大学物理实验 用三线摆测定物体的转动惯量思考题：如何测量任意形状物体绕其质心的转动惯量？写出步骤

Question

如题所述

Answer 1

三线摆的结构如图所示。三线摆是在上圆盘的圆周上，沿等边三角形的顶点对称地连接在下面的一个较大的均匀圆盘边缘的正三角形顶点上。

当上、下圆盘水平三线等长时，将上圆盘绕竖直的中心轴线O1O转动一个小角度，借助悬线的张力使悬挂的大圆盘绕中心轴O1O作扭转摆动。

下圆盘的质心O将沿着转动轴升降，如图4．2．3－2所示。＝H是上、下圆盘中心的垂直距离；＝h是下圆盘在振动时上升的高度；是上圆盘的半径；是下圆盘的半径；α是扭转角。

扩展资料：

实验内容

1、测定仪器常数和：

恰当选择测量仪器和用具，减小测量不确定度。自拟实验步骤，确保三线摆的上、下圆盘的水平，使仪器达到最佳测量状态。

2、测量下圆盘的转动惯量，并计算其不确定度：

转动三线摆上方的小圆盘，使其绕自身轴转一角度α，借助线的张力使下圆盘作扭摆运动，而避免产生左右晃动。自己拟定测的方法，使周期的测量不确定度小于其它测量量的不确定度。利用式（12），求出，并推导出不确定度传递公式，计算的不确定度。

3、测量圆环的转动惯量：

在下圆盘上放上待测圆环，注意使圆环的质心恰好在转动轴上，测量系统的转动惯量。测量圆环的质量和内、外直径、。利用式（14）求出圆环的转动惯量。并与理论值进行比较，求出相对误差。