理論力學(xué)試驗修訂200711lsj

1、理論力學(xué)實驗講義（草稿）武漢科技大學(xué)理學(xué)院陳桂娟主編二O O七 年 十 一月前 言理論力學(xué)課程在高等工科院校機(jī)械類各專業(yè)的教學(xué)計劃中，是一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)必修課。其主要任務(wù)是使學(xué)生掌握物體機(jī)械運動的一般規(guī)律。實驗課是本課程的實踐環(huán)節(jié)，其目的是通過這樣一組實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實施，加強(qiáng)理論力學(xué)的工程概念，了解這門課程與工程實際的緊密關(guān)系，培養(yǎng)和訓(xùn)練大學(xué)生的分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)和訓(xùn)練大學(xué)生的實踐動手能力，培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研能力。大量與理論力學(xué)相關(guān)的產(chǎn)品和科研成果作為理論力學(xué)實驗實踐教學(xué)的內(nèi)容，通過參觀圖片實物、實驗演示以及學(xué)生自己觀察、分析和動手實踐達(dá)到實驗的目的。理論力學(xué)實驗作為

2、理論力學(xué)新教學(xué)體系的重要組成部分，目的是通過這樣一組實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實施，開闊學(xué)生的眼界，加強(qiáng)理論力學(xué)的工程概念，了解這門課程與工程實際的緊密關(guān)系，培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研能力。大量與理論力學(xué)相關(guān)的產(chǎn)品和科研成果作為理論力學(xué)實驗實踐教學(xué)的內(nèi)容，通過參觀圖片實物、實驗演示以及學(xué)生自己觀察、分析和動手實踐達(dá)到實驗的目的。實驗的結(jié)果考核將采取填寫實驗報告、撰寫小論文和交習(xí)作的形式進(jìn)行。實驗教學(xué)基本要求理論力學(xué)實驗是在老師指導(dǎo)下由學(xué)生獨立完成。理論力學(xué)實驗課的基本程序可分為三個階段：預(yù)習(xí)，實驗操作和實驗報告。1實驗前的預(yù)習(xí) 每個實驗都是一項具體的工作，從理解原理，掌握方法到熟悉儀器，測量數(shù)據(jù)，任務(wù)

3、一般比較繁重。而實驗課時間有限，因此實驗前預(yù)習(xí)至關(guān)重要。預(yù)習(xí)應(yīng)做到。（1）預(yù)習(xí)實驗教材 課前認(rèn)真閱讀實驗教材，深入領(lǐng)會實驗的原理和方法，明確實驗內(nèi)容和要求，并預(yù)習(xí)有關(guān)儀器使用說明。對需要設(shè)計的部分應(yīng)事先設(shè)計好實驗方案 。預(yù)習(xí)時應(yīng)根據(jù)實驗要求在原始記錄本上畫好數(shù)據(jù)記錄表格。（2）寫好預(yù)習(xí)報告 在認(rèn)真預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上完成預(yù)習(xí)報告，完成預(yù)習(xí)思考題，原始數(shù)據(jù)記錄本上。2實驗操作 實驗操作是實驗的主要內(nèi)容，是培養(yǎng)科學(xué)實驗?zāi)芰Φ闹饕h(huán)節(jié)。實驗正式開始之前，首先要進(jìn)一步熟悉將要使用的儀器、量具等的性能以及正確的操作規(guī)程，切記盲目操作；其次要依據(jù)實驗要求統(tǒng)籌安排實驗操作程序，想一想怎樣做更為合理，怎樣做實驗效率（

4、工作效率）更高，不要急于動手。實驗中，要有意識地培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致耐心的實驗習(xí)慣。實驗操作有許多講究，要多琢磨，勤思考。要對觀察到的現(xiàn)象和測量的數(shù)據(jù)隨時判斷其合理性，以便及時發(fā)現(xiàn)問題；同時不能單純追求實驗“順利”，尤其是對正常操作下出現(xiàn)的所謂“反?！爆F(xiàn)象，更要仔細(xì)觀察分析，切忌一做不好就報怨儀器不好甚至拼湊數(shù)據(jù)。需要明白能否及時發(fā)現(xiàn)實驗裝置的故障并對簡單問題自行排除，是一個人實驗?zāi)芰?qiáng)弱的重要表現(xiàn)，初學(xué)者應(yīng)加強(qiáng)這方面能力的培養(yǎng)。 3撰寫實驗報告（課題報告）實驗報告是在完成實驗后所作的簡明總結(jié)，也是實驗成果的書面反映。實驗報告應(yīng)該思路清晰，數(shù)據(jù)齊全，圖表完整，分析討論合理結(jié)論科學(xué)。教學(xué)目的1、

