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
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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。
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