课题用三线摆测物理的转动惯量教学目的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、学会秒表、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、加深对转动惯量概念的理解。重难点1、理解三线摆测转动惯量的原理；2、掌握正确测三线摆振动周期的方法。教学方法讲授、讨论、实验演示相结合学时3个学时一、前言转动惯量是刚体转动惯性的量度，它的大小与物体的质量及其分布和转轴的位置有关对质量分布均匀、形状规则的物体，通过简单的外形尺寸和质量的测量，就可以测出其绕定轴的转动惯量。但对质量分布不均匀、外形不规则的物体，通常要用实验的方法来测定其转动惯量。三线扭摆法是测量转动惯量的优点是：仪器简单，操作方便、精度较高。二、实验仪器三线摆仪，游标卡尺，钢直尺，秒表，水准仪三、实验原理1、原理简述：将三线摆绕其中心的竖直轴扭转一个小小的角度，在悬线张力的作用下，圆盘在一确定的平衡位置左右往复扭动，圆盘的振动周期与其转动惯量有关。悬挂物体的转动惯量不同，测出的转动周期就不同。测出与圆盘的振动周期及其它有关量，就能通过转动惯量的计算公式算出物体的转动惯量。2、转动惯量实验公式推导如图，将盘转动一个小角，其位置升高为，增加的势能为；当盘反向转回平衡位置时，势能，此时，角速度最大，圆盘具有转动动能：则根据机械能守恒有：（1）上式中的为圆盘的质量，为盘过平衡位置时的瞬时角速度，为盘绕中心轴的转动惯量。当圆盘扭转的角位移很小时，视圆盘运动为简谐振动，角位移与时间的关系为：(2)经过平衡位置时最大角速度为将代入（１）式整理后得式中的是下盘角位移最大时重心上升的高度。由图可见，下盘在最大角位移时，上盘点的投影点由点变为点，即，而考虑到，所以因为很小，用近似公式，有将代入式，即得到圆盘绕轴转动的实验公式设待测圆环对轴的转动惯量为。圆盘上放置质量为的圆环后，测出系统的转动周期，则盘、环总的转动惯量为上式减去式，便得到待测圆环的转动惯量的实验公式四、实验内容及步骤1、调节三线摆立柱脚底螺钉，观察重锤，从立柱两侧观察锤线应与立柱平行，此时立柱已铅直。2、置水准器于下圆盘中心，调节三悬线长度，使圆盘水平。3、轻轻启动上盘，使动盘在悬线扭力的作用下作扭转运动，并使某一根悬线已小镜的中心线为平衡位置扭动。4、待动盘扭动稳定，夹角约5度（相当于盘上一点的直线运动距离约8mm），在悬线经过平衡位置的瞬间按下秒表。然后...