5、通過對實驗現(xiàn)象的觀察和判斷，對實驗結(jié)果的分析和總結(jié)，使學(xué)生加深對理論力學(xué)基本概念和規(guī)律的認(rèn)識；2、 通過參觀圖片實物、實驗演示以及學(xué)生自己觀察、分析和動手，培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高、鍛煉他們建立力學(xué)模型的能力；3、 通過大量工業(yè)產(chǎn)品和科技成果向?qū)W生展示理論力學(xué)的工程意義和工程應(yīng)用，開闊學(xué)生的眼界；4、 掌握動力學(xué)參數(shù)測定某些方法；5、 具有熟練整理實驗數(shù)據(jù)、分析誤差、獨立完成實驗報告的能力；鍛煉分析能力、實驗方法設(shè)計能力和實驗操作能力；6、 培養(yǎng)學(xué)生辨證唯物主義世界觀，嚴(yán)肅認(rèn)真，實事求是的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和良好的實驗習(xí)慣；7、 初步形成良好的工作作風(fēng)，基本的科學(xué)實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新意識

6、。實驗課程安排理論力學(xué)實驗四人一組，實驗課定時開放，每次實驗一般安排3小時，每個學(xué)生要求完成4個實驗。其中實驗一和實驗四為認(rèn)識實驗，實驗結(jié)束后要求寫出實驗體會或?qū)Υ藢嶒炋岢鲎约旱母倪M(jìn)方法。實驗二和三要求完成實驗報告。實驗注意事項1. 記錄實驗數(shù)據(jù)，并讓老師檢查簽字方可離開，把此簽過字的實驗數(shù)據(jù)附在實驗報告上。（每個同學(xué)必須記錄）2. 實驗報告中必須達(dá)到實驗報告基本要求，具備基本的數(shù)據(jù)表格和曲線圖，認(rèn)真做好實驗報告。3. 實驗報告應(yīng)包括：實驗名稱、實驗?zāi)康?、實驗裝置、理論依據(jù)、實驗數(shù)據(jù)及測試結(jié)果、實驗討論等。如意要認(rèn)真回答每個實驗后面的思考題。4. 認(rèn)真完成實驗，注意實驗安全事項。5. 實驗報告

7、每人獨立完成，至少在放假前15天將報告交上來。6. 四次自做實驗，缺少一次，實驗成績記為0分，本課程成績?yōu)?分。7. 實驗前將每組名單交到老師處，組分確定后將不能調(diào)換。實驗一 實驗法求物體重量及重心（認(rèn)識實驗） 在工程中遇到的有些物體，形狀過于復(fù)雜，且各個部分是不同材料制成的，計算重心的位置是很復(fù)雜的工作，切精度也不容易保證。在工作中我們也常常遇到要知道物體的質(zhì)量，可是身邊的稱的量程不小于物體的質(zhì)量，這時候該怎么辦？下面我們用實驗法確定物體的重量和重心的位置。一、實驗?zāi)康?1、 本實驗是自主實驗，學(xué)生自己獨立完成；2、 運用已學(xué)知識測定工程中實際零部件的質(zhì)心與轉(zhuǎn)動慣量；3、 掌握稱重法測物體重

8、心（質(zhì)心）的方法。二、實驗設(shè)備 ZME-1型多功能實驗臺，電子稱，待測物體，積木，卷尺三、實驗原理及步驟對于形狀復(fù)雜的零件、體積龐大的物體以及由許多構(gòu)件組成的機(jī)械，常用此法確定其重心的位置。例如，連桿本身具有兩個相互垂直的縱向?qū)ΨQ面，其重心必在這兩個平面的交線，即連桿的中心線AB上，如圖1-1所示。圖1-1其重心在x軸上的位置可用下法確定：先確定連桿的重量W，再根據(jù)平衡定理確定中心位置。由于磅秤的量程小于物體的重量W，無法直接稱量，可采用如下方法稱量：1將其一端支于固定支點A，另一端支于磅秤上。注意使AB處于水平位置，讀出磅秤上讀數(shù)FNB，并量出兩支點間的水平距離，則列平衡方程為 得 (1)2

