三线摆、扭摆、双线摆实验测转动惯量与切变模量

《三线摆、扭摆、双线摆实验测转动惯量与切变模量》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、学期：2014年上学期；课程名：《综合设计与创新物理实验》；课序号：02；姓名：；学号：文章题目转动惯量和切变模量的测量实验论文姓名学号电话邮箱创新点自述9学期：2014年上学期；课程名：《综合设计与创新物理实验》；课序号：02；姓名：；学号：转动惯量和切变模量的测量实验论文摘要：本实验用三线摆、扭摆、和双线摆进行了实验，测量了物体的转动惯量和切变模量，并由实验数据验证了平行轴定理。分别用三线摆测量了物体的转动惯量并由实验数据验证了平行轴定理，用扭摆测量了物体的转动惯量和切变模量，用双线摆测量了物体的转动惯量并由实验数据验证了平行轴定理。关键词：转动惯量；切变模量；平行轴定理；三线摆；扭

2、摆；双线摆ThemomentofinertiaandtheshearmodulusmeasurementtestpaperQuanChao(SichuanUniversity,Instituteofarchitectureandenvironment,2013)Abstract:Experimental familiar stopwatch, a level, vernier caliper, meter stick and other equipment to use, control quality, and cycle the same amount of measurement 

3、methods; understanding of inertia and shear modulus measurements oftheprinciples and methods to study the rigid body moment of inertia and mass distribution relationship; error and the final consolidation of the test results were analyzed.Keywords:momentofinertia;shearmodulus;three-wirependulum;t

4、orsiondoublependulum;parallelaxistheorem此处格式错误。1用三线摆测转动惯量并验证平行轴定理1.1用三线摆测转动惯量实验装置和原理简介如图是三线摆示意图。上、下圆盘 9学期：2014年上学期；课程名：《综合设计与创新物理实验》；课序号：02；姓名：；学号：均处于水平，悬挂在横梁上。横梁由立柱和底座（图中未画出）支承着。三根对称分布的等长悬线将两圆盘相连。拨动转动杆就可以使上圆盘小幅度转动，从而带动下圆盘绕中心轴OO＇作扭摆运动。当下圆盘的摆角θ很小，并且忽略空气摩擦阻力和悬线扭力的影响时，根据能量守恒定律或者刚体转动定律都可以推出下圆盘绕中心轴OO＇

5、的转动惯量J0为式中，m0为下圆盘的质量；r和R分别为上下悬点离各自圆盘中心的距离；H0为平衡时上下圆盘间的垂直距离；T0为下圆盘的摆动周期，g为重力加速度。将质量为m的待测刚体放在下圆盘上，并使它的质心位于中心轴OO＇上。测出此时的摆动周期T和上下圆盘间的垂直距离H，则待测刚体和下圆盘对中心轴的总转动惯量J1为待测刚体对中心轴的转动惯量J与J0和J1的关系为J=J1-J0实验数据测量次数123平均值垂直距离H/mm380.0380.0380.0380.0顶盘孔间距r/mm44.044.044.044.0底盘孔间距R/mm95.095.095.095.0下圆盘质量m0/g10381038

6、10381038待测物质量m/g137137137137不放物体时的时间t0/s19.0118.9719.0819,02放物体时的时间t/s18.0218.1018.0118.04不放物体时的周期T0/s1.311.311.321.31放物体时的周期T/s1.241.251.241.24由实验数据可以计算得底盘和待测物的整体转动惯量为J1=m0+mgRr4π²HT²=1038g+137g×9.8m/s²×95mm×44mm4×3.14×3,14×380mm×(1.24s)²×10-3=4.9383g.m2不放待测物时下圆盘的转动惯量为J0=mogRr4π²HT²=1038g×9.8m/s

7、²×95mm×44mm4×3.14×3.14×380mm×(1.31s)²×10-3=4.9232g.m2所以待测物的转动惯量为J=J1-J0=4.9383g.m2-4.9232g.m2=0.0151g.m21.2利用三线摆验证平行轴定理 实验装置和原理简介平行轴定理指出：如果一刚体对通过质心的某一转轴的转动惯量为Jc，则这刚体对平行于该轴、且相距为d的另一转轴的转动惯量Jx为9学期：2014年上学期；课程名：《综合设计与创新物理实