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文档简介

1、2020/9/13,物理实验,用扭摆法测物体的转动惯量,理学院物理实验教学中心,张晓俊 助教,2020/9/13,物理实验,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。,2020/9/13,物理实验,常见规则刚体的转动惯量,2020/9/13,物理实验,1、了解用扭

2、摆测量弹簧扭转常数的方法； 2、掌握形状规则几何体(刚体)转动惯量的测量方法； 3、验证转动惯量平行轴定理。,实验目的,2020/9/13,物理实验,用游标卡尺测量实心塑料圆柱体的外径、空心金属圆筒的内外径。 测定扭摆的扭转常数K。 测定空心金属圆筒、实心球体与金属细长杆的转动惯量，并于理论计算值比较，求相对误差。 改变滑块在金属细杆上的位置，验证转动惯量的平行轴定理。,实验内容,2020/9/13,物理实验,塑料圆柱体,实心球体,周期测定仪,光电探头,空心金属 圆柱体,载物盘,水平仪,挡光杆,游标卡尺,金属杆,滑块,夹具,实验仪器,2020/9/13,物理实验,令,弹簧恢复力矩:,转动定律:

3、,得,微分方程的解:,周期:,实验原理,2020/9/13,物理实验,K的测量,设金属载物盘绕垂轴的转动惯量是 I0， 测出其摆动周期为 T0，则 待测物圆柱对其质心轴的转动惯量理论值为 I1，测出其与载物盘的复合体摆动周期为 T ，则 由前两式可得到,2020/9/13,物理实验,平行轴定理,2020/9/13,物理实验,塑料圆柱体、空心金属圆筒、实心球体和金属细杆、 载物盘。 滑块质量为：239.7g 实心球体的质量为：1135.5g 金属细杆的质量为：133.3g,待测刚体,2020/9/13,物理实验,仪器调水平,气泡居中,2020/9/13,物理实验,游标卡尺使用,读数:15.90mm,2020/9/13,物理实验,周期测定仪,2020/9/13,物理实验,注意事项,由于弹簧的扭转常数K值不是固定常数，它与摆动角度略有关系，实验中摆角在90左右为宜。 光电探头宜放置在挡光杆的平衡位置处，挡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

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