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J-TD32惯性称实验器

说

明

书

 TKZM-04控制仪TKZM-06,J-TD32惯性称J-T8C

西安庆成机电设备有限公司

一、J-LD32惯性称实验器用途

供高等，中等师范院校及理工科大学普通物理实验用。本仪器提供了不同于天平测定质量的别一种质量测定方法-即使用惯性秤测定物体质量的原理和方法，学习仪器的定标方法和求仪器常教的方法，研究重力对惯性秤的影响。

       图1

1三脚架   2水平螺栓   3立柱  4固定座  5旋钮   6滚花扁螺母   7吊杆  8挂钩

9球形手柄 10秤体  11待测园柱体 12片状砝码  13平台（见图2）

二 、结构

仪器由两条相同的片状钢条把秤台和固定座连接起来成一秤体，通过固定座把秤体安装在三号座上（见图一），可安装在实验桌上用，秤体的振动周期可配用我厂的产品J-T25周期测定仪以光电法测定。

三、TKZM-04控制仪TKZM-06,J-TD32惯性称J-T8C仪器安装及调整

1、按图一将立柱安装在三脚架上，用垫圈和六角螺母M20紧固。

2、固定座安装在立柱端，用旋钮紧固，再在固定座上用M12柱杆和球形手柄将秤体固定在水平位置，调节水平螺栓，使平台水平。

3、吊杆旋入立柱顶端螺孔中，再用滚花扁螺母紧固，然后放置挂钩，

四、周期测定仪器

实验时尚需备有周期测定仪及光电门测试架，分别可测1.5，10个周期。

五、实验原理和方法

惯性质量和引力质量是由两个不同的物理定律—牛顿第二定律和万有引力定律引入的两个物理概念，前者表示物体惯性大小的量度，后者则表示物体引力大小的量度，但现已精确证明，任一物体的引力质量和它的惯性质量成正比，两种质量若以同一物体作为单位质量，则任何物体的两种质量值是同样的，因此，我们可以用同一物理量“质量"来表示惯性质量和引力质量。

由牛顿第二定律和万有引力定律，原则上讲，可以有两种测定质量的方法，一是通过待测物体的选作质量标准的物体达到力矩平衡的杠杆原理求得，用天平称衡就是根据该原理，另一种是由测定待测物体和标准物体在相同的外力作用下的加速度而求得，惯性秤测定质量就是根据后者，但惯性秤不是直接比较物体的加速度，而是用振动法比较反映物体加速度的振动周期，去确定物体的质量，该方法对处于失重状态下物体质量的测定有*的优点，具体原理如下：

TKZM-04控制仪TKZM-06,J-TD32惯性称J-T8C惯性秤平台调平后，将其沿水平方向推开一小段距离，然后松手，平台及其上的物体将在振臂的弹性恢复力作用下作左右松动。在平台上负载不大且平台位移较小的情况下，可以近似地认为弹性恢复力和平台的位移成正比，即平台是在水平方向作谐振动，设弹性恢复力F= - KX(K为秤臂的弹性系数，X为平台质心偏离平衡位置的距离)，根据牛顿第二定律，可得

（+mi）                           (1)

式中m0为平台的等效惯性质量，mi为砝码成待测物的惯性质量。解此方程，得平台及上物体的周期为T=2π                                    (2)

先测得空秤（mi=0）时的周期,然后将具有相同惯性质量的片状砝码依次插入平台，测得相应的周期为，，……，作T～mi曲线，若测得待测物体的周期时，即可从图线上找出相应的惯性质量值。

把（2）式改写mi=-m0+                            (3)

用一元线性回归法处理数据，即可得到截距A和斜率B的精确解。仪器的常数，即空秤的等郊质量m0和秤臂的弹性系数K分别由截距和斜率求得，若已知待测物的周期，即可得到该物体的惯性质量值。

惯性秤的灵敏度定义为   =-                      (4)

六   实验内容

1.   调节惯性秤平台水平，分别将片状砝码插入平台中，测量它们的周期，若各个周期之间差异不超过1%，在此实验中，就可以认为它们具有的惯性质量，可以取一个砝码作为惯性质量单位。

     图（2）

1. 测空秤的周期,再依次增加把片状砝码插入平台中，记下周期，作T～m2图线。

2. 把待测园柱体搁在平台园孔中，测定它们的周期，在T～mi图线上找出它们相应的惯性质量。进一步，可以利用上述数据进行一元线性回当处理，得到的mi～ 直线图，定仪器常数及求待测物体的惯性质量。

3. 用物理天平秤衡各片状砝码的以克为单位的引力质量，它们在惯性秤实验误差范围内具有相同的引力质量吗？在本仪器的实验误差范围内，分析上述数据，你对惯性质量和引力质量得出什么结论/,本实验中选取的惯性质量单位和以克为单位之间比例为多大？若惯性质量数值与引力质量取得一样，可以吗？怎样评价你的实验结果？

4. 研究重力对惯性秤的影响

5. 惯性秤平台仍水平放置，用约50Cm长的细线，通过吊杆上挂钩将大园柱体铅直悬吊在平台园孔中，测定其摆动周期，与原来直接搁在园孔中，测定其摆动周期，与原来直接搁在园孔中的周期进行比较，有何不同？

6. 惯性秤竖直放置，测量空秤和加1，3，5个砝码的周期，和水平放置时的周期比较，两者有么不同？

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