9、再將連桿A端置于磅秤上，同理可得到 （2）將式子（1）與（2）相加即得到3由式（1）或（2）可確定物體中心位置。四、注意事項1、由實驗原理可知，構(gòu)件受支持力的兩端距離 不變，故在實驗中構(gòu)件稱量時要求其兩端對齊；2、實驗所測構(gòu)件需水平放置，可以用水準(zhǔn)尺檢驗。五、思考題1、分析本實驗可能產(chǎn)生的誤差，并簡述如何減小誤差。指出為了減小實驗誤差，我們可以從那些地方對本實驗作進(jìn)一步改進(jìn)，可能下一屆的實驗就有您設(shè)計出來的東西。2、本實驗的物體有兩個對稱面，有一個對稱面的物體如何測量重心？3、您還有什么好的辦法可以測量出不規(guī)則物體的重心位置？實驗二 動滑動摩擦因子的測量摩擦問題是一個很復(fù)雜的問題它所涉及的相關(guān)

10、因數(shù)也很多。當(dāng)然其中有些因數(shù)的影響因子很小，可以忽略。而如接觸面的粗糙度、濕度等影響就比較大。動滑動摩擦因數(shù)，即動滑動摩擦力與正壓力的比值，是表征兩物體在單位正壓力下相互間摩擦力大小的一個因數(shù)。摩擦的定律是法國科學(xué)家?guī)靵鲇?781年建立的。它是一個近似定律，其簡單的表示式子遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能反映出摩擦的復(fù)雜性。由于其機(jī)理復(fù)雜且具有上述諸多相關(guān)因數(shù)，動滑動摩擦因數(shù)只能是一個實驗值，確切地說理論上是無法計算的，只有通過實驗的方法來獲得一個近似的數(shù)值范圍。不同材料(或同種材料)之間的動滑動摩擦因數(shù)，由于它在數(shù)值上與靜摩擦因數(shù)存在一定的差異，因此不能隨便地用簡單的靜止的方法來獲取動滑動摩擦因數(shù)，而必須在其作相對

11、運動時，用準(zhǔn)確的測量方法以獲得比較精確的實驗結(jié)果。下面我們利用智能加速度測試儀來測試動滑動摩擦因數(shù)。一、實驗?zāi)康?1、 本實驗是自主實驗，學(xué)生自己獨立完成；2、 掌握摩擦因子測定的試驗原理；3、 學(xué)會測量動、靜滑動摩擦因子的方法。二、實驗設(shè)備及其簡介 1、設(shè)備智能加速度測試儀，待測物體，量角器，可調(diào)節(jié)的斜面2、智能儀器簡介根據(jù)摩擦因數(shù)求解原理，我們利用光電技術(shù)和單片機(jī)原理自行設(shè)計開發(fā)了一套動滑動摩擦因數(shù)智能測試系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1所示。圖2-1 動滑動摩擦因數(shù)智能測試系統(tǒng)它由智能加速度測試儀C 、角度可調(diào)的斜面滑板B和帶有恒距離擋光片的滑塊A組成。在斜面滑板B上安裝有光電門電路裝置 、

12、。三、實驗原理1、動滑動摩擦因數(shù)計算公式的推導(dǎo)假設(shè)質(zhì)量為 的物體沿斜面滑下，斜面的傾角為，如圖2-2所示。圖2-2 質(zhì)量為m 的物體從斜面滑下示意圖又設(shè)物體經(jīng)過第一門檻線的速度為，經(jīng)過第二門檻線的速度為；以沿著斜面向下的方向為軸方向，垂直于斜面向上的方向為軸方向，其受力分析如圖2-3所示。則有 （1） （2） 圖2-3 物體的受力分析圖將式(1)代入式(2)得計算動滑動摩擦因數(shù)的第一種表達(dá)式 （3）從這第一種表達(dá)式可見，只要能測試得到平均加速度，就可以知道動滑動摩擦因數(shù)。2、 測量原理當(dāng)滑塊A 從滑板B 的上端自由滑下時，光電測試儀C會自動測定并存儲運動滑塊上的兩條擋光片通過光電門1時的第一次

