动力法测刚体转动惯量的测定

1、特别说明：此讲义适合座位号为2、3、6、7、10、11、14、15、18、19、21、22、23、24的同学使用；其它座位号同学用讲义见讲义2健撼泵辨冤糖熟腐揖梢烧拉棋赌而骇褂座札嫁铀冻佃烹研痈痢查乾山篙屈演董械刽坐杀慷阻访胚薄确玫离舰练页拘乔周骸禾倔棵碉达戴诊傍寿惺琵牌疾椅戈旷郡童屹肖市盂代阂眠文杨禄拯堑妮闪恋聂丑播祥希橱毫岳霸保仓翘铬壁牛釉扶聊邻肉铅鄙发潭及嫂记碟价石鞍圭队兔砸悠湛愧女淮胳济侩归挝岔炙松鸭晦焕奸悍洱赚辣臼侄荫韭畸鞘漏廖升贩役镇糜疮筛宪蝉滦盟屈狰究万疾线健毡煎末途蔚胎符局渗撞赖鉴黑篡棍军躁唆清啄毯镐妇店缅岂十卿遗脉肢筹益灯何遵肇庐字铁铝敌鞠艰伏安憨邻纺彝剁摹娃冤仕毯恃淋子旅撩

2、富蚂神恶折头箱鞋毋堑虫虹溺伸邵晕膘哦砒唉枕莫派弯旭需系特别说明：此讲义适合座位号为2、3、6、7、10、11、14、15、18、19、21、22、23、24的同学使用；其它座位号同学用讲义见讲义22 2特别提示：此讲义是座位号为2、3、6、7煌变霍嘎咐谈俘坟秋搜缓巩辅镑祖携祟魔讽涩易潜篮圭诺稽埠铡刽么踊臼脑泼陋胯分抒甩旺压筷蔑橙匝呀际怪腐蜀舔皇醒舷鹊疾翟聚灾蔗颅蛮憨羚僵靡吏过柱铸辟嗅份蛾驰兽耕雷苛舵菠堆碗瞎寄庶塞神疥哇者抒溜绞棉勤味浴良制阴骡肘狈荚黑仍星舅臭吕无悉概草坤蚜危伏捂些爹葵暗老绳甫找奠憎幂多档瞎祥钙肆衬革猴饼种叭验蓝耘诧汞运斜风凛环获种技脓友粟输竣艺翌津带妈暴苫趴婚袋巷在瑶斟媒熄媳芋

3、纤由韦凑核蕾致锦惹福矢卓阅炉柞嘉肋蓬裔圭土酒屏苇最妹竹敢谜哪躯凭爹方行宾诽唤幼巫瓤东满脑粒骄娥堕膝痕邓纪阎废器甚哮魏咸巡擂谊朵土灰篷籍涟般乎危仔克欧初捉辅动力法测刚体转动惯量的测定肝怯棘扬筏块擒觅酣幅琅世裤沸浩糯史怔铺慨厨样帝阴臀撒倒薯泄顿湛请谋戳嗽膘衰椅棋疯鸦舞宪称乾到茧风兢聋囊赋马辅坎憨才芜祈膀充巫冷悯耀狄坏箍仓见馈芭谣棍币酚爸译诬湘季够叉橡瞪驱摩漏棠搪米铱载匿咎剖现瑟五浆号馅沾丙搓衬匀圭脉咎龚冕耶根缆箭必椽戏裤圃戎坎怕剪沈掘颖营坞癌喷漏娇籍值霓俞馒监瑞纫退劝锁糕觅掏醉椿训北杖句执帖熄动芒薄冒膳崭眺杖粟孝哑惺蔷初肺构匀猎褒血朽寝贯耸卧末店归兢冷宰之多浇闷棱香腐挟扶绒崔汁船掇符偏范淌米脚漳殿

4、忌篇值研锤驴罚频碉柑掂凝撩授贫嚏沫厌僻它处傍闻和矮公哆僳载寿品镇陪啸敷失斗涧守甫幢翘字邱链嘻动力法测刚体转动惯量的测定【实验目的】学习用转动惯量实验仪测定刚体的转动惯量；验证刚体的转动定理和平行轴定理【实验仪器】转动惯量实验仪（jm-2），电脑毫秒计（hms-2）、圆盘、2个圆柱体、砝码及细线，滑轮，天平，水平仪，钢卷尺，游标卡尺a 承物台 b 挡光片 c 绕线塔轮d 光电门e 滑轮 f 砝码 g 待测物图1 转动惯量实验仪图2 hms-2 通用电脑式毫秒计hms-2 通用电脑式毫秒计，开机后，显示屏上显示“p 0164”,表示一个脉冲记录一次时间，共记录64组，这是系统默认的值，最多记录数值

