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

作者&投稿:韩宙 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 结论:通过大学物理实验中利用三线摆测量物体转动惯量的方法,我们可以探讨如何准确测定任意形状物体绕其质心的转动惯量。以下是关键步骤的改写:

首先,了解三线摆的基本构造,它由上圆盘和一个较大、均匀的下圆盘组成,上圆盘的圆周上均匀连接着下圆盘的三个顶点,形成等边三角形。当两圆盘水平且三线等长时,通过旋转上圆盘,下圆盘会在中心轴上产生升降振动。

实验步骤如下:

  • 确保实验设备的准确度,包括调整仪器至水平,以减小测量误差。设计实验步骤,使三线摆处于理想工作状态。
  • 测量下圆盘的转动惯量是关键。转动上圆盘,使下圆盘作扭摆,控制周期测量的不确定度小于其他测量值。利用公式计算转动惯量,同时推导出不确定度的计算方法。
  • 对于待测物体,如圆环,将其放置在下圆盘上,确保其质心位于转动轴上。测量圆环的质量、内外直径等参数,利用公式计算圆环的转动惯量,然后与理论值比较,评估测量结果的精度。

通过这些步骤,我们能够实际操作中测量并计算任意形状物体的转动惯量,这对于理解物体动态特性及应用在力学问题中至关重要。


三线摆实验中转动惯量的物理意义
刚体转动惯性大小的量度。三线摆实验中转动惯量的物理意义,是上面物体中的刚体转动惯性大小的量度。三线摆就是通过测量它的扭转周期去求出任一质量已知物体的转动惯量。

三线摆测量转动惯量时是否可以改变摆线的长短?
扭转角的大小对实验结果是有影响的,这是因为只有当扭转角a很小的时候有sina=a,才能将三线摆的运动近似看成是简谐振动。如果摆角过大,会导致扭转力矩过大,从而使所测得的平均周期大大偏小,这样计算所得的转动惯量值与理论值误差很大。三线摆测物体的转动惯量,如果扭摆角度超过5度就不能近似看做...

三线摆扭转角度大对测量有什么影响吗?
扭转角的大小对实验结果是有影响的,这是因为只有当扭转角a很小的时候有sina=a,才能将三线摆的运动近似看成是简谐振动。如果摆角过大,会导致扭转力矩过大,从而使所测得的平均周期大大偏小,这样计算所得的转动惯量值与理论值误差很大。三线摆测物体的转动惯量,如果扭摆角度超过5度就不能近似看做...

三线摆经什么位置开始计时误差最小?为什么?
而对于不规则刚体或非均质刚体的转动惯量,一般通过实验的方法来进行测定,因而实验方法就显得十分重要。转动惯量应用于刚体各种运动的动力学计算中。质量转动惯量:其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置。刚体的转动惯量有着重要的物理意义,在科学实验、工程技术、航天、电力、机械、仪表等工业领域...

本实验用什么仪器测量哪个物理量
◆公式:本实验采用光杠杆放大法进行测量:拉伸法测量杨氏模量:,式中叫做光杠杆的放大倍数。弹性杨氏模量是反映材料形变与内应力关系的物理量,单位N\/,学生误将望远镜的读数看成是钢丝的伸长量、扭摆没有调水平; 3.光电门的摆放位置不是在三线摆、扭摆的摆动时平衡位置附近 ...

大学物理实验《用三线摆测量刚体的转动惯量》
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大学物理实验,三线摆圆环加悬盘的总转动惯量的计算公式。周期要平方吗...
通过量纲分析,周期T需要平方,这样量纲乘积的结果才是转动惯量的量纲,即mr^2的量纲。

三线摆在摆动中受空气阻尼,振幅越来越小,它的周期是否会变化?对测量...
转动惯量在旋转运动中扮演着与线性动力学中质量相似的角色,它反映了物体抵抗旋转变化的惯性。这个概念可用于连接角动量、角速度、力矩和角加速度等物理量,是理解物体旋转行为的关键参数。在实际应用中,尤其是对于不规则形状物体的转动惯量测量,三线摆是一个常用且有效的工具。它以扭转运动为基础,不仅...

