三线摆测量物体的转动惯量实验进程分析和实验数据处置.docx
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三线摆测量物体的转动惯量实验进程分析和实验数据处置
三线摆测物体的转动惯量
7．预习试探题回答
（1）用三线摆测刚体转动惯量时，什么缘故必需维持下盘水平？
答：
扭摆的运动可近似看做简谐运动，以便公式推导，利用依照能量守恒定律和刚体转动定律都可导出物体绕中心轴的转动惯量公式。
（2）在测量进程中，如下盘显现晃动，对周期有测量有阻碍吗？
如有阻碍，应如何幸免之？
答：
有阻碍。
当三线摆在扭动的同时产生晃动时，这时下圆盘的运动已不是一个简谐振动，从而运用公式测出的转动惯量将与理论值产生误差，其误差的大小是与晃动的轨迹和幅度有关的。
（3）三线摆放上待测物后，其摆动周期是不是必然比空盘的转动周期大？
什么缘故？
答：
不必然。
比如，在验证平行轴定理实验中，d=0,2,4,6cm时三线摆周期比空盘小；d=8cm时三线摆周期比空盘大。
理论上，
因此
=〉
而
，并非能保证
，因此放上待测物后周期不必然变大。
（4）测量圆环的转动惯量时，假设圆环的转轴与下盘转轴不重合，对实验结果有何阻碍？
答：
三线摆在扭摆时同时将产生晃动时，这时下圆盘的运动已不是一个简谐振动，从而运用公式测出的转动惯量将与理论值产生误差。
8．数据记录及处置
g（重力加速度）=9.793m/s2m0（圆盘）=380g
m1（圆环）=1182gm21（圆柱）=137g
m22（圆柱）=137gx（两圆柱离中心距离）=0cm
表1待测刚体的有关尺寸数据的记录及简单计算
项目
1
2
3
4
5
平均值
圆
盘
a（cm）
/
/
b（cm）
/
/
H（cm）
圆环
D内（cm）
D外（cm）
圆柱
D21（cm）
D22（cm）
表2待测刚体的摆动时刻的数据表（周期数为35）
待测刚体
振动35次所需时间/s
T=t/35
1
2
3
4
5
平均
空载与圆盘t0
下盘与圆环t1
下盘与两圆柱t2
二、实验进程记录
1）各个多次测量的物理量的平均值及不确信度：
；
;t0=±（s）
；
（s）;t1=±（s）
;
;t2=±（s）
2）待测物体的转动惯量
下盘加圆环：
a）空盘的转动惯量：
b）空盘加圆环的转动惯量：
c）圆环的转动惯量平均值：
圆环转动惯量结果表示：
=〉
下盘与两圆柱体：
结果表示：
理论公式：
3）百分误差的计算
a）圆环的转动惯量理论公式：
相对误差：
b）圆柱的转动惯量理论公式：
相对误差：
9.数据分析
圆环的相对不确信度波动较小，为1%。
圆柱体的不确信度偏大为9%。
那个可能是由两个圆柱体大小质量散布不完全相同、与下圆盘接触有晃动造成数据不稳固而致使的。
圆环的不确信度可能来自于所放的位置与中心轴有误差而造成的。
10.误差分析
其实验值与理论值间的百分误不同离为%和%。
其误差来源可能有以下几种：
1.圆盘没有完全水平；
2.上下圆盘中心点连线不在一条直线上；
3.秒表测量时，起点和终点均目测,不够精准；
4.圆盘在扭动运动中同时有摆动。
5.下圆盘上三条钢丝与圆盘交点并非组成等边三角形，将致使上下圆盘中心点连线不在一条直线上。
另外，依如实验数据计算说明，圆柱体的不确信度较大为9%，这可能与圆柱体的散布不完全对程有关。
再者，极可能在扭摆进程中，圆柱体与下盘接触有松动，致使周期不准确。
11.实验中现象的分析和处置
（1）加待测物体时盘有晃动，加待测物体时轻放轻取，在扭摆前用手致使下盘稳固静止。
（2）摆动一段时刻后下圆盘边缘挡光杆偏离光电门，尽可能减少振动，包括手离开桌面。
（3）上圆盘与下圆盘一路摆动，尽可能把扭摆幅度减小，维持上盘稳固。
12.结果的分析讨论
本实验用三线摆测量物体的转动惯量，其结果在数据处置中已经给出，误差及缘故也在前面进行了分析。
通过上述处置和分析取得如下结论：
三线摆测物体的转动惯量的方式靠得住，其不确信度及误差较小，精准度较高，专门好地验证了圆环的转动惯量的理论计算公式和平行轴定理。
本实验有关的圆盘、圆环和圆柱体的质量及尺寸可采纳有关仪器进行精准测量和修正，进一步缩小误差。
弹簧振子振动周期的测量
7．预习试探题回答
