4π 2 H 《用三线摆法测定物体的转动惯量》的示范报告
一、教学目的：
1、学会用三线摆测定物体圆环的转动惯量；
2、学会用累积放大法测量周期运动的周期；
4、学习运用表格法处理原始数据，进一步学习和巩固完整地表示测量结果；
5、学会定量的分析误差和讨论实验结果。
二、实验仪器：
1．FB210 型三线摆转动惯量测定仪
2．米尺、游标卡尺、水平仪、小纸片、胶带 3．物理天平、砝码块、各种形状的待铁块
三、实验原理
gRr
J = J - J = [(m + m )T 2 - m T 2 ]
1 0 0 1 0 0
通过长度、质量和时间的测量，便可求出刚体绕某轴的转动惯量。 四、实验内容
1．用三线摆测定圆环对通过其质心且垂直于环面轴的转动惯量。 2．用三线摆验证平行轴定理。实验步骤要点如下：
(1) 调整下盘水平：将水准仪置于下盘任意两悬线之间，调整小圆盘上的三个旋钮，改变三悬线的长 度，直至下盘水平。
(2) 测量空盘绕中心轴 OO 转动的运动周期 T 0：设定计时次数，方法为按“置数”键后，再按“下调”或“上 调”键至所需的次数，再按“置数”键确定。轻轻转动上盘，带动下盘转动，这样可以避免三线摆在作扭摆运 动时发生晃动。注意扭摆的转角控制在 5º 左右，摆动数次后，按测试仪上的“执行”键，光电门开始计数（灯 闪）到给定的次数后，灯停止闪烁，此时测试仪显示的计数为总的时间 ,从而摆动周期为总时间除以摆动 次数。进行下一次测量时，测试仪先按“返回”键。
(3) 测出待测圆环与下盘共同转动的周期 T 1：将待测圆环置于下盘上，注意使两者中心重合，按同样 的方法测出它们一起运动的周期 T 1。
(4) 测出上下圆盘三悬点之间的距离 a 和 b ，然后算出悬点到中心的距离 r 和 R （等边三角形外接圆半 径）
(5) 其它物理量的测量：用米尺测出两圆盘之间的垂直距离 H 0 和放置两小圆柱体小孔间距 2x ；用游标 卡尺测出待测圆环的内、外直径 2R 1、2R 2。
(6) 用物理天平测量圆环的质量。 五、实验数据记录与处理：
1．实验数据记录
r = 3
a = 3.870 ± 0.002 cm ， R = 3
b = 7.150 ± 0.002 cm
3 3
H 0 = 54.60 ± 0.05 cm ， 下盘质量 m 0 =499.68 ± 0.10 g 待测圆环质量 m =192.260 ± 0.020 g
累积法测周期数据记录参考表格
下盘
下盘加圆环
摆动 50 次 所需 时间 50T （s ）
1
2 3 4 5
平均
71.68
72.06 71.88 71.65 71.62
71.78
1
2 3 4 5
平均
74.28
74.16 74.15 74.22 74.13
74.19
周 期
T 0=1.44 ± 0.01 s T 1= 1.48±0.01 s
∑(50T-50T)2
4+
0.012÷50=0.01(s)
∑(5T-5T)2
4+
0.021÷
∑(a-a)2
4+
0.0022=0.003(cm)=
∑(b-b)2
4+0.0022=0.003(cm)=
有关长度多次测量数据记录参考表
次数项目上盘悬孔
间距a
（cm）
下盘悬孔间
距b（cm）
待测圆环
外直径2R
1
内直径2R
2
（cm）（cm）
1 2 3 4 5
平均
6.702
6.702
6.706
6.700
6.706
6.703±
0.002
12.388
12.360
12.390
12.386
12.390
12.383±
0.002
11.996
12.000
12.000
11.996
12.016
12.002±
0.002
11.300
11.296
11.300
11.262
11.302
11.292±
0.002
50T=(71.68+72.06+71.88+71.65+71.62)5=71.78(s) 0
T=71.78÷50=1.436(s)
∆T=
5
i=1
i
50T=(74.28+74.16+74.15+74.22+74.13)5=74.19(s) 1
T=74.19÷50=1.484(s)∆T= 11
5
i=1
i5=00.s01()
a=(6.702+6.702+6.706+6.700+6.706)5=6.703(cm)
∆a=
5
i=1
i
∆r=
3
∆a0.002c(m)
3
b=(12.388+12.360+12.390+12.386+12.390)5=12.383(cm)
∆b=
5
i=1
i
∆R=
3
∆b0.002c(m)
3
2R=(11.996+12.000+12.000+11.996+12.016)5=12.002(cm) 1