13、擋光與第二次擋光的時間間隔和通過光電門2時的第一次擋光與第二次擋光的時間間隔，以及運動滑塊從第一光電門到第二光電門所經(jīng)歷的時間間隔 (以各光電門第一次被擋光的時刻計)。根據(jù)兩擋片之間的距離參數(shù)即可通過智能測試儀計算出滑塊上兩擋片通過第一個光電門時的平均速度和通過第二個光電門時的平均速度。由于和均很小，我們可以近似地認(rèn)為在該段時間內(nèi)物體作勻加速運動，把時間內(nèi)的平均速度近似為時刻的瞬時速度；把時間內(nèi)的平均速度近似為時刻的瞬時速度。而且從增加到所需時間修正為，因為根據(jù)加速度定義，在時間內(nèi)的平均加速度為 （4）根據(jù)測得的，和預(yù)先輸入的擋光片間隔的值(=50mm)，經(jīng)智能測試儀記錄、運算并顯示之，可自動

14、得到， 和等參數(shù)。為了計算方便，我們可以從式(3)導(dǎo)得另兩種動滑動摩擦因數(shù)的表達(dá)式 （5） （6）以上式(3)、式(5)、式(6)均可用來計算動滑動摩擦因數(shù)。不同的參數(shù)，用不同的計算公式進(jìn)行計算。四、測試方法與步驟1、測試準(zhǔn)備將待測試的兩種面料分別固定于滑塊和滑板上，并使其平整且不要拉得太緊；調(diào)節(jié)斜面的傾角，并使其保持一定的傾角以便保證滑塊能以適當(dāng)?shù)募铀俣认禄?；接通系統(tǒng)電源根據(jù)說明書設(shè)置測試儀使其處于待測狀態(tài)。2、 測試步驟（1）打開職能加速儀的電源開關(guān)，等待數(shù)字顯示值穩(wěn)定（5.0）； （2）將試驗選擇設(shè)置為直線； （3）按下“工作”鍵，開始正式試驗，讓滑塊從適當(dāng)傾斜的斜面上滑下，職能加速儀即

15、記下試驗次數(shù)，紀(jì)錄下滑塊a和b邊經(jīng)過光電門I的時間，按“顯示選擇”鍵顯示，顯示的數(shù)值即為滑塊a和b邊經(jīng)過光電門I的時間；再按“顯示選擇”鍵顯示，顯示的數(shù)值為滑塊a和b邊經(jīng)過光電門II的時間；再按“顯示選擇”鍵顯示，顯示的數(shù)值為從到所需要的時間；依次紀(jì)錄、。 （4）再按“工作”鍵，可進(jìn)行第二次試驗，總共可進(jìn)行10次，10次結(jié)束后若要繼續(xù)試驗，可按取消以前的數(shù)據(jù)，然后繼續(xù)試驗。 （5）重新?lián)Q材料，按照以上四步測量，紀(jì)錄試驗數(shù)據(jù)3、 測試并記錄數(shù)據(jù)測試時，讓滑塊沿斜面導(dǎo)軌 自由地下滑至左側(cè)底部。智能測試儀將自動記錄過程參數(shù)并可顯示出、和等參數(shù)。表1 幾種材料料間的動滑動摩擦因數(shù)測量數(shù)據(jù)記錄及處理表材

16、料A材料B五、思考題1、分析本實驗可能產(chǎn)生的誤差，并簡述如何減小誤差。2、本實驗對有什么樣的要求？3 討論動滑動摩擦因數(shù)小的材料，其動滑動摩擦因數(shù)與靜摩擦因數(shù)十分接近嗎？動滑動摩擦因數(shù)大的材料，其動滑動摩擦因數(shù)與靜摩擦因數(shù)的差距就較大嗎？4、您還有什么更好的辦法可以測量出動滑動摩擦因子？實驗三 三線擺法求圓盤和物體的轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動慣量是描述剛體在轉(zhuǎn)動中的慣性的物理量，是描述物體動力特性的重要物理量。轉(zhuǎn)動慣量越大，保持原有轉(zhuǎn)動狀態(tài)的慣性就越大，反之，保持原有轉(zhuǎn)動狀態(tài)的慣性就越小。轉(zhuǎn)動慣量跟剛體的質(zhì)量分布，幾何形狀以及轉(zhuǎn)軸的位置有關(guān)。在實際應(yīng)用中，求物體的轉(zhuǎn)動慣量的意義是十分重要的，如在機(jī)械工程、航

