三线摆测量物体的转动惯量实验过程分析和实验数据处理Word文档格式.docx
《三线摆测量物体的转动惯量实验过程分析和实验数据处理Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三线摆测量物体的转动惯量实验过程分析和实验数据处理Word文档格式.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
5
平均值
圆
盘
a（cm）
7.668
7.670
7.666
/
b（cm）
16.08
16.09
16.10
H（cm）
44.85
44.88
44.90
44.92
44.89
圆环
D内（cm）
10.018
10.012
10.020
10.008
10.016
D外（cm）
15.010
15.012
15.014
15.008
15.006
圆柱
D21（cm）
2.492
2.490
2.488
D22（cm）
2.494
表2待测刚体的摆动时间的数据表（周期数为35）
待测刚体
振动35次所需时间/s
T=t/35
平均
空载与圆盘t0
49.43
49.47
49.48
49.39
49.46
49.45
1.41
下盘与圆环t1
48.90
48.95
48.99
48.88
48.92
1.40
下盘与两圆柱t2
46.91
46.89
47.29
47.42
47.08
1.35
二、实验过程记录
1）各个多次测量的物理量的平均值及不确定度：
；
;
t0=49.45±
0.04（s）
（s）;
t1=48.92±
0.05（s）
t2=47.08±
0.25（s）
2）待测物体的转动惯量
下盘加圆环：
a）空盘的转动惯量：
b）空盘加圆环的转动惯量：
c）圆环的转动惯量平均值：
圆环转动惯量结果表示：
下盘与两圆柱体：
结果表示：
理论公式：
3）百分误差的计算
a）圆环的转动惯量理论公式：
相对误差：
b）圆柱的转动惯量理论公式：
相对误差：
9.数据分析
圆环的相对不确定度波动较小，为1%。
圆柱体的不确定度偏大为9%。
这个可能是由两个圆柱体大小质量分布不完全相同、与下圆盘接触有晃动造成数据不稳定而导致的。
圆环的不确定度可能来自于所放的位置与中心轴有偏差而造成的。
10.误差分析
其实验值与理论值间的百分误差分别为4.7%和2.1%。
其误差来源可能有以下几种：
1.圆盘没有完全水平；
2.上下圆盘中心点连线不在一条直线上；
3.秒表测量时，起点和终点均目测,不够精确；
4.圆盘在扭动运动中同时有摆动。
5.下圆盘上三条钢丝与圆盘交点并不构成等边三角形，将导致上下圆盘中心点连线不在一条直线上。
此外，根据实验数据计算表明，圆柱体的不确定度较大为9%，这可能与圆柱体的分布不完全对程有关。
再者，很可能在扭摆过程中，圆柱体与下盘接触有松动，导致周期不准确。
11.实验中现象的分析和处理
（1）加待测物体时盘有晃动，加待测物体时轻放轻取，在扭摆前用手致使下盘稳定静止。
（2）摆动一段时间后下圆盘边缘挡光杆偏离光电门，尽量减少振动，包括手离开桌面。
（3）上圆盘与下圆盘一起摆动，尽量把扭摆幅度减小，保持上盘稳定。
12.结果的分析讨论
本实验用三线摆测量物体的转动惯量，其结果在数据处理中已经给出，误差及原因也在前面进行了分析。
通过上述处理和分析得到如下结论：
三线摆测物体的转动惯量的方法可靠，其不确定度及误差较小，精确度较高，很好地验证了圆环的转动惯量的理论计算公式和平行轴定理。
本实验有关的圆盘、圆环以及圆柱体的质量及尺寸可采用有关仪器进行精确测量和修正，进一步缩小误差。
弹簧振子振动周期的测量
（1）在测量弹簧的振动周期T时，为什么先要倒着数5、4、3、2、1、0，当数到“0”时开始计时？
如果不这样做，有什么问题？
以便手的协同性较好，更准确的计时，减小实验的误差。
表1劲度系数的测量数据（∆m=40g）
弹簧编号
初长（cm）
2.686
3.330
3.760
6.430
4.452
位置2（cm）
7.950
9.798
11.492
15.548
14.200
∆l（cm）
5.264
6.468
7.732
9.118
9.748
K=∆mg/∆l
（Nm-1）
7.441
6.056
5.066
4.296
4.018
表1T-k对应的数据表格（m=60g）
弹簧序号
弹簧劲度系数k（N.m-1）
50T/s
28.44
31.58
34.65
37.51
39.45
28.15
31.71
