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文档简介

1、扭摆法测量物体转动惯量第1页，共15页，2022年，5月20日，13点18分，星期三前言转动惯量是描述刚体转动惯性大小的物理量，是研究和描述刚体转动规律的一个重要物理量。它不仅取决于刚体的总质量，而且与刚体的形状、质量分布以及转轴位置有关。对于质量分布均匀、具有规则几何形状的刚体，可以通过数学方法计算出它绕给定转动轴的转动惯量。对于质量分布不均匀、没有规则几何形状的刚体，用数学方法计算其转动惯量是相当困难的，通常要用实验的方法来测定其转动惯量。 第2页，共15页，2022年，5月20日，13点18分，星期三常见规则刚体的转动惯量第3页，共15页，2022年，5月20日，13点18分，星期三实验

2、目的1. 用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭动常数，并与理论值进行比较。2. 验证转动惯量平行轴定理。第4页，共15页，2022年，5月20日，13点18分，星期三仪器组成仪器组成部分待测物体第5页，共15页，2022年，5月20日，13点18分，星期三仪器组成放待测物体垂直轴螺旋弹簧底脚螺丝支架底座金属托盘第6页，共15页，2022年，5月20日，13点18分，星期三仪器组成智能转动惯量测定仪光电门第7页，共15页，2022年，5月20日，13点18分，星期三实验原理物体装在一螺旋弹簧上，当物体在水平面内转过 角后弹簧产生恢复力矩 M ：在此力矩作用下物体转动，由转动定律根据简谐

3、振动规律，振动周期满足第8页，共15页，2022年，5月20日，13点18分，星期三可能性如果已知 K，则测得周期 T 就可以得转动惯量 J。问题不知道 K。空载时，还有托盘和支架，也有转动惯量。办法空载时测量一次周期，加已知转动惯量的刚体再测一次周期，这样就可以同时确定 K 和托盘支架的转动惯量了。实验基本思想第9页，共15页，2022年，5月20日，13点18分，星期三测定扭摆的扭转系数解方程组第10页，共15页，2022年，5月20日，13点18分，星期三测量刚体转动惯量方案定标后的实测测总周期 T总计算 J总计算 J待测体无托盘时测量：第11页，共15页，2022年，5月20日，13点

4、18分，星期三注意事项由于弹簧的扭转常数K值不是固定常数，它与摆角略有关系，摆角在左右时基本相同，在小角度时变小。为了降低实验时由于摆动角度变化过大带来的系统误差，在测定各种物体的摆动周期时，摆角不宜过小()，摆幅也不宜变化过大。光电探头宜放置在挡光杆的平衡位置处，拦光杆不能和它相接触，以免增大摩擦力矩。机座应保持水平状态。圆柱、圆筒放置时要放正不可斜放。第12页，共15页，2022年，5月20日，13点18分，星期三注意事项本实验不计算不确定度，只计算理论值与实测值之间的百分差。相关仪器的使用请参考仪器使用说明书与讲义！第13页，共15页，2022年，5月20日，13点18分，星期三数据处理提示参考表格1第14页，共15页，2

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