K2.测量扭摆弹簧的扭转常数K及a=4元33.参考表3给出各物体转动惯量实验值，并与相应理论值比较给出百分误差表3待测刚体转动惯量实验值±7/l#×100%物体名称平均周期T/s1实验值/(kg.m)lo=aF2载物盘I,=aTI圆柱I,=a?-l.圆筒l,=aT2- lo球体1,=aT2-1o2细杆4.参考表4给出平行轴定理的验证结果。表4验证平行轴定理d/cm5.0010.0015.0020.0025.00平均周期T/s实验值1=a2-14-1o2/(kg·m)理论值/m=2md+2/滑块/(kg·m）m-//m×100%【注意事项】1.取、放和安装待测物体要小心，不得摔碰。2.请勿测量圆球的质量（超过电子天平量程）。3.测量时各部分的锁紧螺栓都应拧紧，确保刚体摆动平稳。4.随时调整底脚螺栓，保持扭摆机座应水平。5.测量时摆角应在40°~90°范围，不宜过大或过小。，【思考题】1.试分析扭摆法测量刚体的转动惯量的主要系统误差？2.利用扭摆装置验证平行轴定理时，为什么用两个相同的金属圆柱形滑块对称放置？试分析。3.利用实验室现有装置，你能否设计出其他方法来验证平行轴定理？4.若要提高测量精度，应从哪些方面改进？6
6 2. 测量扭摆弹簧的扭转常数 K 及 2 4 K a = ； 3. 参考表 3 给出各物体转动惯量实验值，并与相应理论值比较给出百分误差； 表 3 待测刚体转动惯量实验值 物体名称 平均周期 T s I 实验值/(kg.m 2 ) I I I 理 − 理 100% 载物盘 2 0 I aT = 圆柱 2 1 0 I aT I = − 圆筒 2 2 0 I aT I = − 球体 2 3 01 I aT I = − 细杆 2 4 02 I aT I = − 4. 参考表 4 给出平行轴定理的验证结果。 表 4 验证平行轴定理 d/cm 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 平均周期 T s 实验值 2 2 4 02 I aT I I = − − / (kg m ) 理论值 2 2 I md I 理 = + 2 2 / (kg m ) 滑块 I I I 理 - 100% 理 【注意事项】 1. 取、放和安装待测物体要小心，不得摔碰。 2. 请勿测量圆球的质量（超过电子天平量程）。 3. 测量时各部分的锁紧螺栓都应拧紧，确保刚体摆动平稳。 4. 随时调整底脚螺栓，保持扭摆机座应水平。 5. 测量时摆角应在 40°~ 90°范围，不宜过大或过小。， 【思考题】 1. 试分析扭摆法测量刚体的转动惯量的主要系统误差? 2. 利用扭摆装置验证平行轴定理时，为什么用两个相同的金属圆柱形滑块对称放置？试分析。 3. 利用实验室现有装置，你能否设计出其他方法来验证平行轴定理？ 4. 若要提高测量精度，应从哪些方面改进？
【拓展思考】1.如何设计实验测量球支座与细杆夹具的转动惯量？2.利用实验室现有装置，你能否设计出其他方法来验证平行轴定理？【重点难点】1.关于计时的起点：是先按“开始/暂停”键，再释放扭摆，还是先释放扭摆再按“开始/暂停”键？这是决定测量精度的关键，同学们仔细思考一下。2．关于扭摆摆动的角度：应保证扭摆在弹簧的线性区域工作，通过对本实验室仪器的实际测定我们所用的设备的线性区在40°－90°，考虑阻尼作用，初始摆角在90°附近最为理想。【常见易错】1.固定螺丝没柠紧指导建议：这是这个实验最容易产生误差的地方，一方面在安装被测物体时要注意拧紧螺丝。另外，在摆动时也要注意观察扭摆的摆动状态是否平稳，弹簧是否有抖动的现象。2.挡光位置不合适指导建议：选择合适的挡光位置，可以减小周期的测量误差。实验时应调整光电探头的位置，使其处于挡光杆的平衡位置处，挡光杆高度应位于光电门中央能遮住发射、接收红外线的小孔，又不与探头接触。【参考文献】[1]熊永红等主编，《大学物理实验》，科学出版社，2007年[2]吴泳华，霍剑青，熊永红．大学物理实验，北京：高等教育出版社，2004[3]刘平，陈秉岩，大学物理实验．南京：南京大学出版社，20127
7 【拓展思考】 1. 如何设计实验测量球支座与细杆夹具的转动惯量？ 2. 利用实验室现有装置，你能否设计出其他方法来验证平行轴定理？ 【重点难点】 1. 关于计时的起点：是先按“开始/暂停”键，再释放扭摆，还是先释放扭摆再按“开始/暂停” 键？这是决定测量精度的关键，同学们仔细思考一下。 2. 关于扭摆摆动的角度：应保证扭摆在弹簧的线性区域工作，通过对本实验室仪器的实际测定， 我们所用的设备的线性区在 40°- 90°，考虑阻尼作用，初始摆角在 90°附近最为理想。 【常见易错】 1. 固定螺丝没拧紧 指导建议：这是这个实验最容易产生误差的地方，一方面在安装被测物体时要注意拧紧螺丝。另 外，在摆动时也要注意观察扭摆的摆动状态是否平稳，弹簧是否有抖动的现象。 2. 挡光位置不合适 指导建议：选择合适的挡光位置，可以减小周期的测量误差。实验时应调整光电探头的位置，使 其处于挡光杆的平衡位置处，挡光杆高度应位于光电门中央能遮住发射、接收红外线的小孔，又 不与探头接触。 【参考文献】 [1] 熊永红等主编，《大学物理实验》，科学出版社，2007 年 [2] 吴泳华, 霍剑青, 熊永红. 大学物理实验. 北京：高等教育出版社，2004 [3] 刘平，陈秉岩，大学物理实验. 南京：南京大学出版社，2012