三线摆测定物体转动惯量实验指导与数据处理
1实验仪器清单
1.1三线摆装置、电子秒表、游标卡尺、米尺、水平仪 2 实验内容
2.1 三线摆法测定悬盘的转动惯量
2.1.1 用卡尺分别测定三线摆上下盘悬挂点间的距离a、b（三个边各测一次再平均）； 2.1.2 调节三线摆的悬线使悬盘到上盘之间的距离H大约50cm左右；
2.1.3 调节三线摆地脚螺丝使上盘水平后再调节三线摆悬线的长度使悬盘水平； 2.1.4 用米尺测定悬盘到上盘三线接点的距离H0；
2.1.5让悬盘静止后轻拨上盘使悬盘作小角度摆动（注意观察其摆幅是否小于10度，摆动是否稳定不摇晃。）；
2.1.6 用电子秒表测定50个摆动周期的摆动的时间t0六次； 2.2测定不规则物体的转动惯量
2.2.1把不规则物体置于悬盘上重新调整水平，并测定悬盘到上盘之间的距离H1，重复步骤2.1.5及用电子秒表测量该50个摆动周期的时间t1六次。
2.3验证转动惯量平行轴定理（选做） 3 难点指导
3.1计数器的使用方法：
3.1.1开启电源，揿“测周期”的按键，使屏幕上显示“t”； 3.1.2 揿“计数”的按键，屏上显示默认“0101”；（因档光杆每个周期来回挡光两次，加上第一次挡光未计时间，故50个周期共挡光101次。）
3.1.3揿“计数”键，使屏幕显示“0000”，计数器设置完成； 3.1.4 当档光杆通过光电门时它就开始计数了。 3.1.5 揿“复位”键，可再次设置。 3.2数据处理
3.2.1注意：数据处理时公式中的T0=t0/50，T1= t1/50。 4 相关的实验数据记录（范例）
表1 各相关数据记录 m0（g) M(g) a(mm) b(mm) H0(cm) t0(s) H1(cm) t1(s)
299
520.33 44.18 44.20 44.16
114.22 114.22 114.20
50.10 50.15 50.10 50.10 50.15
87.43 87.54 87.46 87.48 87.50 87.52
51.00 51.05 50.95 50.95 50.95 51.00
74.56 74.43 74.48 74.53 74.55 74.49
50.10 表1中各项数据经肖维涅法则检查均无坏值 5数据处理（范例）
5.1 各物理量不确定度的估算
M=520.33g，?M?0.05g，
a=44.18mm ，
UM??M3?0.05g3?0.029g，
uB??m3?Sa?0.012mm，?m?0.02mm，
0.012mm ，
ua=
Sa?uB22=(0.012)?(0.012)=0.006mm，
222mm =0.017mm ， 0.012mm，
b=114.21mm， ubSbuB??m32?=(0.006)?(0.012)mm=0.013mm，
?muB??0.029SH?H03= 50.12 cm，00.011cm，?m?0.05cm，cm， =
0Sb2?uB2uH?SH20?uB2=(0.011)?(0.029)cm = 0.031cm，
uB??m3?0.02922t0= 87.49 s ，St0=0.016s，?m?0.05s，ut0s，
=(0.016)?(0.029)s =0.033s，
?muB??0.029H1= 51.00cm，SH1=0.018cm， ?m?0.05cm， 3cm， =
uH1St0?uB2222
cm = 0.034cm，
?muB??0.029t1=74.51s， St=0.020s， ?m?0.05s， 3s，
11=
SH2?uB2=
(0.018)?(0.029)22== s =0.035s， 5.2转动惯量的计算
5.2.1 悬盘转动惯量的计算（计算时把单位都化为千克、米、秒制）
I0?mgab12?H02ut1St1?uB22(0.020)?(0.029)22T02
?20.299kg?9.789ms?4.418?102?2m?11.421?10?2m=
=7.616?10-4（kg. m2）
uI0?I0(uaa)?(212?(3.142)?0.5012m?(87.4950s)2
ubb)?(2uH0H0)?(22uT0T02)2(0.01744.18)?( 0.013114.21)?(20.03150.12)?(220.03387.49)2= 7.616?10-4（kg. m2）×=0.0054?10-4（kg. m2） 5.2.2载物转动惯量的计算
I1?(M?m)gab12?H12
T12
?20.81933kg?9.789ms?4.418?102?2m?11.421?10?2m12?(3.142)?0.5100m=
=1.4897?10-3（kg. m2）
?(74.5650s)2
uI1?I1?(uaa)?(2ubb)?(2uH1H1)?(22uT1T1)?(2uMM?m)2
114.21=1.4897?10-3（kg. m2）×44.18=0.018?10-4（kg. m2）
5.2.3 不规则无题转动惯量的计算
I?I1?I0-3
-4
(0.017)?(20.013)?(20.03451.00)?(220.03574.51)?(20.029819.33)2
=1.4897?10- 7.616?10=7.281?10（kg. m）
242
=(0.0054)?(0.018)=0.019?10-（kg. m）
-42
uI=
uI0?uI1222
5.3 实验结果
I=（7.38?0.02）?10-4（kg. m2） （P=0.683）
6 实验报告书写纲要
6.1实验目的 6.2 实验原理 6.2.1 实验仪器
6.2.2实验原理与方法（注意：包括公式、原理图等） 6.2.3简要的实验步骤及注意事项 6.3数据处理 6.4实验结果 6.5讨论
应把实验结果结合实验方法和实验中出现的问题结合起来讨论。