大學(xué)物理實驗-拓展提高篇 課件 實驗2.3-雙線擺與扭擺測量轉(zhuǎn)動慣量

用雙線擺和扭擺測量轉(zhuǎn)動慣量第1節(jié)背景介紹與實驗原理大學(xué)物理實驗——拓展提高篇實驗?zāi)康?.學(xué)會用雙線擺和扭擺測量轉(zhuǎn)動慣量，驗證平行軸定理；2.了解切變模量的概念，學(xué)會測量懸線的切變模量。背景知識一、轉(zhuǎn)動慣量1.轉(zhuǎn)動慣量：剛體繞軸轉(zhuǎn)動時慣性的量度

意義：一個物體對于旋轉(zhuǎn)運動的慣性背景知識背景知識背景知識2.轉(zhuǎn)動慣量的兩個相關(guān)定理

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背景知識3.轉(zhuǎn)動慣量常用測量方法形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的剛體：理論計算形狀復(fù)雜、質(zhì)量分布不均勻的剛體：儀器測定雙線擺扭擺三線擺......轉(zhuǎn)動慣量測定儀背景知識二、切變模量意義：表征材料抵抗切應(yīng)變的能力

實驗原理一、雙線擺雙線擺繞豎直轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)過一定初始角θ，上升一定高度h，雙線擺將自由擺動。根據(jù)能量守恒，有

實驗原理

實驗原理

平行軸定理計算與驗證方法

實驗原理

二、扭擺用雙線擺和扭擺測量轉(zhuǎn)動慣量第2節(jié)實驗儀器與實驗內(nèi)容大學(xué)物理實驗——拓展提高篇實驗儀器需要用到的實驗儀器：雙線擺實驗儀、扭擺實驗儀、DHTC-1A通用計數(shù)器、水平儀、米尺、游標(biāo)卡尺、待測物體。實驗儀器1.DHTC-1A通用計數(shù)器測量功能：周期測量、脈寬測量、秒表計時、自由落體測量、角加速度測量等液晶顯示器系統(tǒng)復(fù)位鍵功能鍵光電門1接口光電門2接口電磁鐵輸入接口實驗儀器2.游標(biāo)卡尺使用方法：讀數(shù)結(jié)果L=主尺上的整數(shù)部分+副尺上的小數(shù)部分不需要估讀！實驗內(nèi)容與方法ObjectiveOperationObservationRecord1調(diào)整儀器，使之達(dá)到測量狀態(tài)a.將水平儀放在上盤上，通過調(diào)節(jié)底座水平螺絲調(diào)節(jié)上盤水平。水平儀氣泡是否處于中心。b.將光電門安裝在光電門架上。雙線擺其中一頭的擋光針在擺動時能否通過光電門。c.光電門信號線與傳感器I口相連，通用計數(shù)器開機，按任意鍵進(jìn)入，選擇“周期測量“并確認(rèn)，將測量周期數(shù)n設(shè)為10，選”開始測量“。一、雙線擺實驗實驗內(nèi)容與方法ObjectiveOperationObservationRecord2測量儀器常數(shù)a.讀取均勻細(xì)桿、待測物體、單個待測圓環(huán)體的質(zhì)量分別記為m0、mx、m1b.游標(biāo)卡尺測量待測圓環(huán)體外環(huán)直徑、內(nèi)環(huán)直徑和厚度分別記為D1、D2、d13測量擺動周期a.撥動上盤，使雙線擺以小角度振動，然后按確認(rèn)鍵讀通用計數(shù)器并記錄T0b.將待測物安裝在均勻細(xì)桿上，并使系統(tǒng)小角度擺動讀通用計數(shù)器并記錄Txc.兩待測小圓環(huán)體對稱地套在均勻細(xì)桿兩端，并系統(tǒng)小角度擺動讀兩圓環(huán)體中心距離2x，讀通用計數(shù)器并記錄T1實驗內(nèi)容與方法雙線擺實驗測量數(shù)據(jù)記錄表L/mmd1/mm2x/mmD1/mmD2/mmm0/gmx/gm1/gT0/sTx/sT1/s實驗內(nèi)容與方法二、扭擺實驗ObjectiveOperationObservationRecord1調(diào)整儀器，使之達(dá)到測量狀態(tài)a.將光電門安裝在光電門架上，使扭擺的擋光針在擺動時能通過光電門。b.光電門信號線與傳感器I口相連，通用計數(shù)器開機，按任意鍵進(jìn)入，選擇“周期測量“并確認(rèn)，將測量周期數(shù)n設(shè)為10，選”開始測量“2測量儀器常數(shù)a.讀取扭擺上圓環(huán)體的質(zhì)量為m1記錄m1，D1，D2，L，db.用游標(biāo)卡尺測量圓環(huán)體外直徑D1、D2，用米尺測量懸線長度L，用游標(biāo)卡尺測量懸線直徑d實驗內(nèi)容與方法ObjectiveOperationObservationRecord3測量擺動周期a.撥動上盤，使扭擺以小角度振動，然后按通用計數(shù)器的確認(rèn)鍵，開始測量空盤周期T0讀通用計數(shù)器并記錄T0b.將圓環(huán)體放置于扭擺盤上，使二者質(zhì)心對齊，撥動使以小角度振動，測量系統(tǒng)周期T讀通用計數(shù)器并記錄T實驗內(nèi)容與方法扭擺實驗測量數(shù)據(jù)記錄表m1/gD1/mmD2/mmd/mmL/cmT0/sT/s數(shù)據(jù)處理及要求一、雙線擺實驗

數(shù)據(jù)處理及要求

用雙線擺和扭擺測量轉(zhuǎn)動慣量第3節(jié)附錄大學(xué)物理實驗——拓展提高篇分析與思考1.雙線擺在擺動過程中受到空氣阻力，振幅會越來越小，其周期是否會隨時間而改變？提示：周期只與轉(zhuǎn)動慣量J0、質(zhì)量m0與繩長L有關(guān)，與振幅無關(guān)。且空氣阻力通常較小，屬于小阻尼，且一般與速度呈線性關(guān)系，故不會影響周期。分析與思考2.在雙線擺實驗中，產(chǎn)生誤差的原因有哪些？提示：估讀的誤差、擺動角度過大導(dǎo)