（1）在测量弹簧的振动周期T时，什么缘故先要倒着数五、4、3、二、一、0，当数到“0”时开始计时？
若是不如此做，有什么问题？
答：
以便手的协同性较好，更准确的计时，减小实验的误差。
8．数据记录及处置
表1劲度系数的测量数据（∆m=40g）
弹簧编号
1
2
3
4
5
初长（cm）
位置2（cm）
∆l（cm）
K=∆mg/∆l
（Nm-1）
表1T-k对应的数据表格（m=60g）
弹簧序号
1
2
3
4
5
弹簧劲度系数k
50T/s
1
2
3952
3
平均值
周期T/s
LgT
Lgk
表2T-m对应的数据表格（k=）
砝码编号
1
2
3
4
5
振子质量（g）
50
55
60
65
70
50T/s
1
2
3
平均值
周期T/s
LgT
Lgm
二、数据处置及分析
1）维持质量m=,依照做图求出lgC1、α
图1lgT与lgk的函数关系曲线图
在图中取两点为：
P,,Q,可求直线斜率和截距。
斜率：
截距：
因此可求得：
C1=，
2）维持弹簧系数K=依照作图可求出lgC2,β
图2lgT与lgm函数关系曲线图
在图中取两点，坐标为R（，），S（，）
那么直线斜率：
截距为：
那么可求出C2=，
由以上A1和A2的值可求A值为：
因此弹簧振子的周期公式为：
（保留三位有效数字）
3）百分误差：
a）A的百分误差为
b）α的百分误差为
c）β的百分误差为
九、数据分析
通过图解法对实验数据进行了处置，得出了假设方程中A、α、β的值，方式简单可行，与理论值有些误差，要紧来自于较难保证弹簧振动在竖直方向摆动，造成不稳固因素。
10、误差分析
从百分误差的数据可知，A的百分误差较小，α、β的误差较大，可能的来源：
1）摆动不在竖直方向，有轻微的横向摆动干扰
2）长时刻未利用或弹簧受到破坏致使弹簧不能正常工作
3）没有考虑弹簧的质量
1一、结果及分析:
本实验验证了弹簧振子的周期公式，数据靠得住、精准度较高，重复性好。
是一种操作简单的可行的科学实验方式。
可考虑弹簧自身的质量对结果的阻碍，进行修正。
当我被上帝造出来时，上帝问我想在人世当一个如何的人，我不假思索的说，我要做一个伟大的世人皆知的人。
于是，我降临在了人世。
我诞生在一个官僚知识分子之家，父亲在朝中做官，精读诗书，母亲知书答礼，温柔体贴，父母给我去了一个好听的名字：
李清照。
小时侯，受父母阻碍的我饱读诗书，伶俐伶俐，在朝中享有“神童”的称号。
小时候的我天真活泼，才思敏捷，小河畔，花丛边撒满了我的诗我的笑，无可置疑，小时侯的我欢乐无虑。
“兴尽晚回舟，误入藕花深处。
争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭。
”青春的我犹如一只小鸟，无拘无束，没有约束，少女纯净的心灵常在朝阳小，流水也被自然洗礼，纤细的手指拈一束花，轻抛入水，随波荡漾，发髻上沾着晶莹的露珠，双脚任水流轻抚。
身影轻飘而过，留下一阵清风。
可是晚年的我却生活在一片黑暗当中，家庭的衰败，社会的改变，消磨着我那柔弱的心。
我几乎对生活失望，天天在痛楚中消磨光阴，一切都好象是灰暗的。
“寻寻觅觅冷冷清清凄凄惨惨戚戚”这千古叠文句确实是我那时心情的写照。
最后，香消玉殒，我在痛楚和哀怨中凄凉的死去。
在天堂里，我又见到了上帝。
上帝问我过的怎么样，我摇摇头又点颔首，我的一生有欢乐也有坎坷，有笑声也有泪水，有鼎盛也有衰落。
我始终无法客观的评判我的一生。
我原以为做一个着名的人，一生应该是被欢乐荣誉所包围，可我发觉我错了。
于是在下一轮回中，我选择做一个一般的人。
我来到人世，我是一个一般的人，我既不着名也不出众，但我拥有一切的幸福：
我有温馨的家，我有可亲可爱的同窗和教师，我天天一般而欢乐的活着，这就够了。
天儿蓝蓝风儿轻轻，暖和的春风带着春的气息吹进敞亮的教室，我坐在教室的窗前，望着我拥有的一切，我甜甜的笑了。
我拿起手中的笔，不由想起曾经作诗的李清照，我尽管没有横溢的才华，但我仍是拿起手中的笔，用最朴实的语言，写下了一时的感受：
人一辈子并非老是完美的，每一个人都会有不如意的地址。
这就需要咱们静下心来阅读自己的人一辈子，体会其中无尽的欢乐和不同凡响。
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