關(guān)于測定轉(zhuǎn)動慣量的幾個實(shí)驗設(shè)計及其分析畢業(yè)論文(存儲版)
【正文】 的安排，使我能夠有一個安定的環(huán)境中完成學(xué)業(yè)，感謝他們的出色工作。最后，感謝我們的國家、人民和我們的親人給我們提供的這個學(xué)習(xí)深造的環(huán)境，我們將用自己的努力給你們最好的回饋。在新實(shí)驗設(shè)計完成后還對新實(shí)驗方案的存在誤差因素進(jìn)行了分析?？朔?shí)驗室測量方案中的不足，然后分析比較原方案和改進(jìn)后方案的各自特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)新改進(jìn)方案克服了原實(shí)驗方案中的不足，基本把原實(shí)驗方案中的主要幾個造成誤差的因素消除了。感謝在圖書館上自習(xí)時那些陌生人，多少個日日夜夜我們都在一個自習(xí)室里讀書學(xué)習(xí)，每天看到的都是熟悉的臉龐，雖然我們之間誰也不知道誰的名字，但一朝眼中再也沒有你們的身影，心中不免凄然，略有傷感。首先要對袁老師表示感謝，袁老師學(xué)養(yǎng)深厚，在指導(dǎo)過程中盡職盡責(zé)，對論文的選題、框架、范圍給予我寶貴的指點(diǎn)，對力學(xué)中剛體這一部分知識給予我傳授和指導(dǎo)，使我最后完成了論文思路的成熟和體例的成型。其測量范圍為任何形狀剛體對定軸的轉(zhuǎn)動慣量。 測定圓柱體繞中心軸的轉(zhuǎn)動慣量I將兩個質(zhì)量均為、半徑為、形狀相同的圓柱體對稱地放置在懸盤上，柱體中心離懸盤中心的距離為，按上法測得兩圓柱體和懸盤繞中心軸的轉(zhuǎn)動周期為，則兩圓柱體繞中心軸的轉(zhuǎn)動慣量為： ()根據(jù)轉(zhuǎn)動慣量的平行軸定理，圓柱體繞中心軸的轉(zhuǎn)動慣量的理論計算公式為： () 誤差分析 的影響這種情況下圓盤上升高度 ()通過分析誤差 ()可以看出越大時, 近似的誤差越大。當(dāng)均勻圓盤（以下簡稱懸盤）三條懸線等長時，輕輕轉(zhuǎn)動上部小圓盤，由于懸線的張力作用，懸盤即繞上下圓盤的中心連線軸周期地反復(fù)扭轉(zhuǎn)運(yùn)動。在重力作用下，剛體受到外力矩的作用。 由于系統(tǒng)摩擦造成的實(shí)驗誤差在以上實(shí)驗中，轉(zhuǎn)軸和支架之間、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)和空氣之間、滑輪和轉(zhuǎn)軸之間存在一定摩擦，必然對實(shí)驗結(jié)果造成誤差。半徑為的塔輪上纏繞著細(xì)線，繩子另一端掛著質(zhì)量為的砝碼，經(jīng)滑輪后下垂。 圖2 自動計數(shù)儀HMS2型自動計數(shù)儀是一種單片機(jī)控制的自動計數(shù)儀，如圖3可以記錄、存儲并顯示轉(zhuǎn)動角為π、2π、3π、……、99π的時間值。設(shè)質(zhì)元質(zhì)量為，速率為，質(zhì)元動能為 ()將此式對一切質(zhì)元求和，即得剛體的總轉(zhuǎn)動動能為 ()又速率，代入()得 ()故剛體繞固定軸轉(zhuǎn)動的動能等于剛體對于此軸的轉(zhuǎn)動慣量與角速度平方乘積之半[3]。 error analsis目 錄一．正文：1實(shí)驗理論基礎(chǔ) 1 剛體對一定轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量 1 剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定理 2 剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理 22 實(shí)驗室剛體轉(zhuǎn)動慣量的測量方案 3 實(shí)驗分析 3 實(shí)驗器材 3 轉(zhuǎn)動慣量測試儀 3 自動計數(shù)儀 3 設(shè)計思路 43 實(shí)驗室剛體轉(zhuǎn)動慣量測量方案誤差分析 5 實(shí)驗誤差分析 5 由于滑輪和繩造成的實(shí)驗誤差 5 由于系統(tǒng)摩擦造成的實(shí)驗誤差 5 實(shí)驗改進(jìn)方法分析 64 改進(jìn)后的實(shí)驗方案 7 實(shí)驗器材 7 設(shè)計思路 7 改進(jìn)后實(shí)驗誤差減小的驗證方法 85 三線擺法測量剛體轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗方案 9 實(shí)驗分析 9 實(shí)驗介紹 9 三線擺下盤做角諧振動的推證 9 實(shí)驗過程 10 測定圓環(huán)繞中心軸的轉(zhuǎn)動慣量I 10 測定圓柱體繞中心軸的轉(zhuǎn)動慣量I 11 誤差分析 11 的影響 11 引起的誤差引起的誤差 126 小結(jié) 12參考文獻(xiàn) 14謝辭 15二．附錄： 16 17 181 實(shí)驗理論基礎(chǔ) 剛體對一定轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量剛體定軸轉(zhuǎn)動時對轉(zhuǎn)軸的角動量是作為對點(diǎn)的角動量在坐標(biāo)軸上的投影而引入的。只要我們設(shè)法測量這兩個影響實(shí)驗結(jié)果的因素，把它們計入實(shí)驗，就能很大程度減小實(shí)驗誤差。實(shí)驗室測剛體轉(zhuǎn)動慣量用到的核心儀器有，帶小滑輪的轉(zhuǎn)動慣量儀、自動計數(shù)儀。它是利用三線擺下盤做角諧振動機(jī)械能守恒原理，導(dǎo)出角諧振動盤轉(zhuǎn)動慣量表達(dá)式，在加上待測物體時，讓盤和物體在三線擺下做角諧振動并測量相關(guān)參數(shù)值，方可求得待測轉(zhuǎn)動慣量值。用表示剛體密度，用表示體積微分，則，代入上式，即 ()若剛體是均質(zhì)的，則 () 密度均勻厚度為半徑為的圓盤，對過圓心且與圓面垂直的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量為 ()轉(zhuǎn)動慣量的單位由質(zhì)量與長度的單位決定，在國際單位制中為量綱為。實(shí)驗室通常用動力法，是利用轉(zhuǎn)動定律，通過對剛體轉(zhuǎn)動時所受力矩和角加速度的測量求得轉(zhuǎn)動慣量。用自動計數(shù)儀計時，在承放剛體的轉(zhuǎn)盤徑向裝有一對擋光桿。轉(zhuǎn)動系統(tǒng)在重力矩作用下轉(zhuǎn)動過程中，測量角位移為的時刻和角位移為的時刻，則 () ()聯(lián)立式()、()消去，得 ()代入式()，可以求出待測轉(zhuǎn)動慣量。只要我們設(shè)法測量這兩個影響實(shí)驗結(jié)果的因素，把它們計入實(shí)驗，然后就能很大程度減小實(shí)驗誤差。綜上，角加速度、系統(tǒng)摩擦
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