轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量

1、 平行軸定理推導(dǎo)的式（2-13）成立，即證明了平行軸定理。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與注意事項(xiàng) 一、 三線擺 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、讀取質(zhì)量 讀取并記錄下圓盤(pán)質(zhì)量 m0 （懸盤(pán)上有標(biāo)記）和圓柱體和圓環(huán)的質(zhì)量 m1、m2 。 2、測(cè)量尺寸 用游標(biāo)卡尺測(cè)量下圓盤(pán)的直徑 D ，圓柱體的直徑 D 0 和圓環(huán)的內(nèi)外直徑 D1，D2 ， 在不同位置共測(cè)三次。用鋼板尺測(cè)量上圓盤(pán)、下圓盤(pán)之間的垂直距離 H，在不 同 位置共測(cè)三次。用游標(biāo)卡尺測(cè)量上圓盤(pán)和下圓盤(pán)的懸點(diǎn)到盤(pán)中心的距離 r 和 R ， 如圖所示，用鋼板尺分別測(cè)出 a1 ， a2 ， a3 及 b1 ， b2 ， b3 ，算出 a 和 b ，則上圓盤(pán)半 徑 r1 = 3 3

2、a ，下圓盤(pán)半徑 R = b。 3 3 3、測(cè)周期 T0 （1）首先調(diào)上圓盤(pán)水平，再調(diào)下圓盤(pán)水平。 （2）將多功能微秒儀的光電門(mén)對(duì)準(zhǔn)下盤(pán)的小桿，開(kāi)啟設(shè)備。 （3）按動(dòng)上下鍵設(shè)置測(cè)量周期數(shù)單擺周期=（SETC-1）/2。 圖 4 按測(cè)試鍵進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)。計(jì)時(shí)從第一次擋光開(kāi)始，截止最后一次擋光，擋一 次光加次，到記滿(mǎn)設(shè)定值，并顯示測(cè)量結(jié)果。 4、根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算公式分別計(jì)算出圓盤(pán)和圓環(huán)對(duì)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量并與理 論值比較。 5、根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算公式分別計(jì)算出單個(gè)圓柱和兩個(gè)圓柱同時(shí)對(duì)稱(chēng)放在圓盤(pán) 上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并驗(yàn)證平行軸定理。當(dāng)以 x 2 做橫軸， T 為縱軸，作 x 2 T 2 圖像， 計(jì)算直線的

3、截距 a 和斜率 b ，并與 a 和 b 的理論值做比較。 6、與三線擺法做比較，找出各方法。 2 注意事項(xiàng) 1、下圓盤(pán)啟動(dòng)后應(yīng)復(fù)原到起始位置。 2、下圓盤(pán)懸盤(pán)扭轉(zhuǎn)角小于 5 。 3、下圓盤(pán)懸盤(pán)只能扭轉(zhuǎn)不能晃動(dòng)，晃動(dòng)會(huì)引起周期記錄的錯(cuò)誤。 4、圓環(huán)和圓柱置于圓盤(pán)上時(shí)，不得放偏，否則會(huì)造成較大誤差。 二、復(fù)擺 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、讀取質(zhì)量 讀取并記錄下復(fù)擺質(zhì)量 m 和待測(cè)擺錘的質(zhì)量 m1 。 2、測(cè)量復(fù)擺繞固定軸 O 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I 0 。測(cè)量復(fù)擺質(zhì)心到轉(zhuǎn)軸 O 的距離， 將多功能微秒儀的光電門(mén)對(duì)準(zhǔn)下盤(pán)的小桿，開(kāi)啟設(shè)備，調(diào)節(jié)計(jì)時(shí)儀的預(yù)置次數(shù)。 轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)擺且轉(zhuǎn)角小于 50 ，記錄多周期對(duì)應(yīng)時(shí)間并計(jì)算

4、周期 T0 。 3、測(cè)量待測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I X0 及其繞固定軸 O 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I X 。待測(cè)擺錘安裝到 復(fù)擺上，質(zhì)心調(diào)節(jié)到與復(fù)擺質(zhì)心重合，測(cè)出周期為 T1 。 4、驗(yàn)證平行軸定理。將兩個(gè)相同的待測(cè)物體質(zhì)量和形狀完全相同的兩個(gè)待測(cè)物 對(duì)稱(chēng)地固定在復(fù)擺質(zhì)心 G 的兩邊，改變他們與復(fù)擺質(zhì)心的距離 x，測(cè)對(duì)應(yīng)各 x 值的周期 Tx ，作 x 2 T 2 圖像。 注意事項(xiàng) 1、測(cè)周期時(shí)，復(fù)擺扭轉(zhuǎn)角小于 5 。 2、待測(cè)物安裝到復(fù)擺上，質(zhì)心調(diào)節(jié)到與復(fù)擺質(zhì)心重合，不得放偏，否則會(huì)造成 很大誤差。 3、 驗(yàn)證平行軸定理時(shí)兩個(gè)相同的待測(cè)物體要對(duì)稱(chēng)地固定在復(fù)擺質(zhì)心 G 的兩邊不 對(duì)稱(chēng)會(huì)引入較大誤差。 思考題 1. 三線擺在擺動(dòng)的過(guò)程中，受空氣的阻力，振幅會(huì)越來(lái)越小，其周期是否會(huì)隨 0 0 著時(shí)間改變？ 2. 三線擺在加上待測(cè)物后，擺動(dòng)周期是否一定比空盤(pán)的周期大？ 3. 在測(cè)量過(guò)程中如果下盤(pán)出現(xiàn)晃動(dòng)對(duì)周期的測(cè)量有影響嗎？如有影響