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文档简介

1、实验四 转动定律和转动惯量扭摆实验目的1加深对转动惯量的感性认识和对转动定律的理解2用扭摆测定弹簧的扭转常数和几种不同形状物体的转动惯量，3用实验方法验证平行轴定理。4巩固用作图法处理实验报告。实验装置实验原理根据胡克定理，弹簧扭转而产生的恢复力矩M与所转过的角度成正比，即 M=-K （1）K为扭转常数根据转动定律：M=J(2)由（1），（2）得=-KK， 令2=且不计轴承的摩擦力矩和空气的阻力，得到: JJd2Kd22=2=-=-，即2+2=0 dtJdt所以=Acos(t+)A为振动的角振幅，为初相位角，为角速度。则振幅周期为;T=2=2J K转化后得到;T2J=K2 4由上述式子可以知道

2、，只要实验测得物体的扭摆周期，并知道J和k其中的任何一个就可以知道另一个量。 实验内容（1）熟悉扭摆的狗仔和使用方法，以及转动惯量测试仪的使用方法。 （2）测量金属载物盘和塑料高圆柱扭摆周期，并计算弹簧的扭转常数K。1，将金属载物盘固定在扭摆支架上，调节扭摆底座的三个螺丝，使其达到水平状态。 2调节光电传感器在固定支架上的高度，使载物盘上的挡光杆能自由通过光电门。 3开启主机电源，状态指示为“摆动”，本机默认扭摆的周期数为10次，可参照仪器使用说明更改次数。更改后的周期数不具有记忆功能，一旦切断电源或按“复位”键，便恢复为10次。4先将载物盘转至90附近，让它自由摆动，按下“执行”键，当载物盘

3、上的挡光杆第一次通过光电门时，主机开始计时，同时自动存储周期数，带周期数达到预设值时，自动停止计时。按下“查询”键可显示周期值。5.重复上述步骤，多次测量求出金属载物盘摆动周期的平均值。6松开载物盘上的当光杆，将塑料高圆柱插入载物台内，再用当光杆紧固圆柱体。重复上述步骤，测出塑料高圆柱和金属载物盘共同摆动时的周期值，并多次测量求平均值。 7利用相应公式计算出弹簧的扭转常数K。（3）测量其他物体的摆动周期，计算出转动惯量，并与理论值比较，求百分误差。实验数据处理 1.转动惯量的测量（1）已给参数J支座=0.187*10-4kg.m2,J夹具=0.321*10-4kg.m2(2) 定标K，J0；利用塑料高圆柱作为标准物体，对转动惯量测试仪的弹簧扭转常数K，金属载物盘转动惯量J等参数进行定标：定标结果K=0.0319 J0=4.39*10-4（3）利用转动惯量测试仪对其他物体进行实测，并根据形状测得的理论值进行比较。2.验证平行轴定理（1）计算滑块的转动惯量一个圆柱形滑块相对于通过中心且与对称轴垂直的转轴的转动惯量为： J滑

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