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实验十三 刚体转动的研究,实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 问题讨论,实验目的,1.用转动惯量仪研究刚体转动时合外力矩与刚体转动角加速度的关系。 2.考查刚体的质量分布改变时对转动的影响。 3.学习作图法处理实验数据。,实验仪器,刚体转动实验仪 数字毫秒计 游标卡尺 天平 砝码 开关,实验原理,1.转动系统所受合外力矩 与角加速度 的关系 根据刚体转动定律，刚体绕某一定轴转动得角加速度 与所受的合外力矩 成正比，与刚体的定轴转动惯量I成反比，即 (16-1) 合外力矩主要由引线的张力矩和轴承的摩擦力力矩构成，则 摩擦力矩是未知的，但是它主要来 源于接触磨擦，可以认为是恒定的，因而 将上式改为 (16-2) 在此实验中要研究引线的张力矩与角 加速度之间是否满足式(16-2)的关系，即测量 在不同力矩M作用下的 值。,2.考查刚体的质量分布对转动的影响 设二重物的位置为x1和x2时(图16-3)的转动惯量分别为I1和I2，则有 同样当两次测量 不变时，则根据上式(16-1)，应有： 综合上式和式(16-5)得出,实验内容,1.考察张力矩 与角加速度 的关系 (1)用水准器将回转台调成水平，即调节 轴铅直。 (2)测出塔轮上各轮的直径，记录在表格中。 (3)在引线下端加一质量为m砝码，横杆上重物移到最外侧。将引线分别绕在塔轮不同半径的各个轮上，以此改变力矩M，分别测出角加速度 。作 直线，求出纵轴截距a和斜率b。,2.考察质量分布对转动的影响 用米尺测出横杆上重物在最外侧时，其中心轴到回转轴的距离，设为x2。将引线绕在指经最小的轮上，悬挂的砝码保持与步骤1相同值。 改变重物的位置(两侧对称)，测出中心轴到回转轴的距离x及角加速度 。改变6次x值进行测量。 根据式（5-6），应有 作 随 的变化曲线，并进行分析。,问题讨论,1.如果重物对回转轴的分布不是对称的，对实验是否有影响
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