实验名称刚体转动惯量的测量

1、如有帮助，欢迎下载。评分实验名称：刚体转动惯量的测量姓名 学号 班级桌号 同组人 本实验指导教师 实验地点： 基教1208室 实验日期 20年_月 日时段一、实验目的:1 .用实验方法检验刚体的转动定律；2 .掌握利用刚体转动定律测定刚体转动惯量的实验方法；3 .学习曲线改直的方法；4 .学习用ORIGIN软件处理实验数据。二、实验仪器与器件刚体转动惯量仪一套，毫秒计时器一台，铝圆环一个，请自带计算器。三、实验原理：当祛码以加速度a加速下落带动转动体系运动时，在 a<<g条件下，并设摩擦力 矩为M "转动过程中不变，则由转动定律 得到转动体系的运动方程 为。1. P的计算

2、用毫秒计时器分别测出 的时间t1,t2,可以得到屋。2. I的计算(a) 当外力为m1gr时， 。当外力为m2gr时，。联立得I =。(b)右。0 = 0,则有2I f 1M1-m =2k -2 cgr t2grt2改变m,算出不同的；，由最小二乘法求出k,可得转动惯量测量铝环绕轴的转动惯量，可先测量承载时的转动惯量 I,再测量空载时的转动惯量I0,则其转动惯量Ix =。四、实验内容：1 .用计算法测量铝环对中心轴的转动惯量(1)测承载时的转动惯量I把铝环放在承物台上，取 m为5个祛码质量，r=2.50cm (第3个塔轮半径)，取81, 3分别为2 /口 8冗，由毫秒计分别读出所对应的时间t1

3、和t2；重复5次。取m. 、 ' '为2个祛码质量，其余条件不变，由毫秒计分别读出所对应的时间ti和t2 ;重复5次。(2)测空载时的转动惯量I0- 一 ,一- 、一 一 ' '把铝环从承物台上取下，重复上述步骤，得 t1, t2, t1 , t2 ,重复5次。2 .用最小二乘法处理数据，测铝环对中心轴的转动惯量需要满足仍0 = 0 (怎样操作？)，为此，挡光柱初始位置应在光电门处，使体系一开始转动就开始计时。测量I把铝环放在承物台上，r=2.50cm ,取住8n,所对应的时间t,分别加2, 3, 4, 5, 6个祛码进行测量。（2）测量I 0把铝环从承物台上取

4、下，其余条件不变，重复步骤 （1）。五、数据与数据处理（所有计算都要求有计算过程）1 .计算法测量转动惯量表一:承载时转动惯量的测量（ 耳=2兀，62 =8n, m=9.15g;计算up时把P看作直接测量量，且只考虑 A类不确定度。）条件次数i2345tiM=5mgrt2）, tlM=2mgr,'t2Ed)二 sufi =工 s葭=二 sUP =sR<2FQf'2ml -m2 JUJg邛2J(Bl%(计算时，分别取 Um=0.05g, Ur = 0.03Cm o )UI = EI I =I = I _ U=表二：空载时转动惯量的测量（3=2k02=8兀）条件次数12345

5、M=5mgrti(s)t2（S）Pi (s° )M=2mgr, tl,'t2P2(S-万=S_u J =s2F7=s_2u0=s_2-（mi -m2）gr _I0-1 =EI0"ulo =I0=I0±UI0=铝环的转动惯量； 7；/ 2 .2Ix=I-Io"uIx=、'uI u Io "IX=IX±U|X=EIx =铝环的转动惯重也可由如下公式计算（ R内=10.5 cm , R外=12.0 cm ,铝环质量1/22、m=g ）, I理力 = -m （ R内 +R外）"22.用最小二乘法（一元线性回归）测转动惯量表二最小一乘法测量转动惯量（r=2.50 cm , 6=8 n, m取2 6个祛码）条件m(g)承载t (s)1/t2 (s t)空载t'(s),12?1/t (s )最小二乘法计算转动惯量：承载时：m=()1/t2+(),相关系数：r=, I =空载时：m=()1/t'2+(),相关系数：r=, Io=I x = I - I 0 =六、预习题1 .什么是物体的转动惯量？它和哪些因素有关？2 .在推导式 mgr-M