三线摆法测刚体的转动惯量

实验重点、难点:

(1)了解三线摆原理，并会用该原理测量物体转动惯量；

(2)掌握游标卡尺等测量工具的正确使用方法；

(3)加深对刚体转动惯量概念的理解。

辅助功能介绍:

界面的右上角的功能显示框:当在普通实验状态下，显示实验实际用时、记录数据按钮、结束操作按钮；在考试状态下，显示考试所剩时间的倒计时、记录数据按钮、结束操作按钮、显示试卷按钮（考试状态下显示）。

右上角工具箱:各种使用工具，如计算器等。

右上角help和关闭按钮： help可以打开帮助文件，关闭按钮功能就是关闭实验。

实验仪器栏:存放实验所需的仪器，可以点击其中的仪器拖放至桌面，鼠标触及到仪器，实验信息提示栏会显示仪器的相关信息；仪器使用完后，则不允许拖动仪器栏中的仪器了。

提示信息栏:显示实验过程中的仪器信息，实验内容信息，仪器功能按钮信息等相关信息，按F1键可以获得更多帮助信息。

实验内容栏:显示实验名称和实验内容信息(多个实验内容依次列出)，当前实验内容显示为黄色，其他实验内容为蓝色；可以通过单击实验内容进行实验内容之间的切换。切换至新的实验内容后，实验桌上的仪器会重新按照当前实验内容进行初始化。

1.正式开始实验：

（1）开始实验后，从实验仪器栏中点击拖拽仪器至实验台上。三线摆无法删除。开始时实验仪器已经摆好在实验桌上。

将实验仪器栏，实验提示栏和实验内容栏展开，将鼠标移至仪器各部分均会显示说明信息。

（2）三线摆

双击桌面上三线摆小图标，弹出三线摆的操作窗体，包括三线摆摆动系统、两个圆柱体、圆环、水平仪等。

（3）水平调节界面

将水平仪拖动到三线摆支架上方或下圆盘中，观察三线摆是否水平，如下图：

 

可以通过三线摆支架下方两个调节旋钮调节支架上方水平，三线摆上圆盘上方的六个旋钮调节下圆盘水平。当调节下圆盘的水平时，要先将水平调节开关打开。

（4）米尺测量上圆盘悬点之间的距离

双击桌面上的米尺后，出现米尺的操作主界面，如下图：

选择“上圆盘悬点之间的距离”，如下图所示：

可以通过点击米尺上的选择方向图标来旋转改变米尺的角度。记下各个悬点之间的距离。同理，测量下圆盘悬点之间的距离。在测量下圆盘悬点之间的距离的视图中，有一个放大的区域，有利于清晰地读出刻度数，如下图：

测量出各个悬点之间的距离，填入表中。再用米尺测量出上下圆盘之间的距离，该步骤在米尺的主界面中完成，如下图：

可以拖动该图左边的白色矩形框，右边同步放大显示米尺和三线摆，也可以拖动中间的米尺，改变其上下位置。

（5）测量没有放置物品时三线摆的转动周期

双击桌面上的电子停表，将三线摆拖动一个小角度，松开后，记录三线摆转动20个周期的时间。

（6）游标卡尺测量圆环的内径

双击桌面上的游标卡尺，出现游标卡尺的主视图，如下图：

点击开始测量按钮后，在该图的左边出现测量内容，如下图：

右击锁定按钮，打开游标卡尺，拖动下爪一段距离；将圆环从待测物栏中拖动到两爪之间，如下图：

拖动游标卡尺进行测量，记下读数。如果需要重复测量某一物品时，点击清除物品按钮后，再次将物品拖动到游标卡尺上（下）爪的测量位置。

（7）同理测量圆环的外径、圆柱体的直径以及在下圆盘上放好两圆柱体后两圆柱体之间的距离。

（8）测量三线摆加上圆环后的转动周期

将圆环拖动到三线摆的下圆盘中，拖动圆环到下圆盘，放下圆盘时圆盘会自动停在下圆盘的对称位置。如下图：

转动三线摆，用电子停表记下周期。

（9）测量下圆盘放好两圆柱体后的转动周期

将两圆柱体放在下圆盘上，当放好一个圆柱体后，拖动另一个圆柱体到下圆盘，松下鼠标后，圆柱体会自动放在与上一个圆柱体对称的位置上。如下图：

 

（10）转动三线摆测量加上两圆柱体后的摆动周期。

（11）完成实验。按照实验内容中的要求完成实验。保存数据，单击记录数据按钮弹出记录数据页面。

在记录数据页面的相应地方填写实验中的测量数据，点击关闭按钮，则暂时关闭记录数据页面；再次点击记录数据按钮会显示记录数据页面。