用扭摆法测定转动惯量.docx

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1、实验数据处理实例散据招录与处理1、测量扭转常数和载物金属盘转动惯量表1测量塑料圆柱的直径D数据次数12345平均值S/mmu/mmmm99.999.999.999.9D/mm99.9699.988867O.O50.010.05表2测量载物金属盘与塑料圆柱的质量和摆动周期数据质量周期物理IOTVS平均不确量m/kg值定度103kg1234577s。/s金属载物盘0.29760.067.4027.4007.4007.3987.4010.740000.00006塑料圆柱0.712O0.0612.4112.3812.4012.3912.421.24000.0006注：塑料圆柱的摆动周期为塑料圆柱加金属

2、载物盘的。(1)塑料圆柱的转动惯量理论值I=-mD2=8.895X104(kg.m2)8估算不确定度：,.=71JJ=0.00910-4(n2)塑料圆柱转动惯量理论值结果表示：=(8895。岫1。力&苏)8=0.1%(2)测量扭转系数仪器弹簧的扭转系数kk=442_7|=4288yd()”_=3547010-e2二2=凡哈TJ2-21.24002-0.740002估算不确定度1品昌(毒H嚼/-MM扭转常数k的结果表示：出荔)(3)金属载物盘的转动惯量0=A窗_3.547XKT?X。7400024/43.142=4.925104(w2)(4)塑料圆柱的转动惯量测量值X=干氟产4.925XK)T=

3、8-)相对百分误差：B=T00%=*萨x1。=。12、测量金属圆筒和木球的转动惯量表3金属圆筒的内径d、外径D与木球的直径D。测量数据物理量测量次数S/mmu/mmmm平均12345值D/m99.999.999.99.99.99.0.050.010.05金属m6898989697圆筒d/m94.094.194.93.93.93.0.080.010.08m82OO628293Dom136.136.13131313木球mO16.06.26.16.10.040.060.07表4金属圆筒、木球的质量与摆动周期测量数据物理量质量周期107:s平均值77s不确定度GISm/kg10g12345金属圆0.6

4、900.0615.4015.4015.4115.3815.411.54000.0006筒2木0.7230.0612.2012.2212.2012.2112.171.22000.0006球5（1）金属圆筒的转动惯量理论值：1,2=-m(D2+d2)=-0.6902(99.972+93.932)106=1.623X103(kg,m2)88测量值：3.5471021.542-4.925104=1.6401O-3(kg,m2)441相对百分误差：3=吐用X1(X)%=也二四XIoO%=1%11.623(2)木球的转动惯量理论值：Iy=mD2=0.7235136.1210-6=1.340103(kg.m

5、2)测量值：3=工kT2-/球支架=73.5471021.222-O.1791O4=1.339103(kg,tn2)4厂、4厂相对百分误差：B=YX100%=339T34qxW()%=007%1.3394、验证平行轴定理表5金属圆筒、木球的质量与摆动周期测量数据滑块周期10Ts平均转动惯量位置值T1XXx/mm1234577s103kg.m2103kg.m2无滑块21.5021.5121.5021.5221.472.1504.6224.153/050.024.5124.5124.5224.4624.522.4506.0025.3931.2405100.010.0431.7231.7031.73

6、31.7031.653.1709.0294.8769150.026.2140.8140.8340.8040.8240.754.08014.95610.8034200.026.2151.2051.2251.2151.1651.225.12023.55319.4004250.038.1961.8061.8261.8361.7861.796.18034.31530.1622其他测量数据如下：金属杆长度，610.0mm；质量，133.5g；金属杆夹质量，65.0g；球夹质量,42.5；滑块质量,0.4587kgo505050332211.F6IX(1)作k2图线5OOIOO20030040050060

7、0700x2104m2图4验证平行轴定理k2图线根据图线可知，1与X2成线性关系，实验结果与平行轴定理相符，验证了平行轴定理。IX与X2的线性拟合关系为Ix=0.0482x2+0.0277,其中单位的IX为1Okg.m?；2的为1()-m2由此可知，两个金属滑块的质量m=0.482kg;两个金属滑块绕质心轴的转动惯量Ic=0.277104kg.m2o(2)金属细杆转动惯量的理论值和实验值金属细杆的转动惯量理论值I杆：4=w12=0.13350.61OO2=4.140103(kg,m2)金属细杆的转动惯量测量值/杆：/杆=-kT：-/杆主配=-3.547W22.152-0.23210-4=4.134103(kg,m2)44乃相对百分误差：B=%F1OO%M34-4.网100%=0.14%I,44.140窕雄错果与偌钻在常温常压条件下，测量结果为：1.塑料圆柱转动惯量理论值/；=(8.8950.009)104(kg.m2)8=0.1%2 .扭转常数k=(3.5470.004)102(V.w)B=0.12%3 .验证平行轴定理实验结果与理论相符。