扭摆法测量转动惯量实验数据处理及误差讨论

摘要

扭摆法测量转动惯量是大学物理实验中一个重要的项目.现行物理实验教材中,其相对误差分析通过对比转动惯量理论值与实验测量值得到,这种处理方式值得商榷.本文针对这一问题,采用不确定度计算,分别讨论了转动惯量的理论值与实验值的不确定度公式,并比较了两种转动惯量计算结果的差别,分析其产生的可能原因.并提出了用线性拟合作图法验证平行轴定理的新思路,根据微扰理论提出了得到扭转常数与摆幅相互关系的测量方案和减少误差的处理途径.最后用数值计算讨论了同时考虑摩擦阻力和扭转常数随摆角变化对摆动周期的影响.