三线摆在摆动中受空气阻尼,振幅越来越小,它的周期是否会变化?对测量...
周期减小,但对测量结果影响不大,因为本实验测量的周期比较短。由于空气阻尼的作用,系统机械能将减小,而成为一个和时间相关的函数,在推导中对实验原理中方程两边求导时右边将多出一项,而且这一项是负的,分析表达式知道角加速度(负值)的绝对值将更大,意味着角速度将更大,周期变小。

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肥城市13165592339: 大学物理实验报告三线摆测定物体的转动惯量实验原理怎么写 -
诸葛劳麦咪:[答案] 你好, 其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置.刚体的转动惯量有着重要的物理意义,在科学实验、工程技术、航天、电力、机械、仪表等工业领域也是一个重要参量.电磁系仪表的指示系统,因线圈的转动惯量不同,可分别用于测量微...

肥城市13165592339: 大学物理实验 三线摆法测量物体的转动惯量若秒表的仪器误差为0.01s,用此秒表一次测量100个周期,求测得的周期因秒表的仪器误差而造成的误差. -
诸葛劳麦咪:[答案] T=2π√(J/K) (1) T^2=4π^2J/K J=KT^2/(4π^2) dJ/J = 2dT/T + dK/K (2) 如果:周期:T,悬丝刚度K,转动惯量J 与K、T的相对误差由(2)式确定: 如果:周期相对误差为:1%,刚度误差为:1%,那么转动惯量的测试误差将为:3%.

肥城市13165592339: 怎样用三线摆测定任意形状物体的转动惯量?最好直接答复那怎样才能找到那个轴呢? -
诸葛劳麦咪:[答案] 对任意形状物体,首先要看测量它对哪个轴的转动惯量,然后将物体固定好,并使那个轴与三线摆的中心轴对齐,这样就可以用常规的方法(即测量具有规则形状转动惯量的方法)来测量了. 就是要求测量的那个轴呀.

肥城市13165592339: 三线摆测定刚体转动惯量的实验原理. -
诸葛劳麦咪:[答案] 书上有.......,..

肥城市13165592339: 求大物实验(如用三线摆测物体的转动惯量)中,长度测量产生的不确定度对总的不确定度有什么影响? -
诸葛劳麦咪:[答案] 由转动惯量的公式我们可以知道,我们所需要的是一个到转动轴的垂直距离.当启动盘和悬盘不再水平时,该距离发生了变化.而且,一旦不能保持水平,悬盘的转动过程也回会发生变化,所用的公式也有问题了. 测量不确定度用对数式计算.因为T指数...

肥城市13165592339: 如何利用三线摆测定任意形状的物体绕某轴的转动惯量? -
诸葛劳麦咪:[答案] 基本方法仍是先测下盘的转动惯量J0 ,再将待测物放到盘上,使二者转轴重合,测共同的转动惯量J/,则待测物的转动惯量J= J/ -J0 .这类测量有两种情况:一种是待测物的转轴通过其质量中心.这种情况只须注意待测物的轴与三...

肥城市13165592339: 用三线摆测物体转动惯量时为什么要求B盘水平且摆动角要小于5度 -
诸葛劳麦咪:[答案] 水平是为了保证B盘只做水平运动,即只产生水平平动惯量,如果不水平,摆动过程中重力做功,影响实验结果.摆角一般小于十度都行,太大会产生较大的扭转力,从而引起B转盘做重力功,产生较大实验误差,希望我的回答对你有所帮助.

肥城市13165592339: 如何用三线摆测量非规则形状物体的转动惯量?如果可行,怎么操作? -
诸葛劳麦咪:[答案] 此问题的关键是如何将物体固定好,且使该“特定轴”与三线摆的中心轴对齐,如果能做到,就可以按照测量规则形状物体转动惯量的方法来测量.

肥城市13165592339: 怎样用三线摆测定任意形状物体的转动惯量?最好直接答复 -
诸葛劳麦咪: 对任意形状物体,首先要看测量它对哪个轴的转动惯量,然后将物体固定好,并使那个轴与三线摆的中心轴对齐,这样就可以用常规的方法(即测量具有规则形状转动惯量的方法)来测量了. 就是要求测量的那个轴呀.

肥城市13165592339: 大学物理实验 用三线扭摆法测定刚体转动惯量 懂的达人请进!急若下盘所加待测刚体是一个半径较小的柱体,将柱体对自身轴的转动惯量的实验值与理论值... -
诸葛劳麦咪:[答案] 主要原因是小柱体的尺寸较小,很难把小柱体完全放到B盘(下盘)中心而不产生偏差. 这是我自己想出来的,纯手打,望采纳~~~

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