动力法测转到惯量

动力法测转到惯量第一页，共十八页，2022年，8月28日对于形状较复杂，质量分布不均匀的刚体，其转动惯量可用实验的方法测定。测量的方法通常有动力法和振动法。本实验采用动力法测转动惯量。

动力法是利用转动定律，通过对刚体转动时所受力矩和角加速度的测量来求得转动惯量。第二页，共十八页，2022年，8月28日实验目的

实验原理实验仪器实验内容与步骤数据记录与处理

第三页，共十八页，2022年，8月28日实验目的掌握由转动定律测转动惯量的方法。掌握电子毫秒计的使用。学习用作图法处理数据的方法。第四页，共十八页，2022年，8月28日实验原理基本定律刚体转动定律：刚体所受的对于某一固定转轴的合外力矩等于刚体对此转轴的转动惯量与刚体在此合外力矩作用下所获得的角加速度的乘积。第五页，共十八页，2022年，8月28日基本公式刚体定轴转动的动力学公式刚体定轴匀角加速度转动的运动学公式第六页，共十八页，2022年，8月28日

刚体在重力矩作用下转动，设角位移为1的时刻为t1，角位移为2的时刻为t2，则

第七页，共十八页，2022年，8月28日

当外力矩，转动体系只在阻力矩下转动，设角位移为1的时刻为t1'，角位移为2的时刻为t2'，则

体系的转动惯量为第八页，共十八页，2022年，8月28日m与1/t2

之间为线性关系，由图求出转动惯量J。用作图法确定转动惯量，根据转动惯量的理论值为第九页，共十八页，2022年，8月28日实验中具体做法是：先测出全系统的转动惯量J，然后测出实验仪空载时（承物台上不放铝环）的转动惯量J0。根据Jx+J0=J，可求出待测物体铝环的转动惯量Jx。

第十页，共十八页，2022年，8月28日实验仪器刚体转动惯量实验仪光电门遮光杆铝环电子毫秒计塔轮第十一页，共十八页，2022年，8月28日实验内容与步骤（一）利用公式

求转动惯量1.调节电子毫秒计。2.将铝圆环放在承物台上，把四个砝码挂在砝码钩上（此时包括砝码钩在内）m=25克，将细线绕在第二层塔轮上(r=3.0厘米），由电子毫秒计读出体系在M和M作用下，转过

第十二页，共十八页，2022年，8月28日角度1=2，2=5时对应的时间t1和t2。3.体系不受外力作用下，仅在M作用下，由电子毫秒计读出转角1=2，2=5时对应的时间t1'和t2'。4.由公式算出、及J5.取下铝圆环，按上述步骤测定转动惯量实验仪空载时的转动惯量J0。第十三页，共十八页，2022年，8月28日6.根据J和J0，用公式计算出铝圆环的转动惯量Jx

。7.由铝圆环上读出其质量m环的值，用游标卡尺量出R内和R外值，由公式计算铝环转动惯量的理论值J理，并与Jx比较。第十四页，共十八页，2022年，8月28日（二）用作图法求铝圆环的转动惯量1.将铝圆环放在承物台上，仍取绕线塔轮r=3.0厘米，取m=10g，15g，20g各值时，分别由由电子毫秒计读出体系在M和M作用下，转过角度=2所对应的时间。为保证=0，必须做到体系由静止一开始转动，毫秒计就立即计时。第十五页，共十八页，2022年，8月28日2.以m为纵坐标，以1/t2为横坐标，作出m-—1/t2图线，由直线的斜率求出J。3.取下铝圆环，按上述步骤测定转动惯量实验仪空载时的转动惯量J0。4.根据作图求出的J和J0，再计算出铝圆环的转动惯量Jx，把结果与上面第一种方法求得的结果及理论值进行比较。第十六页，共十八页，2022年，8月28日数据记录与处理（