三線擺，怎樣用三線擺測定任意形狀物體的轉動慣量最好直接答復

來源：整理時間：2024-04-10 13:23:54 編輯：智能門戶手機版

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1，怎樣用三線擺測定任意形狀物體的轉動慣量最好直接答復
2，如何使用三線擺測量質量分布不均勻物質的轉動慣量
3，利用三線擺如何測量質量分布不均勻物質的轉動慣量
4，三線擺能否測量非規(guī)則形狀的轉動慣量
5，三線擺測剛體轉動慣量時扭轉角對實驗結果的影響是什么原因是什
6，三線擺實驗的數(shù)據(jù)處理

1，怎樣用三線擺測定任意形狀物體的轉動慣量最好直接答復

利用三線擺測定任意形狀的物體繞某軸的轉動慣量是大學物理實驗的內容。建議你看一下大學物理的有關書籍。我給你找個一份電子文檔，你要是沒有大學物理實驗的書的話，可以點擊下面的連接。 http://wlsy.cug.edu.cn/zhidao/87.html

對任意形狀物體，首先要看測量它對哪個軸的轉動慣量，然后將物體固定好，并使那個軸與三線擺的中心軸對齊，這樣就可以用常規(guī)的方法（即測量具有規(guī)則形狀轉動慣量的方法）來測量了。就是要求測量的那個軸呀。

怎樣用三線擺測定任意形狀物體的轉動慣量最好直接答復

2，如何使用三線擺測量質量分布不均勻物質的轉動慣量

用三線擺法測量質量分布不均勻物質的轉動慣量，可以將待測物體用三根對稱的線懸掛起來，測量物體轉動時的周期，再測量出繩子長度，懸孔間距，就可以計算出物體圍繞中心軸的轉動慣量。

測量下盤和圓環(huán)對中心軸的轉動慣量 1. 調節(jié)上盤繞線螺絲使三根線等長（50cm左右）；調節(jié)底腳螺絲，使上、下盤處于水平狀態(tài)（水平儀放于下圓盤中心）。 2. 等待三線擺靜止后，用手輕輕扭轉上盤5°左右隨即退回原處，使下盤繞儀器中心軸作小角度扭轉擺動（不應伴有晃動）。用數(shù)字毫秒計測出50次完全振動的時間0t，重復測量5次求平均值0t，計算出下盤空載時的振動周期t0。 3. 將待測圓環(huán)放在下盤上，使它們的中心軸重合。再用數(shù)字毫秒計測出50次完全振動的時間t，重復測量5次求平均值，算出此時的振動周期t。 4. 測出圓環(huán)質量。

如何使用三線擺測量質量分布不均勻物質的轉動慣量

3，利用三線擺如何測量質量分布不均勻物質的轉動慣量

測量下盤和圓環(huán)對中心軸的轉動慣量 1. 調節(jié)上盤繞線螺絲使三根線等長（50cm左右）；調節(jié)底腳螺絲，使上、下盤處于水平狀態(tài)（水平儀放于下圓盤中心）。 2. 等待三線擺靜止后，用手輕輕扭轉上盤5°左右隨即退回原處，使下盤繞儀器中心軸作小角度扭轉擺動（不應伴有晃動）。用數(shù)字毫秒計測出50次完全振動的時間0t，重復測量5次求平均值0t，計算出下盤空載時的振動周期T0。 3. 將待測圓環(huán)放在下盤上，使它們的中心軸重合。再用數(shù)字毫秒計測出50次完全振動的時間t，重復測量5次求平均值，算出此時的振動周期T。 4. 測出圓環(huán)質量。

利用三線擺如何測量質量分布不均勻物質的轉動慣量

4，三線擺能否測量非規(guī)則形狀的轉動慣量

三線擺能否測量非規(guī)則形狀的轉動慣量此問題的關鍵是如何將物體固定好，且使該“特定軸”與三線擺的中心軸對齊，如果能做到，就可以按照測量規(guī)則形狀物體轉動慣量的方法來測量。轉動慣量是剛體轉動時慣性的量度, 其量值取決于物體的形狀、質量分布及轉軸的位置。剛體的轉動慣量有著重要的物理意義，在科學實驗、工程技術、航天、電力、機械、儀表等工業(yè)領域也是一個重要參量。例如：電磁系儀表的指示系統(tǒng)，因線圈的轉動慣量不同，可分別用于測量微小電流（檢流計）或電量（沖擊電流計）。在發(fā)動機葉片、飛輪、陀螺以及人造衛(wèi)星的外形設計上，精確地測定轉動慣量，都是十分必要的。對于質量分布均勻，外形不復雜的物體可以從它的外形尺寸的質量分布用公式計算出相對于某一確定轉軸的轉動慣量

