前，我们得先准备好所有的工具和材料。

首先要有一个稳稳当当的三线摆，别让它像风筝一样乱飞。

然后就是我们的小圆盘，别忘了它的质量哦！接下来，准备一个计时器，用来测量摆动的时间。

这可不是“玩儿命”，而是要让数据更加准确。

3.2 实际操作一切准备就绪后，开始实验啦！首先把圆盘挂在三线摆的底端，调整好位置，确保它能顺利转动。

然后，轻轻地拉一下线，让圆盘开始摆动。

此时，大家都要屏息凝神，静静观察，记下摆动的时间和角度。

每个人的心里都像打鼓一样，不知道结果会不会让我们大吃一惊。

4. 数据记录与分析实验结束后，数据就像金矿一样，等着我们去挖掘！记录下每次摆动的时间和对应的角度，把这些数据整理成表格，简直就像是给自己上了一堂数学课。

然后，利用转动惯量的公式，把这些数据代入计算，得出最终结果。

此时，心里简直乐开了花，看到数值就像是在解锁成就，既有成就感又充满期待。

5. 实验总结经过一番折腾，转动惯量终于在我们的手中显现！在这个过程中，不仅学到了物理知识，还体会到了动手实验的乐趣。

实验2 转动惯量和切变模量的测量转动惯量是刚体转动惯性的量度，它与刚体的质量分布和转轴的位置有关。

对于形状简单的均匀刚体，测出其外形尺寸和质量，就可以计算其转动惯量。

对于形状复杂、质量分布不均匀的刚体，通常利用转动实验来测定其转动惯量。

三线摆法和扭转摆法是其中的两种办法。

为了便于与理论计算值比较，实验中的被测刚体均采用形状规则的刚体。

【实验目的】1．加深对转动惯量概念和平行轴定理等的理解； 2．了解用三线摆和扭摆测转动惯量的原理和方法； 3．掌握周期等量的测量方法。

【实验仪器】三线摆及扭摆实验仪、水准仪、米尺、游标卡尺、物理天平及待测物体等。

【实验装置和原理简介】 一、三线摆图2-1是三线摆示意图。

上、下圆盘 均处于水平，悬挂在横梁上。

横梁由立 柱和底座（图中未画出）支承着。

三根 对称分布的等长悬线将两圆盘相连。

拨 动转动杆就可以使上圆盘小幅度转动， 从而带动下圆盘绕中心轴OO ＇作扭摆 运动。

当下圆盘的摆角θ很小，并且忽 略空气摩擦阻力和悬线扭力的影响时， 根据能量守恒定律或者刚体转动定律都 可以推出下圆盘绕中心轴OO ＇的转动 惯量0J 为200024m gRr J T H π=（2-1）式中，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；H 0为平衡时上下圆盘间的垂直距离；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9.80ms -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。

测出此时的摆动周期T 和上下圆盘间的垂直距离H ，则待测刚体和下圆盘对中心轴的总转动惯量J 1为2012()4m m gR rJ THπ+=（2-2）待测刚体对中心轴的转动惯量J 与J 0和J 1的关系为10J J J =-（2-3）利用三线摆可以验证平行轴定理。

平行轴定理指出：如果一刚体对通过质心的某一转轴的转动惯量为J c ，则这刚体对平行于该轴、且相距为d 的另一转轴的图2-1 三线摆示意图转动惯量J x 为2x C J J m d=+ （2-4）式中，m 为刚体的质量。

