[发明专利]一种能测量重力加速度的转动惯量测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及重力加速度的测量，特别是使用一种特制的转动惯量测试仪来测量重力加速度。

背景技术

转动惯量测试仪用来测量转动惯量，一般采用扭摆来测量转动惯量，扭摆测量转动惯量的周期公式与复摆测量重力加速度的周期公式形式是相同的，因此经过某种组合就可以使用扭摆转动惯量测试仪来测量重力加速度。

发明内容

为实现扭摆转动惯量测试仪测量重力加速度，本发明将扭摆转动惯量测试仪设计两个相互垂直的水平调节平台。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：有一个周期测试仪测量摆动周期，有一个天平测量摆杆的质量。扭摆竖直，调节底座水平调节螺钉使摆杆竖直，摆动摆杆，此时是一个复摆，周期与转动惯量满足公式T₁=2*Pi*（I/(mgh)）^1/2，其中T₁是摆动周期，Pi =3.14156，I是转动惯量，m是质量，可以通过天平测量，g是重力加速度，h是悬挂点到质心的距离，对于对称性的摆杆，质心位于几何中心，h是一个已知量；然后将摆杆固定，继续摆动，测量其周期，此时的周期与转动惯量以及扭转弹簧的弹性系数满足T₂=2*Pi*（I/(mgh+K)）^1/2 ， 其中T₂是摆动周期， K是扭转弹簧的弹性系数；最后扭摆水平，调节底座水平调节螺钉使摆杆水平，然后摆动摆杆，测量摆动周期，此时摆动周期与弹簧的弹性系数满足T₃=2*Pi*（I/K）^1/2 ；已知h，测量摆杆质量，测量得到周期T₁、T₂、T₃和三个变量I、g、K，联立求解得到重力加速度g。

本发明的有益效果是：仪器改动比较少；调节简单；相对复摆测量重力加速度来说，测量比较快捷；相对扭摆来说，其功能得到拓展；有效联系扭摆和复摆，提高知识的融合，有利于拓展学生的视野，提高学生对知识的理解。

附图说明

图1是能够测量重力加速度的扭摆仪示意图。

其中，1、底座，2、水平调节螺钉，3、扭转弹簧，4、固定螺钉，5、摆杆。

具体实施方式

摆杆5是一个有悬挂孔的能够固定的材质均匀对称的摆杆，摆杆上有一个毫米刻度尺，摆杆的质心位置和每个摆孔到质心的距离是可以读出的。

底座1有两个、且相互垂直，各有三个水平调节螺钉2。

调节底座1的水平调节螺钉，使摆杆5竖直，此时摆杆成为一个复摆，测量复摆的转动周期T₁；然后将摆杆通过固定螺钉4固定，摆杆在重力和扭转弹簧3的共同作用下摆动，测量此时的转动周期T₂；最后将扭摆放置水平，摆杆在扭转弹簧的作用下摆动，测量转动周期T₃；测量摆杆的质量和读出悬挂孔到质心的距离，就可以计算当地的重力加速度。