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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上三線擺測(cè)量剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量生命科學(xué)學(xué)院 PB 李璨實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：1. 測(cè)量D、d、H12345平均值標(biāo)準(zhǔn)差D(mm)206.16206.40206.20206.10206.40206.250.140d(mm)99.7099.6899.7099.7499.7099.700.022H(cm)50.2050.1850.1950.2050.1850.190.01實(shí)驗(yàn)記錄：測(cè)量H時(shí)，如果直尺距離圓盤太遠(yuǎn)，讀數(shù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大誤差，如果直尺距離圓盤太近，可能會(huì)由于直尺的傾斜，而使得測(cè)量結(jié)果偏大，這時(shí)，可將直尺保持正直，將游標(biāo)卡尺抵住上圓盤下邊，然后可從直尺上讀出數(shù)據(jù)。2. 測(cè)量圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)周期

2、12345T(50)114”18114”09114”08114”20114”25所以， 3. 測(cè)量圓環(huán)內(nèi)外徑及加上圓盤時(shí)的周期12345平均值D外(mm)189.54189.62189.22189.60189.50189.496D內(nèi)(mm)160.00160.02160.04160.00160.06160.024 R內(nèi) = R內(nèi) + 10.00mm12345平均值T(50)123”65123”99123”86123”90123”68123”823. 測(cè)量加上兩圓柱時(shí)的周期123平均值t(s)T(d=0)52”7852”5552”6652”661.05T(d=20)54”1054”3054”50

3、54”301.09T(d=40)100”4659”93100”49100”291.20T(d=60)108”92108”50108”63108”681.37T(d=80)119”08119”20119”54119”271.594. 已知數(shù)據(jù)m0 = 357.8gm = 398.26gm = 200ga = 173.33mm數(shù)據(jù)處理：1. 測(cè)量下圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I0，并計(jì)算其不確定度。根據(jù)公式 ，得： 下面求I0的A類不確定度：(P = 0.68, t = 1.14) 根據(jù)不確定度合成公式可得：下面求I0的B類不確定度：(P = 0.68,KP =1) 所以， （P = 0.68）2. 計(jì)算圓環(huán)的

4、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由公式,代入數(shù)值： 而根據(jù)理論公式： 所以，相對(duì)誤差為 % 3. 驗(yàn)證平行軸定理 （1）當(dāng)d=0時(shí): （2）當(dāng)d=20mm時(shí): （3）當(dāng)d=40mm時(shí): （4）當(dāng)d=60mm時(shí): （5）當(dāng)d=80mm時(shí): 12345Ia(0.0001N*m*s*s)1.252.907.7616.228.7d*d(m*m)00.040.160.360.64 Iad*d直線擬合圖Linear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error-A 1.08338 0.16593B 42.82759 0.49301-R SD N P-0.999

5、8 0.26013 5 0.0001- 因?yàn)橹本€擬合的斜率即為兩個(gè)小圓柱的質(zhì)量， 所以，2m=B=428.3g % 思考題：1 用三線擺測(cè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，扭角大小對(duì)實(shí)驗(yàn)有無影響？若有影響，能否進(jìn)行修正？答：有影響。因?yàn)槿暨^大，則圓盤的扭動(dòng)就不能視為簡(jiǎn)諧振動(dòng)，同時(shí)越大，形成圓錐擺的可能性也越大，周期測(cè)量的準(zhǔn)確性也越差，并且由于的增大，會(huì)使dh/dt增大，從而會(huì)使計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的公式出現(xiàn)較大誤差，首先，我覺得如果過大，為保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，可暫時(shí)不要測(cè)量周期，等到圓盤由于空氣阻力轉(zhuǎn)動(dòng)幅度減小時(shí)，再測(cè)量。如果保持的角度不變，則要通過阻尼振動(dòng)計(jì)算公式得到周期與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的關(guān)系，不能再用簡(jiǎn)諧振動(dòng)的公式了，如果粗略計(jì)算，可通過加修正因子的方法來實(shí)現(xiàn)。2 加上待測(cè)物體后，三線擺的周期是不是一定比空盤大？為什么？答：不一定。從驗(yàn)證平行軸定理計(jì)算出的前四組數(shù)據(jù)即可看出。根據(jù)公式可以看出，T的變化取決于m和I。而I 的大小不僅與質(zhì)量有關(guān)，還與質(zhì)量分布有關(guān)，質(zhì)量分布越集中，I越小，從而T 越小，這正是前四組數(shù)據(jù)的T小于空盤周期的原因；反之，質(zhì)量分布越分散，I越大。當(dāng)質(zhì)量分布大體相當(dāng)時(shí)，m增加，則T會(huì)增加，所以，最后一組實(shí)驗(yàn)得到的周期比空盤周期大。實(shí)驗(yàn)體會(huì)： 在測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)周期時(shí)，一定要使圓盤保持水平，使上下圓盤中心連線所確定的軸線保持豎直，否則會(huì)形成圓錐擺，給實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成很大誤差。專心-專注-專業(yè)