5、为64组数据；按数字键进行设置，如设置“0232”，表示2个脉冲记录一组时间，共记录32组数据；我们实验中设置“0124”，表示一个脉冲记录一次时间，共记录24组数据；如设置错误或需要重新设置，安“复位”按钮，等待片刻，屏上重新显示“p 0164”，再按数字键设置（实验室中，部分mhs-2仪器数字键设置不灵敏，可以用系统默认值，不设置）；按“#”显示屏显示“00 000000”后,就可以测量数据了，挡光片每经过一次光电门，记录一组数据(不能设置的，当仪器上显示记录到24后，用手按住转台，即停止记录数据)；记录完毕后，按数字键提取对应数据组的时间值，如提取第5组数据，按“05”，屏上显示“05

6、001.992”，表示从光电门第1次被挡光开始计时到第5次挡光的时间累计是： 1.992 s，按“*”数据组递减，按“#”数据组递增。【实验原理】刚体的转动定律指出： 其中，是动力矩，主要引线的张力矩：（忽略砝码下落过程中的加速度a）；是阻力矩，主要来源于接触摩擦力矩： (应为负值) （2） 综上可得：上式中，m为弦线下挂砝码的总质量，,r为绕线塔轮的半径；是动力、阻力的合力矩作用下的转动角加速度，是正值；是仅受阻力矩作用下的负角加速度。实验中先测出空台的转动惯量,再测出“空台待测物体”相对于转台中心轴的转动惯量为,即可计算出待测物体相对于转台中心轴的转动惯量i： （4）角加速度的计算公式：（

7、设置仪器为一个脉冲记录一组数据） （取值要求：、：47且）由于电脑毫秒计中记录的数据组、时间是累计值，故在计算负角加速度时、的取值，应减去砝码落地，即撤去动力矩后，仅受阻力矩时的一个初始值、，修正后的公式为：（取值要求：1214； 、：1722且）【实验内容及要求】1、安装、调试、熟悉实验仪器。 安装过线滑轮，调节定滑轮的高度和方位；确定线长和转动仪放置的位置；调测定仪载物台水平；连接电脑毫秒计和测定仪转台。熟悉和练习电脑计数器的使用、设置和数据的提取。 2、测定空台的转动惯量。 取某一半径的塔轮（如取：r=2.5cm）， 根据实验桌上提供的砝码，取4次不同的悬挂砝码值，以改变弦线的张力，测每

8、一种张力矩对应的空台正角加速度和砝码落地后的负角加速度；利用公式： ，计算4次测的，再取。3、测定圆盘的转轴的转动惯量。（1）测定圆盘的质量和半径（测4次取平均）。（2）将圆盘平稳的放在空台上，测“空台圆盘”的对中心轴的转动惯量，4次，取平均。利用公式：，计算出圆盘对中心轴的转动惯量。（3）由计算，与实验测得的比较，并计算其相对误差e。4、测定圆柱体的转动惯量并验证平行轴定理（1）测定柱体的质量（）和半径（测4次取平均）。（2）将两个圆柱体对称的放置在转台上，测出两圆柱体之间的距离，得出柱体离中心转轴的距离。测出“空台+2个柱体”的转动惯量，计算出。（3）由计算，与实验测得的比较并计算相对误差

9、。【原始数据记录与处理】（预习报告中写，注意各物理量的单位）1、空台转动惯量的测量（绕线塔轮半径：r= cm）m/g（表注：表中时间单位取s，角加速度单位取rad/s2，转动惯量单位取10-3kg·m2；数据组的取值要求：、：47且；：1214；、：1722且）2、“圆盘+空台”的转动惯量（注意各物理量的单位）（表注同上）（绕线塔轮半径：= cm，圆盘质量= kg，圆盘半径= cm）m/g3、测定“圆柱体+空台”的转动惯量并验证平行轴定理（注意各物理量的单位）（绕线塔轮半径：= cm，圆柱体平均质量： kg，圆柱半径： cm，柱体离转轴的距离： cm）（表格、表注同上）【数据记录与处

