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物理实验报告测刚体的转动惯量班 级：_ 学 号：_ 姓 名：_实验日期：_ 仪器编号：_ 同组人：_练习A 用扭摆测刚体的转动惯量实验目的（1） 学习一种比较测量法；（2） 用扭摆测量刚体的转动惯量；（3） 学习几种常用测量工具的使用。实验原理图1 扭摆扭转弹性系数为k的钢丝上端固定，下端与一刚体（圆盘）固连就构成了图1所示的扭摆。当圆盘以钢丝为轴作角振动时，其振动周期为： （1）式中I为圆盘的转动惯量。 如果在圆盘上同心地加上一个转动惯量为I1的圆环，则振动周期增加为： （2）若环的质量为m，内外直径分别为d和d，则环的转动惯量I1可按下示计算： （3）由（1），（2），（3）式可得圆盘的转动惯量为： 可见，只要测出振动周期T1，T，环的质量m及内外径d1 和d2，即可由上式得出待测刚体（圆盘）的转动惯量。根据切变模量与扭转弹性系数之间的关系，可进一步得出钢丝的切变弹性模量 只要进一步测出钢丝的长度L及钢丝的直径d，就能算出钢丝的切变弹性模量。实验仪器扭摆，停表，游标卡尺（测环内外径），千分尺（测丝直径），米尺（测钢丝长度）。实验内容与数据处理1 振动周期测量：红线以上内容为课前完成，即为预习报告之要求；以下内容课后完成。a) 使圆盘作扭转振动，测出30次周期所需时间，重复5次，数据记录于表1；b) 将圆环同心放置在圆盘上，重复步骤a）。2 记录环的质量m；用游标卡尺测量环的内外径，数据记录于表2；3 用外径千分尺测量钢丝不同位置直径，重复6次，数据记录于表3。4 用米尺测量钢丝长度。 表1：振动周期测量 单位：秒测周期无 环 时有 环 时50个周期周 期平均周期标准偏差不确定度注：B= 0.2/50 = 0.004（s） 表2测量圆环物理量质量 m （g）内径d1 （cm）外径d2 （cm）测量值不确定度/3 测钢丝直径 为了修正千分尺的偏零误差，将校零读数及钢丝直径读数记录如下：测直径（cm）123456平均值标准偏差校零示值Z0直径示值Zd钢丝直径直径不确定度4测得钢丝的长度 L = （cm）； 不确定度 （cm）。5圆盘转动惯量计算 （kgm2） =6切变弹性模量计算 = （Nm-2）=预习思考题（1） 使扭摆作角振动时应
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