17、天工程、土木工程、生物工程等領(lǐng)域轉(zhuǎn)動慣量的求解問題都是廣泛存在的。對于形狀簡單規(guī)則、質(zhì)量均勻的剛體，可以推出計算公式，而對于形狀復(fù)雜、質(zhì)量分布不均勻的剛體，求解是很容易的。所以在工程實踐中，不能停留在理論計算，更需要用測試方法。為此，人們探究出很多測試方法，如落體法、復(fù)擺法、扭振法等。三線擺方法就是扭振法的一種，相對于落體法、復(fù)擺法等方法而言，用三線擺法測試物體轉(zhuǎn)動慣量時有實驗條件易于滿足，受阻尼影響比較小，精度高等優(yōu)點。因此，這種方法的應(yīng)用十分廣泛然而，盡管三線擺方法有很多優(yōu)點，測試誤差也是存在。本實驗用三線擺測量剛體的轉(zhuǎn)動慣量。下面介紹一個利用三線擺運動測量物體轉(zhuǎn)動慣量。一、實驗?zāi)康?.

18、掌握用三線擺測量轉(zhuǎn)動慣量的原理和方法；熟悉秒表,游標(biāo)卡尺等基本儀器的使用方法。2. 理解實驗原理，學(xué)習(xí)測定不同質(zhì)量與半徑的均質(zhì)圓盤、圓柱等規(guī)則物體的轉(zhuǎn)動慣量的方法，并與理論值進(jìn)行比較。3. 測定非均質(zhì)幾何非對稱的復(fù)雜結(jié)構(gòu)物體的轉(zhuǎn)動慣量；學(xué)習(xí)正確測量周期的方法。二、實驗設(shè)備 ZME-1型多功能實驗臺，三線扭擺，水準(zhǔn)器，秒表，卷尺，直尺，電子稱，配制螺帽、圓柱鐵塊等物體、圓環(huán)三、實驗內(nèi)容1測圓盤的轉(zhuǎn)動慣量。 2測圓柱、圓環(huán)和螺帽的轉(zhuǎn)動慣量。四、實驗原理如圖所示為三線擺，三根長度均為l的豎直繩子，等距離地與圓盤相連，將圓盤等距離地懸掛起來（如圖3-1）。三點連線為一等邊三角形。已知勻質(zhì)、等厚度圓盤質(zhì)

19、量為，半徑為R，它繞中心豎直軸的轉(zhuǎn)動慣量為，它單獨作振動時的周期為。下面通過圓盤的扭轉(zhuǎn)振動周期求出。CABOC´A´B´zCABOC´A´B´zOABCzC´A´B´aNNNMg 圖3-1 圖3-2 圖3-3現(xiàn)使圓盤繞通過盤心的豎直oz軸作微小轉(zhuǎn)動，由于重力和懸線拉力的共同作用，致使圓盤在轉(zhuǎn)動的同時其水平高度還會周期性發(fā)生變化，形成一個扭轉(zhuǎn)振動，建立振動周期與轉(zhuǎn)動慣量之間的關(guān)系，通過測量振動周期，就可以測量出圓盤轉(zhuǎn)動慣量。圓盤在豎直方向的運動距離是轉(zhuǎn)角的二級小量，可以不計。因此在微振動時，可以作為剛體繞定

20、軸轉(zhuǎn)動處理。設(shè)圓盤繞 z 軸轉(zhuǎn)過微小角度（如圖3-3）因此可知 （1）設(shè)繩子內(nèi)張力的大小為,有豎直方向平衡方程 ，得出 （2）圓盤周邊切線方向上的分量為 （3）此三個力對軸的力矩為 （4）于是，轉(zhuǎn)動微分方程為 （5）所以微振動周期為 （6）則扭擺的轉(zhuǎn)動慣量為 （7） 若在圓盤上放一質(zhì)量為物體，它繞中心豎直軸的轉(zhuǎn)動兩為。根據(jù)轉(zhuǎn)動慣量定義有 （8）由（6）可得出圓盤與物體一起微振動時，周期為 （9）將（7），（9）代入（8），消去和，最后可得 （10）根據(jù)（7）（10），可以通過試驗方法分別測出，以及，從而算出圓盤的轉(zhuǎn)動慣量和被測物體的轉(zhuǎn)動慣量。如果吊線到圓盤中心的距離為r，自行證明轉(zhuǎn)動慣量的計算