三線擺能否測量非規(guī)則形狀的轉動慣量此問題的關鍵是如何將物體固定好，且使該“特定軸”與三線擺的中心軸對齊，如果能做到，就可以按照測量規(guī)則形狀物體轉動慣量的方法來測量。

此問題的關鍵是如何將物體固定好，且使該“特定軸”與三線擺的中心軸對齊，如果能做到，就可以按照測量規(guī)則形狀物體轉動慣量的方法來測量。

5，三線擺測剛體轉動慣量時扭轉角對實驗結果的影響是什么原因是什

扭轉角的大小對實驗結果是有影響的，這是因為只有當扭轉角a很小的時候有sina=a，才能將三線擺的運動近似看成是簡諧振動。如果擺角過大，會導致扭轉力矩過大，從而使所測得的平均周期大大偏小，這樣計算所得的轉動慣量值與理論值誤差很大。三線擺測物體的轉動慣量，如果扭擺角度超過5度就不能近似看做是簡諧運動了。扭擺，只有在小角度情況下，回復力矩才能看做是線性回復力矩，才能使用簡諧運動公式來計算周期。所以測量結果的誤差會變得很大。擴展資料：其量值取決于物體的形狀、質量分布及轉軸的位置。剛體的轉動慣量有著重要的物理意義，在科學實驗、工程技術、航天、電力、機械、儀表等工業(yè)領域也是一個重要參量。電磁系儀表的指示系統(tǒng)，因線圈的轉動慣量不同，可分別用于測量微小電流（檢流計）或電量（沖擊電流計）。在發(fā)動機葉片、飛輪、陀螺以及人造衛(wèi)星的外形設計上，精確地測定轉動慣量，都是十分必要的。轉動慣量只決定于剛體的形狀、質量分布和轉軸的位置，而同剛體繞軸的轉動狀態(tài)（如角速度的大?。o關。形狀規(guī)則的勻質剛體，其轉動慣量可直接用公式計算得到。而對于不規(guī)則剛體或非均質剛體的轉動慣量，一般通過實驗的方法來進行測定，因而實驗方法就顯得十分重要。轉動慣量應用于剛體各種運動的動力學計算中。參考資料來源：搜狗百科-轉動慣量

扭轉角的大小對實驗結果是有影響的，這是因為只有當扭轉角a很小的時候有sina=a，才能將三線擺的運動近似看成是簡諧振動。如果擺角過大，會導致扭轉力矩過大，從而使所測得的平均周期大大偏小，這樣計算所得的轉動慣量值與理論值誤差很大

