三線擺-----預(yù)習、試驗思考題三線擺-----預(yù)習、試驗思考題三線擺-----預(yù)習、試驗思考題xxx公司三線擺-----預(yù)習、試驗思考題文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設(shè)計，管理制度用三線擺測物體的轉(zhuǎn)動慣量[預(yù)習思考題]1、公式J0=EQ\F(m0gRr,4π2H)T02依據(jù)什么物理原理導出有什么條件實驗中如何滿足這些條件答：該公式依據(jù)機械能守恒定律和諧振動規(guī)律導出。在公式的推導中運用了近似公式sinθ0≈θ0的條件，所以在實驗操作中，轉(zhuǎn)動盤扭動的角度不能大。轉(zhuǎn)動盤啟動后，要觀察一段時間，在轉(zhuǎn)角較小時（5左右）開始測量。2、公式J0=EQ\F(m0gRr,4π2H)T02中的物理量，哪些是已知的哪些是待測的哪一個量對J0的精度影響最大答：公式中的已知量是m0、g，待測量是R、r、H和T0，其中T0對J0的精度影響最大。3、測周期時，為什么要測50個周期的總時間答：減小誤差。用精度為秒的秒表，測出一個周期的誤差是秒，測50個周期的誤差為EQ\F(０.1,50)＝０.００２秒。[實驗后思考題]1、三線擺的振幅受空氣的阻尼會逐漸變小，它的周期也會隨時間變化嗎答：振幅反映出諧振的強度；周期反映的是諧振的頻率，這是兩個意義不同的物理量。阻尼振動的周期T=EQ\F(２π,EQ\R(,ω02－β2))，阻尼系數(shù)β是常數(shù)，所以周期不隨時間而變化。2、根據(jù)J0=EQ\F(m0gRr,4π2H)T02和J0+J=EQ\F((m0+m)gRr,4π2H)T2兩公式分析說明：加上待測物后，三線擺的扭動周期是否一定大于空盤的扭動周期答：不一定。∵(J0+J)＞J0，∴(m0+m)T2＞m0T02，或（EQ\F(m0+m,m0)）·（EQ\F(Ｔ,Ｔ0)）２＞１。因為EQ\F(m0+m,m0)＞１，所以EQ\F(Ｔ,Ｔ0)不一定大于1，即T不一定大于T0（可以大于、等于或小于）。3、設(shè)計驗證平行軸定理的實驗。答：將質(zhì)量為m的圓柱體放在下圓盤中心，測出其對質(zhì)心軸的慣動量I。，再將兩相同的圓柱體（m）對稱地置于圓盤中心兩側(cè)，測出其扭擺周期T；然后再將圓柱體的間隔增加1Cm，測一次周期T，直到圓柱體移至盤邊為止。根據(jù)平行軸定理，兩圓柱體對圓盤中心軸的轉(zhuǎn)動慣量為：2（I+md２）（d為圓柱體質(zhì)心到中心軸的距離）。加上下圓盤的轉(zhuǎn)動慣量I0，則總轉(zhuǎn)動慣量為：2（I+md２）+I0＝EQ\F((m0+２m)gRr,4π2H)T2，于是可得:T2＝EQ\F(4π2H,(m0+２m)gRr)·2md２＋EQ\F(4π2H,(m0+２m)gRr)·（２Ｉ＋Ｉ0）。由上式可知T2和d2成線性關(guān)系，其截距與斜率之比為EQ\F(２Ｉ＋Ｉ0,２m)。用測得的一組d、T值，作T2－d2圖線，求出其截距和斜率，將兩者的比值與用EQ\F(２Ｉ＋Ｉ0,２m)算出的數(shù)值進行比較。4、如何測定任意形狀物體對特定軸的轉(zhuǎn)動慣量提示：基本方法仍是先測下盤的轉(zhuǎn)動慣量J0，再將待測物放到盤上，使二者轉(zhuǎn)軸重合，測共同的轉(zhuǎn)動慣量J/，則待測物的轉(zhuǎn)動慣量J=J/-J0。這類測量有兩種情況：一種是待測物的轉(zhuǎn)軸通過其質(zhì)量中心。這種情況只須注意待測物的軸與三線擺的軸重合即可。另一種情況是待測物的轉(zhuǎn)軸不通過其質(zhì)量中心，此時待測物與三線擺的轉(zhuǎn)軸重合時，將引起下盤傾斜（三懸線受力不均）。為保持下盤水平，要根據(jù)具體情況進行配重，通過配重砝碼保持下盤水平。測出系統(tǒng)的總轉(zhuǎn)動慣量，再減去下盤和砝碼的轉(zhuǎn)動慣量，即得到待測物的轉(zhuǎn)動慣量。思考題：加上待測物體后，三線擺的周期是否一定比空盤的周期大答：不一定，有實驗數(shù)據(jù)可知：當