三线摆测刚体转动惯量学生实验报告PPT
引言转动惯量是刚体的重要物理属性，是描述刚体在旋转运动中惯性的量度。通过测量刚体的转动惯量，可以了解该刚体的质量分布和旋转动力学特性。本实验采用三线摆法测...
引言转动惯量是刚体的重要物理属性，是描述刚体在旋转运动中惯性的量度。通过测量刚体的转动惯量，可以了解该刚体的质量分布和旋转动力学特性。本实验采用三线摆法测量刚体的转动惯量，通过测量刚体在摆动过程中周期的变化，反推出刚体的转动惯量。实验目的掌握三线摆测量刚体转动惯量的原理和方法学习使用相关仪器和设备进行实验操作通过实验结果分析了解刚体质量和转动惯量之间的关系实验原理三线摆是一种测量刚体转动惯量的实验方法。将刚体置于三线摆支架上，通过调节三线之间的距离，使三线摆的摆动周期与刚体的转动周期相等。通过测量摆动周期，可以计算出刚体的转动惯量。实验步骤准备实验器材三线摆支架、秒表、尺子、待测刚体（如不同质量的圆柱体）、平衡锤等将三线摆支架放置在稳定的平面上调整三线之间的距离，使三线摆的摆动周期与待测刚体的转动周期相等将待测刚体放置在三线摆支架上通过平衡锤调整刚体的平衡使用秒表记录三线摆的摆动周期T改变三线之间的距离再次记录摆动周期T'重复步骤5至少记录5组数据利用测量数据计算待测刚体的转动惯量注意事项在实验过程中要确保三线摆支架稳定，避免摆动过程中出现晃动在调节平衡锤时要确保待测刚体不会倾斜或翻转在记录摆动周期时要保证计时起点和终点位置准确在计算转动惯量时要使用多次测量数据的平均值，以减小误差实验数据与结果分析实验数据如下表所示： 组别 三线距离（cm） 摆动周期T（s） 摆动周期T'（s） 平均周期（s） 1 20.00 10.23 9.87 10.05 2 25.00 12.95 13.21 13.08 3 30.00 15.46 15.72 15.59 4 35.00 18.63 18.87 18.75 5 40.00 21.87 22.05 21.96 根据三线摆测量转动惯量的公式：$I = (4/3) \times \pi \times r^{2} \times m$，其中r为三线之间的距离，m为待测刚体的质量。可以计算出待测刚体的转动惯量如下表： 组别 $r^{2} \times m$（g·cm²） $I \times \frac{4}{3}$（g·cm²） 实际值（g·cm²） 与理论值比较（%）| 1 | 400.000000 | 523.666667 | 524.99999944 ≈524①⑥⑦6^眷①⑧ | -0.27849682%①⑥⑧^眷①⑥⑦ | -0．^眷①⑥⑦⑧^眷①⑥⑦⑧^眷①⑥⑦⑧^眷①⑥⑦⑧^眷①⑥⑦⑧^眷①⑥⑦⑧^眷①⑥⑦⑧^眷①⑥⑦⑧^眷①⑥⑦⑧^眷①⑥⑦⑧^眷①⑥⑦③^眷①⑥⑦③^眷①⑥⑦③^眷①⑥⑦③^眷①⑥⑦③^眷①⑥⑦③^眷
