三线摆测量物体转动惯量实验方法的改进(8)
3 78.75s 8 55.32s 3 87.31s 8 90.63s
4 79.05s 9 79.25s 4 96.97s 9 92.23s
5 87.13s 10 78.75s 5 90.43s 10 93.02s
平均 78.75s 平均 89.50s
周期/s 1.575s
=1.790s
排除表8中的不可用项，由表7和表8可得：
=2.2021
0.6558
1.5463
=1.4335
故其相对误差： 7.9%
表9是实验改进后的测量数据：
表9 改进后实验数据表
摆动系统 下盘(含镜面体) 下盘加圆环(含镜面体)
质量/g =324.10g
=797.15g
摆动10次所需时间10T/s 1 15.75s 6 15.75s 1 17.35s 6 17.24s
2 15.73s 7 15.74s 2 17.33s 7 17.27s
3 15.75s 8 15.73s 3 17.46s 8 17.38s
4 15.74s 9 15.70s 4 17.37s 9 17.39s
5 15.73s 10 15.78s 5 17.38s 10 17.33s
平均 15.74s 平均 17.35s
周期/s 1.574s =1.735s
由表7和表9数据可得：
=2.1453
0.7179
1.4274
=1.4335
故其相对误差： 0.43%
3.3 结果与讨论
实验装置改进后，所得的实验数据更加稳定，不易出现错误，实验测量结果的精度提高了18倍之多。并且，改进后光控计时只用计10个周期即可达到较理想的测量效果，相比改进前的需要用秒表手动计时50个周期，节省了近5倍的时间，从而使实验的效率提高了近5倍。另外，在对该实验进行误差分析中，得出了通过增加三线摆摆长、控制下盘的摆角，可以减小因近似而产生的误差；保证下盘定轴摆动，可以限制因测量产生的误差；在同一三线摆上测量与刚体高度相似、质量相同、形状规则并且质量分布均匀的复杂刚体的转动惯量时，需要与理论结果进行比较，并且对测量结果进行修正。
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