用三线摆测量转动惯量实验报告用三线摆测量转动惯量实验报告摘要：本实验通过使用三线摆测量的方法，对不同物体的转动惯量进行了测量。

通过实验数据的分析，得出了物体的转动惯量与质量、长度以及摆动周期的关系，并验证了转动惯量的平行轴定理。

实验结果表明，三线摆测量是一种有效且准确的测量转动惯量的方法。

引言：转动惯量是描述物体对转动运动的惯性的物理量。

在实际应用中，准确测量物体的转动惯量对于设计和优化机械系统非常重要。

本实验使用了三线摆测量的方法，该方法通过测量摆动周期和其他参数，可以计算出物体的转动惯量。

本实验旨在通过实验数据的分析，探究转动惯量与物体的质量、长度以及摆动周期之间的关系，并验证转动惯量的平行轴定理。

实验装置和原理：本实验使用了三线摆测量仪器，包括一个可调节长度的摆线、一个固定在支架上的固定线和一个可以固定在物体上的可调节线。

实验中，固定线和可调节线之间的距离被称为摆长。

当物体在摆线上摆动时，可以通过测量摆动周期来计算物体的转动惯量。

实验过程：1. 将摆线固定在支架上，并调整其长度，使得物体可以在摆线上自由摆动。

2. 将物体固定在可调节线上，并调整可调节线的长度，使得物体可以在摆线上摆动。

3. 记录物体在摆线上的摆动周期。

4. 重复步骤2和步骤3，使用不同的物体进行实验。

实验结果和数据分析：通过实验记录的数据，我们可以计算出每个物体的转动惯量。

假设物体的质量为m，摆长为L，摆动周期为T，则根据公式I = mL^2/T^2，可以计算出物体的转动惯量。

通过对多组实验数据的分析，我们可以得到物体的转动惯量与质量和摆长的平方成正比，与摆动周期的平方成反比的关系。

进一步分析数据，我们可以验证转动惯量的平行轴定理。

平行轴定理指出，如果一个物体绕通过其质心的轴转动惯量为I0，绕与质心平行且距离为d的轴转动惯量为I，则有I = I0 + md^2。

通过实验数据的计算，我们可以验证该定理的准确性。

讨论和结论：本实验使用了三线摆测量的方法，通过测量摆动周期和其他参数，成功测量了不同物体的转动惯量。

转动惯量的测定与平行轴定理验证的实验研究摘要：采用三线摆，双线摆，扭摆，测量不同刚性物体的转动惯量，并进一步验证平行轴定理，同时应用扭摆的特性测量切边模量。

关键字：转动惯量；平行轴定理；切变模量转动惯量是刚体转动惯性的量度，它与刚体的质量分布和转轴位置有关。

根据物体的规则与否，转动惯量的获得分为理论公式法与实验法。

对于规则物体，测量其尺寸和质量，即可通过理论公式计算获得；对于不规则、质量分布不均匀的物体则要通过实验测定。

一． 实验原理（一） 双线摆本实验中，认为双线摆是纯转动的理想模型。

这样，双线摆摆锤的运动可分解为：水平面上的转动以及竖直方向上的振动。

设均匀细杆质量、长为l、绕通过质心竖直轴转动的惯量为；两相同圆柱体的质量之和为2m 1,之间距离为2c ；双绳之间距离为d ，绳长L 。

由右图几何关系分析，当很小时，，得81)2cos -L(1=h 2θθL = （1）由上式可得系统的势能为20018p E m gh m gL θ== （2）杆的转动动能为20)(21dtd I E k θ=（3）由能量守恒得图2几何分析图１双线摆结构图22000011() 28d I m gL m gh dt θθ+= （4）用（4）关于时间求导，并除以，得202004m gL d dt I θθ+= （5）解上面的简谐振动方程，得杆的转动惯量：2020016T gL m I π=（6）测量物体的转动惯量：202()16x m m gL I T π+= (7)待测物体的转动惯量为：22200000222()()161616x x x m m gL m m gL m gL I T I T T πππ++=-=- (8)（二） 三线摆和扭摆① 三线摆左图是三线摆示意图。

上、下圆盘均处于水平，悬挂在横梁上。

三根对称分布的等长悬线将两圆盘相连。

拨动转动杆使圆盘进行小角度转动，当转动角很小时，忽律空气阻力，以及悬线扭力的影响，由刚体转动定理，得圆盘的转动惯量为(9)式中，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；H 0为平衡时上下圆盘间的垂直距离；T 0为下圆盘的摆动周期，g 为重力加速度。

三线摆与扭摆实验报告(共10篇)三线摆实验报告课题用三线摆测物理的转动惯量教学目的1、了解三线摆原理，并会用它测定圆盘、圆环绕对称轴的转动惯量；2、学会秒表、游标卡尺等测量工具的正确使用方法，掌握测周期的方法；3、加深对转动惯量概念的理解。

重难点1、理解三线摆测转动惯量的原理；2、掌握正确测三线摆振动周期的方法。

教学方法讲授、讨论、实验演示相结合学时3个学时一、前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分布和转轴的位置有关对质量分布均匀、形状规则的物体，通过简单的外形尺寸和质量的测量，就可以测出其绕定轴的转动惯量。

但对质量分布不均匀、外形不规则的物体，通常要用实验的方法来测定其转动惯量。

三线扭摆法是测量转动惯量的优点是：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，水准仪三、实验原理1、原理简述：将三线摆绕其中心的竖直轴扭转一个小小的角度，在悬线张力的作用下，圆盘在一确定的平衡位置左右往复扭动，圆盘的振动周期与其转动惯量有关。

悬挂物体的转动惯量不同，测出的转动周期就不同。

测出与圆盘的振动周期及其它有关量，就能通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，其位置升高为h，增加的势能为mgh；当盘反向转回平衡位置时，势能E?0，此时，角速度?最大，圆盘具有转动动能：E?J0?02/2则根据机械能守恒有：mgh?J0?02/2 （1）上式中的m0为圆盘的质量，?0为盘过平衡位置时的瞬时角速度，J0为盘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：0sin(2?t/T0??)(2)经过平衡位置时最大角速度为将?0代入（１）式整理后得式中的h是下盘角位移最大时重心上升的高度。

由图可见，下盘在最大角位移?0时，上盘B点的投影点由C点变为D点，即h?CD?BCBC2AB2BD2A'B2A'B2(R2r考虑到AB?A'所以因为?0很小，用近似公式sin?0??0，有将h代入式，即得到圆盘绕OO'轴转动的实验公式设待测圆环对OO'轴的转动惯量为J。