2.6 刚体转动惯量的测定.ppt

一、实验目的、一、测量刚体的惯性矩，观测刚体的惯性矩随质量和质量分布的变化情况。 2、研究刚体旋转时外力矩与刚体旋转角加速度的关系。 3、平行轴定理、2、实验仪器、ZKY-ZS惯性矩实验器ZKY-J1通用计算机计时器、3、验证实验原理，通过测定刚体旋转时受到的综合外力矩及其力矩对刚体旋转的角加速度，可以计算该刚体的惯性矩。 1、用恒力矩旋转法测量惯性矩，(2-6-1)、(2-6-2)锤的加速度在细线上施加有张力。 如果此时实验台的角加速度为。 细线对实验台赋予的力矩，此时，将(2-6-3)、2-6-2 )、(2-6-3)式联立消除后，得到：同样，将对实验台施加被测定物后的系统的惯性力矩设为施加重物前后的角加速度，则有(2-6-4)、(2-6-5)式， 根据惯性矩的反复原理，被测定物的惯性矩为：测定、及、式(2-6-4)、式(2-6-5)，(2-6-6)、图2-6-1惯性矩测定器、2、的测定、与等级数对应的时间。 从第一次遮光(=0，=0)开始计数，开始计数，若初始角速度为，则针对以均匀的变速运动计测的任意两组数据(，)、(，)，对应的角位移分别在： (2-6-7)、(2-6-8)从(2-6-6)、(2-6-8)式中消除(2-6-9)理论分析显示，质量物体围绕通过重心o的旋转轴旋转时的惯性矩最小。 旋转轴平行移动距离后，围绕新旋转轴旋转的惯性矩如下： (2-6-10 )、3、考察刚体的质量分布对惯性矩的影响：4、实验内容、1、实验准备、2、测定并计算实验台的惯性矩(1)测定(2)测定、3、实验台的被测定物的惯性矩磁盘半径=120，质量=465； 半径=15，质量=332； 4、质量分布对转动惯量的影响(验证平行轴定理) 5，注意事项： (1)涡轮的细线紧密且不重叠地缠绕，影响实验结果，使涡轮的实际半径不变大。 (2)安装滑轮时，请注意滑轮的面垂直于工作台，且与涡轮的高度相同。 细线绕过皮带轮时，一部分与涡轮相接，另一部分与皮带轮槽平行，以免引起不必要的摩擦。五、数据处理如实验内容所述，测量空实验台、圆环、圆盘、圆柱的惯性矩，验证平行轴定理。 把每次测量的数据填入对应的表格。 1、测定实验台角加速度表2-7-1测定实验台的角加速度、2、测定实验台和圆环试样的角加速度表2-7-2测定实验台和圆环试样的角加速度、3、测定实验台和圆板试样的角加速度表2-7-3测定实验台和圆板试样的角加速度、4、平行轴定理验证表2-7-4平行轴定理验证、6， 数据处理1 .转动惯量的测定各表测定的数据分别构成第1组和第5组、第2组和第6组各4组，通过(2-6-9)式计算各组的值，求出其平均值作为测定值。 将计算出的值代入通过式(2-6-4)和式(2-6-5)计算出的值中，代入式(2-6-6)计算试样的惯性矩，与理论值进行比较，计算测量出的相对误差e。 关于圆盘、圆柱绕几何中心轴旋转的惯性矩理论值，圆绕几何中心轴旋转的惯性矩理论值计算试样的惯性矩理论值，并与测量值进行比较，计算测量值的相对误差，(2-6-11 )、(2-6-12 )、(2-6-13 )、平行轴