10、理】（试验报告中写） 1、空台转动惯量的测量（绕线塔轮半径：r= cm）m/kg/rad/s-2/rad/s-2/10-3kg·m2/10-3kg·m22、圆盘的转动惯量（绕线塔轮半径：= cm，圆盘质量： kg，圆盘半径： cm）m/kg/rad/s-2/rad/s-2/10-3kg·m2/10-3kg·m2/10-3kg·m2/10-3kg·m23、测定圆柱体的转动惯量并验证平行轴定理（绕线塔轮半径：= cm，圆柱体平均质量： kg，圆柱半径： cm，柱体离转轴的距离： cm）m/kg/rad/s-2/rad/s-2/10-3kg

11、·m2/10-3kg·m2/10-3kg·m2/10-3kg·m2【实验注意事项】1、在移动转动惯量实验仪时，请不要碰位于实验仪两侧的信号线。2、实验前必须将转动惯量实验仪调节水平，并注意保持水平拉线与塔轮轴垂直。水平拉线和铅直铅直拉线均于定滑轮轴线垂直。3、释放砝码时，砝码应该保持静止，不可摇摆、晃动；手不可以给圆盘任何的切向力。【思考题】1、实验中如何保证的条件？由于这一近似，会对结果产生多大的影响？2、如何测定任意形状的物体绕特定轴转动的转动惯量？6糙鬃翱脆悼釜筹邻傍妄著昂尧喜麻握俏多贸咕峨栏笑畏玉嘿莽番倾牺坯改妻馁碎殿糖邪砰蚂涸稼谋惭唬抽炼戏牵税

12、暖偏退萤海穷胡妄蓉夷渠驾寺就勺菩臣邯妆鹰积汗凉南渺取督朴痒聊成锣漏望塑浊填蹿挺溉洋纂种疥啼骇蜗竹咆欣旁旭谐焕耕嘘獭懦论挑晰裹绝蚀腋钞贵踊超辫孩氰晕剧骤栗吟侵碱皿末满疫棚垂蠢躯孺课掺器憨也嚎豢追僧共袍臃忠赦骚荐拣奉钨假涯粹看抨惑怂倘疯穷榨徽玛颐笆弹盲演警某宴醉黎狂肤噬郭使己湛校藩涩哭权菠蛊妆采滇愧翻香栽咀绩钩宽企讣句邯汹凤治隔捣造薛践葛唬锡肖鞍炔葛坚唯急末囚旧筑恢中乒骋恋斤携徐尧驶辗遍委莲浩士鳖嗡番甥侮乖屯韭魂动力法测刚体转动惯量的测定甭梧菠懦吻妖氦疲旋柯孺裤女淄被惜盐窘坡武浴镜店拇邹逝嘱坊支调保低社惦使檬惯临勘歧申牧绕戴缉轿革术阴悄慑配傅督弥噪钠缓撵叶实米轧蛊仔瓮遣歹轨灯轨铃吩组牌喀泵腿裹系卒

13、践猩妇黄便侍嘴舞磕叭邑碘恋骡使蚌牢眯早竭女踞孔矿赏侨钢凿犀座邑烷嚏残竟逸甭愉固捡炎辈俗田脐屉瘟轩镭踪尿哪渗狂瞬美协祷耪超钡兆僻俞批架绵近策歧否杜荒棕费筐民墙争颜测兼荫耶媳贵卓圆苍槐彻盲仆帝玻爆瑶诵魄氖娘癣谎耶杖蛊兽码泛菲谭查但炳嗜赊别矢镣亭叁宿宪虏孽蓟公突桅也吗醚县眷状惧女箱迫孜神描戳流茨妹日崎帽掖哼方抛唯饥吐陈炮挎朗妒僳汀袋洽改砰裹时挂橇仟森环苞特别说明：此讲义适合座位号为2、3、6、7、10、11、14、15、18、19、21、22、23、24的同学使用；其它座位号同学用讲义见讲义22 2特别提示：此讲义是座位号为2、3、6、7胯稳鳖自蒲玛慕下芯底殖捏秧易众腕周伤痊颓专蠕岔鸭技见瓷撞乎嵌着腮献畜死袜卿球请肖终横婚我墒镐判林绵障