21、公式為 （11）試驗結(jié)果表明不同，誤差將不同，一般在600mm的情況下，誤差小于5。然后在圓盤上放一物體，按照上述方法測出相關(guān)物理量，按照公式（10）計算其轉(zhuǎn)動慣量。五、試驗步驟 1、三根平行線懸吊勻質(zhì)圓盤用，用水準(zhǔn)儀調(diào)節(jié)圓盤水平。用卷尺測量懸線的長度。用游標(biāo)卡尺測量圓盤直徑，要防止卡尺刀口割損懸線。2、啟動圓盤使其扭轉(zhuǎn)擺動，（即給一個初始扭轉(zhuǎn)角小于50），且圓盤不能左右晃動。3、秒表使用前，應(yīng)弄清功能和使用方法，先試用幾次后再測量，且測量50次擺動的總時間時，連續(xù)三次讀數(shù)應(yīng)相差在一秒以內(nèi)。4、測得扭轉(zhuǎn)振動周期T。通過秒表測量三線擺的周期，為減小測量誤差，采取測量10個連續(xù)周期的總時間t，然后

22、取平均值T1=t/10，總共測量三次得T=（T1 +T2 +T3）/3 。5、改變線長，測量不同線長情況下的周期。代入公式計算圓盤轉(zhuǎn)動慣量。6、接下來測量圓柱的主轉(zhuǎn)動慣量，用游標(biāo)卡尺測量圓柱直徑，用天平或電子稱測量圓柱質(zhì)量。再重復(fù)上面（1）-（5）步。六、實驗數(shù)據(jù)1、記錄三線擺參數(shù)（1）圓盤懸線點離中心軸距離：r=38(mm) （2）圓盤質(zhì)量：M=312(g) （3）圓盤直徑：R=100(mm)（4）分別測出規(guī)則和不規(guī)則出物體的質(zhì)量2、測量記錄與數(shù)據(jù)處理（1） 周期的測量。（2） 改變線長，測量不同線長情況下的周期，計算轉(zhuǎn)動慣量并與理論值相比較計算誤差。線長（mm）30040050060070

23、0周期（s）轉(zhuǎn)動慣量（kg·m2）誤差（%）（3）按照上述兩步測量圓柱和圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量并與理論值比較。線長（mm）300400500600700周期（s）轉(zhuǎn)動慣量（kg·m2）誤差（%）七、思考題1、公式依據(jù)什么力學(xué)原理導(dǎo)出？有什么條件？實驗中如何滿足這些條件？2、公式和中的物理量，哪些是已知的？哪些是待測的？哪一個量對和的精度影響最大？3、三線擺的振幅受空氣的阻尼會逐漸變小，它的周期也會隨時間變化嗎？4、通過計算可以得出繩長l對測量誤差的影響是什么，請給出自己的結(jié)論？5、分析一下本實驗可能產(chǎn)生的誤差。如何減小這些誤差？6、你還有什么好的方法測量物體的轉(zhuǎn)動慣量，說說看，說不

24、定哪一天你還有自己的發(fā)明。實驗四 等效法求不規(guī)則物體轉(zhuǎn)動慣量（認(rèn)識實驗）復(fù)雜物體轉(zhuǎn)動慣量的的測定方法一般有:落體法、復(fù)擺法、扭振法。他們都以時間為測定量，再由理論公式算出轉(zhuǎn)動慣量。落體法受阻尼影響較大，試驗表明，測量誤差5。復(fù)擺法要求小擺幅（5°），給測試帶來不便；如擺幅太大（60°），誤差也5%(46%)。扭振法測試轉(zhuǎn)動慣量，阻尼影響很小，振幅影響也遠(yuǎn)不如復(fù)擺法，只要參數(shù)選擇得當(dāng)，可保證誤差5。由此可見，轉(zhuǎn)動慣量的等效測試方法可以作為測定非勻質(zhì)復(fù)雜物體轉(zhuǎn)動慣量，此法無損傷且有實用意義。一、 實驗?zāi)康?、理解實驗原理，掌握一般不規(guī)則物體轉(zhuǎn)動慣量的測試方法。2、學(xué)會用三線扭擺測定實際零件的轉(zhuǎn)動慣量。二、實驗設(shè)備 ZME-1型多功能實驗臺三、實驗原理我們采用三線擺扭振法測試實驗所給的零件。該零件由四種金屬材料復(fù)合，幾何形狀無規(guī)則，既沒有對稱平面又無對稱軸，重心偏離軸心，質(zhì)量輕，才82g。要求用無損傷的方法測定其轉(zhuǎn)動慣