1、大学物理实验 用三线摆法测物体的转动惯量 【 实验目的 】1、了解三线摆原理，并会用它测定圆盘、圆环绕对称轴的转动惯量。2、学会游标卡尺等测量工具的正确使用方法，掌握测周期的方法。3、验证转动惯量的平行轴定理。 【 实验仪器 】三线摆，周期测定仪，游标卡尺，米尺，待测圆环，待测圆柱，气泡水平仪。【 实验原理 】转动惯量是刚体转动惯性大小的量度，是表征刚体特征的一个物理量。转动惯量的大小除与物体质量有关外，还与转轴的位置和质量分布（即形状、大小和密度）有关。如果刚体形状简单，且质量分布均匀，可以直接计算出它绕特定轴的转动惯量。但是工程实践中，我们常常碰到大量的形状复杂，且质量分布不均匀刚体，理论
2、计算将极其复杂，通常采用实验方法来测定。测量刚体转动惯量的方法有多种，三线摆法具有设备简单、直观、测试方便的优点。三线摆实验装置如图 1所示，上、下圆盘均处于水平，且悬挂在横梁上。三个对称分布的等长悬线将两圆盘相连。上圆盘固定，下圆盘可绕中心轴 作扭摆运动。当下盘转动角度很小，且略去空气阻力时，扭摆的运动可近似看作简谐运动。图 1 三线摆实验装置图根据机械能守恒定律和刚体转动定律可导出物体绕中心轴 的转动惯量为（ 1）式中各物理量的意义如下： 为下盘的质量； 、 分别为上下悬点离各自圆盘中心的距离 ； 为平衡时上下盘间的垂直距离； 为下盘作简谐运动的周期； 为重力加速度。将质量为 的待测刚体放在下盘上，并使待测刚体的转轴与 轴重合。测出此时下盘运动周期 和上下圆盘间的垂直距离 H。同理可求得待测刚体和下圆盘对中心转轴 轴的总转动惯量为：（ 2）