34.68
37.49
3952
28.23
31.83
34.71
37.21
39.46
28.27
37.40
39.48
周期T/s
0.57
0.63
0.69
0.75
0.79
LgT
-0.248
-0.198
-0.159
-0.126
-0.103
Lgk
0.872
0.782
0.705
0.633
0.604
表2T-m对应的数据表格（k=5.066N.m-1）
砝码编号
振子质量（g）
50
55
60
65
70
33.42
34.61
36.13
37.14
31.92
33.40
36.09
37.47
31.82
34.80
36.28
37.55
33.41
36.17
37.39
0.636
0.668
0.694
0.723
0.748
-0.196
-0.175
-0.141
Lgm
-1.301
-1.260
-1.222
-1.187
-1.155
二、数据处理及分析
1）保持质量m=0.060kg,根据做图求出lgC1、α
图1lgT与lgk的函数关系曲线图
在图中取两点为：
P（0.6121,-0.1105）,Q（0.8558,-0.2386）可求直线斜率和截距。
斜率：
截距：
因此可求得：
C1=1.6270，
2）保持弹簧系数K=5.006N.m-1,根据作图可求出lgC2,β
图2lgT与lgm函数关系曲线图
在图中取两点，坐标为R（-1.2922，-0.1914），S（-1.1639，-0.1303）
则直线斜率：
截距为：
则可求出C2=2.6581，
由以上A1和A2的值可求A值为：
因此弹簧振子的周期公式为：
（保留三位有效数字）
3）百分误差：
a）A的百分误差为
b）α的百分误差为
c）β的百分误差为
9、数据分析
通过图解法对实验数据进行了处理，得出了假设方程中A、α、β的值，方法简单可行，与理论值有些偏差，主要来自于较难保证弹簧振动在竖直方向摆动，造成不稳定因素。
10、误差分析
从百分误差的数据可知，A的百分误差较小，α、β的误差较大，可能的来源：
1）摆动不在竖直方向，有轻微的横向摆动干扰
2）长时间未使用或者弹簧受到破坏导致弹簧不能正常工作
3）没有考虑弹簧的质量
11、结果及分析:
本实验验证了弹簧振子的周期公式，数据可靠、精确度较高，重复性好。
是一种操作简单的可行的科学实验方法。
可考虑弹簧自身的质量对结果的影响，进行修正。
当我被上帝造出来时，上帝问我想在人间当一个怎样的人，我不假思索的说，我要做一个伟大的世人皆知的人。
于是，我降临在了人间。
我出生在一个官僚知识分子之家，父亲在朝中做官，精读诗书，母亲知书答礼，温柔体贴，父母给我去了一个好听的名字：
李清照。
小时侯，受父母影响的我饱读诗书，聪明伶俐，在朝中享有“神童”的称号。
小时候的我天真活泼，才思敏捷，小河畔，花丛边撒满了我的诗我的笑，无可置疑，小时侯的我快乐无虑。
“兴尽晚回舟，误入藕花深处。
争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭。
”青春的我如同一只小鸟，自由自在，没有约束，少女纯净的心灵常在朝阳小，流水也被自然洗礼，纤细的手指拈一束花，轻抛入水，随波荡漾，发髻上沾着晶莹的露水，双脚任水流轻抚。
身影轻飘而过，留下一阵清风。
可是晚年的我却生活在一片黑暗之中，家庭的衰败，社会的改变，消磨着我那柔弱的心。
我几乎对生活绝望，每天在痛苦中消磨时光，一切都好象是灰暗的。
“寻寻觅觅冷冷清清凄凄惨惨戚戚”这千古叠词句就是我当时心情的写照。
最后，香消玉殒，我在痛苦和哀怨中凄凉的死去。
在天堂里，我又见到了上帝。
上帝问我过的怎么样，我摇摇头又点点头，我的一生有欢乐也有坎坷，有笑声也有泪水，有鼎盛也有衰落。
我始终无法客观的评价我的一生。
我原以为做一个着名的人，一生应该是被欢乐荣誉所包围，可我发现我错了。
于是在下一轮回中，我选择做一个平凡的人。
我来到人间，我是一个平凡的人，我既不着名也不出众，但我拥有一切的幸福：
我有温馨的家，我有可亲可爱的同学和老师，我每天平凡而快乐的活着，这就够了。
天儿蓝蓝风儿轻轻，暖和的春风带着春的气息吹进明亮的教室，我坐在教室的窗前，望着我拥有的一切，我甜甜的笑了。
我拿起手中的笔，不禁想起曾经作诗的李清照，我虽然没有横溢的才华，但我还是拿起手中的笔，用最朴实的语言，写下了一时的感受：
人生并不总是完美的，每个人都会有不如意的地方。
这就需要我们静下心来阅读自己的人生，体会其中无尽的快乐和与众不同。
升级会员 