我的物理实验论文.doc

2010年大学物理实验论文实验法求转动惯量曹亚杰（06209516）（东南大学 电子科学与工程学院，南京，211189）摘要：形状复杂、质量分布不均匀的刚体相对于形状简单且质量分布均匀的刚体来说，转动惯量的计算要复杂得多，这里主要介绍利用用实验的方法（即复摆的周期）来求刚体自身的转动惯量。关键词：转动惯量 实验 复摆 周期转动惯量是我们在解决刚体转动的问题时常用的重要物理量之一，我们怎样才能方便快捷地求出转动惯量的大小呢？如果刚体形状简单，且质量分布均匀，可以直接计算出它绕定轴的转动惯量。对于形状复杂，质量分布不均匀的刚体，计算就会特别复杂，通常物理学上会采用采用实验方法来测量。转动惯量的测量，一般都是让刚体以一定形式的运动，通过表征这种运动特征的物理量和转动惯量的关系，进行转换测量。在参考了用复摆法测量刚体的转动惯量这篇文章后，激发了我的思想，在此基础上我又翻阅了相关书籍和文章。这样我们可以利用求复摆的周期的公式反解出转动惯量来。实验如下：一、实验原理一任意形状的刚体可绕通过其中的光滑水平轴O在竖直面内自由转动，将它从平衡位置（转轴O与质心C连线的竖直方向）移动一个小角度就形成了复摆。令质心C到O轴的距离为，刚体相对与O轴的转动惯量为，并设刚体的质量为，设的正方向为逆时针转动方向。离开平衡位置时，刚体所受的回复力矩为 ，根据转动定律有：，又因为时，所以。令则有： ，所以式中为的最大值。由上式知：复摆还作简谐振动其振动状态由角量来描述，复摆的振作者简介：曹亚杰，1990年，男，在校大一学生，213092347。动周期为：。所以二、实验中的主要工作求出实际问题中的转动惯量时步骤如下：1、用尺子测量OC的长度。2、用电子天平测量刚体的质量。3、用秒表测量复摆运动10个周期的时间，再根据求出复摆的周期。4、依照3的方法在测量两组数据，通过多次测量取平均值的方法求得。5、取当地的重力加速度值9.794。然后将代入上面的公式既可求出的值了。三、实验优点实验仪器要求较低，原理浅显易懂，大部分实验操作也比较容易，计算也相对来说很简单，我认为应该是一个很不错的实验方法。四、实验存在的不足1、在光滑水平轴O的确定操作上有可能有一定的困难。2、质心C的确定也需要另外通过其他实验来进行测定。3、由于仪器和操作上的原因，实验中测得的数据的误差可能会相对较大。五、对于大学物理实验的几点感想 我觉得物理实验能力是多方面的，大概可以总结为以下几个方面：1、 观察现象的能力。2、 透过现象发现并寻找物理规律的能力。3、 从复杂的物理现象中汲取有用信息的能力。4、 运用自己所学的知识解决实际应用问题的能力。5、 读懂仪器说明书，并能根据说明书正确使用仪器的能力。6、 从事现代化科学实验的能力（多数大学生在这一点方面都很缺乏）。等等。我们除了应该受到严格的、系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧之外，更重要的是养成严谨的科学思维方式和创新精神，培养理论联系实际，分析和解决实际问题的能力，特别是掌握与科学技术的发展相适应的综合能力，对当代大学生来说含经量极高。参考文献：钱峰,潘人培. 大学物理实验(修订版)M.北京:高等教育出版社,2005孟泉水,班丽瑛,朱金山. 用复摆法测量刚体的转动惯量J. 西安科技学院学报, 2003, (04)高祖庆. 复摆实验系统误差中摆角的影响J;曲靖师范学院学报;1994年S2期冯立富,郭书祥,毕玉. 复摆教学谈A;世纪之交的力学教学教学经验与教学改革交流会