实验4用三线摆测刚体的转动惯量._第1页
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文档简介

1、实验4用三线摆测刚体的转动惯量教学目的1在实验中加深对转动惯量概念的理解。2、学会用三线摆测刚体的转动惯量。3、验证转动惯量的平行轴定律。教学重点实验原理实验难点如何正确测量周期教学手段多媒体教学方法指导讲解实验仪器三线摆实验仪 气泡水准仪游标卡尺电子秒表 圆环 教学过程一、实验简介转动惯量是描述刚体在转动中的惯性的物理量，转动惯量大，保持原有转动状态的惯性大，反之，保持原由转动状态的惯性小。转动惯量跟刚体的质量分布， 几何形状及转轴的位置有关。对于形状简单规则、质量均匀的刚体，可以推导出计算公式，而对于形状复杂、质 量分布不均匀的刚体的转动惯量，可以用不同的实验方法测得， 本实验用三线摆测刚

2、体的转动惯量。二、实验原理一匀质圆盘用等长的三条线悬挂在一个水平固定的小圆盘下面，上圆盘圆心固 定，转动上圆盘可带动下圆盘绕两盘的中心轴线转动。2、测量式推导：机械能守恒定律有：-応=mgh（1）（介绍式中各符号的物理意义）有几何关系知：毗也2"逊哼BC2H-h由于 1所以_二 ，摆角匸很小时,心二（2）（介绍式中各符号物理意义）（2）式为刚体绕几何中心轴线转动惯量的测量公式。问題；（3J + R r表示的是否是下上圆抚的半習？（苦"圜卍到悬点间问痒成立条件是：匕很小（卩' '1，三线等长，张力相等，上下盘水平。当把一质量为 二的刚体放置在下圆盘上时，由公式

3、（2）可以测量和下圆盘绕几何中心轴线的转动惯量为：（二（耀+Mjg於严V/1（ 3）二、实验内容与步骤1、调整仪器：利用铅垂线和气泡水准器，调节三线摆，使三线等长，上下盘水平。2、用直尺测：上下盘间距。（3次）（-'为圆盘的直径）（' ：-|为圆环内径,3、用游标卡尺测量：（3次）（提问：游标卡尺读数及使用上下盘两悬点间距（a, b）用几何法求r R;-'下盘直径D4、刚体的质量由实验室提供。5、刚体摆动周期的测量：1）按要求使下圆盘摆动，用秒表测50个周期，测5次。2）把圆环放在下圆盘上，用秒表测圆环和下圆盘一起摆动的50个周期，测50次。三、数据处理与分析1、刚体绕自身几何中心轴转动惯量理论值的计算公式：2、用公式（2）、（ 3）计算下圆盘、圆环的转动惯量。3计算各刚体转动惯量的百分误差。四、注意事项 1、圆盘应尽可能消除摆动之外的振动。

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