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6，三線擺實驗的數(shù)據(jù)處理

在做三線擺實驗時，往往出現(xiàn)實驗結果與理論值比較的誤差較大，這是正常的，現(xiàn)在就來分析一下，到底哪些會影響最終結果。 1．各種近似對測量結果的影響。 (1)忽略平動動能的影響。下圓盤在扭動過程中，其質心作升降運動的速度為V=dh/dt=d〔2Rr(1-cosΘ)/2H〕/dt=RrwsinΘ/H 則平動動能為EK平=1/2m*V2= m0R2*r2*w2*sin2Θ/2H2 下圓盤的轉動動能為EK轉=1/2*1/2*m0R2*w2 平動動能與轉動動能之比的值為2r2*sin2Θ/H2 增大H可以減小由于忽略平動動能帶來的影響，另外，該比值還與角位移有關?，F(xiàn)以我校所用的三線擺為例，討論角位移對比值的影響，H取50．Ocm，，r=4．Ocm，R =7．Ocm Θ 5 10 15 20 【EK平／EK轉)／9l61 0．010 0．039 0．086 0．15 從表中看出，當角位移增大時，比值也增大，但是當角位移達到20 時，平動動能也有轉動動能的0．15％，所以，若使最大角位移 ≤20。，忽略平動動能對量量結果的影響不大。 (2)采用BCl≈BC=H近似的影響。采用這種近似所引起的相對誤差為Er(BC-BC1)/BC=h/H≈2Rrsin2(Θ/2)/H2 看出，增大H可以減小由于采用該種近似引起的誤差,，同時其誤差也與角位移有關。關系見表2。 Θ 5 10 15 20 E/% 0.004 0.017 0.038 0.068 即使角位移為2 。其誤差也只有0．068％，只要使 Θ≤20．，這一近似對測量結果的影響也不大。 (3)采用 sin(Θ/2)≈Θ/2的影響。采用這種近似引起的相對誤差為Er=((Θ/2)2-sinΘ/2)/(sin2Θ/2) 不同的角位移對應的誤差見表3 Θ 5 10 15 20 E/% 0.004 0.017 0.038 0.068 看出，在得到式(2)的各種近似中，該種近似引起的誤差最大，當角位移為20，由此引起的誤差將達到1．021％。需要說明的是，角位移在下圓盤扭動的過程中是變化的，所以對于整個振動，由于采用近似引起的誤差應是角位移在0。～之間引起誤差的平均結果，則由于采用各種近似引起的誤差是很小的。但是在實驗的過程中，即使保證最大角位移 ≤20"，得到的結果與理論值相比往往誤差也大于1％，這是什么原因呢?一方面，以上所討論的各種近似引起的誤差，只是就某一量的近似引起該量誤差的大小，而實驗結果的誤差是各種誤差的綜合結果；另一方面，由于操作的原因引起的誤差也是至關重要的。 2．操作對測量結果的影響。(1)測量周期數(shù)的選擇。若測量周期數(shù)太少。將使所得周期的偶然誤差增大；若測量周期數(shù)太多，雖然可以減小計時起、停時的誤差。但由于三線擺在扭動過程中受空氣等阻力的作用，實際為一阻尼振動，相應的周期將會變長。使所測周期的誤差變大。并且由于I0∞T02，所以測量周期引起的誤差是非常重要的一個方面。如用秒表測周期。若計50個周期的時間是50s。其絕對誤差為0．5s(0．5s的誤差在手動計時中是可能的)則周期的相對誤差為l％，由式(2)得到的轉動慣量的相對誤差將大于1％。(2)晃動對測量結果的影響。當三線擺在扭動的同時產生晃動時。這時下圓盤的運動已不是一個簡諧振動，從而運用式(2)測出的轉動慣量將與理論值產生誤差，其誤差的大小是與晃動的軌跡以及幅度有關的。(3)長度的測量。由式(2)看出，R.r.H 的測量誤差將直接影響轉動慣量的測量結果，尤其是在測量上圓盤的r時，由于其數(shù)值較，若測量不準確，將引起較大的相對誤差。如r的真值為4．0cm，若測量結果為4．1cm，將引起2．5％的相對誤差。減小誤差的方法 (1)對于推導式(2)過程中所采用的各種近似引起的誤差，可以通過盡量加大兩盤之間的距離H，以及使下圓盤的最大角位移小一些來減小它們的影響。如 ≤15。，可使誤差小于0．6％。(2)對于測量周期數(shù)，應根據(jù)計時所采用的方式及儀表的精度合理選擇。如用秒表人工計時，考慮到人的手動誤差，可選擇的周期數(shù)多一些(如100)；如用電子計時，為減小阻尼的影響，可選擇的周期數(shù)少一些(如20)。(3)對于三線擺的晃動，在實驗中，一定要掌握正確的啟動方法，以保證三線擺的穩(wěn)定扭動狀態(tài)。(4)對于長度的測量，在測r和尺時，最好采用高級精度的工具進行。另外要注意，一般三線擺中下圓盤的懸點并不在盤的邊緣，所以要區(qū)分式(2)中的R和理論計算公式中I0=1/2*mR2的R0。總之，對于三線擺tlllfl體轉動慣量的誤差來源，主要是扭動的最大角位移當過大時和操作誤差引起的。所以在做實驗時一定要注意這兩點。以上分析數(shù)值均屬保守值，有兩位數(shù)的誤差實屬正常，但超過100%有點過~~~~~~

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