三线摆、扭摆、双线摆实验测转动惯量及切变模量.doc

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1、.文章题目转动惯量和切变模量的测量实验论文学号创新点自述..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；扭摆；双线摆ThemomentofinertiaandtheshearmodulusmeasurementtestpaperQuanCh

2、ao(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 methods; understanding of inertia and shea

3、r 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;torsiondoublependu

4、lum;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 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＇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

5、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/g1038103810381038待测

6、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=4.9383g.m2不放待测物时下圆盘的转动惯量为J0==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

7、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..实验时，将二个同样大小的圆柱体放置在对称分布于半径为R1的圆周上的二个孔上，如图所示。测出二个圆柱体对中心轴OO＇的转动惯量Jx。如果测得的Jx实验误差小于5%值与由上式右边计算得的结果比较时的相对误差在测量误差允许的围（≤5%），则平行轴定理得到验证。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

8、.095.095.095.0圆柱与转轴距离d/mm55555555下圆盘质量m0/g1038103810381038待测物质量m/g137137137137时间t/s19.4519.6219.