實(shí)驗(yàn)44物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)定

1、物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定指導(dǎo)教師：黃英群(P71)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用扭擺儀測(cè)定幾種不同形狀物體的 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量并與理論值進(jìn)行比較。 研究系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與質(zhì)量分布的關(guān)系。2實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)胡克定律有：同時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)定律有：物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度為：一.驗(yàn)證扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)整理后得：3二.物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定物體扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)具有簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征，其簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期為：由上式有：由實(shí)驗(yàn)測(cè)得物體的擺動(dòng)周期 T 后，只要知道轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就可求出扭轉(zhuǎn)常數(shù) K ，或知道 K 即可求出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。4三.求彈簧的扭轉(zhuǎn)系數(shù) K對(duì)復(fù)合體（塑料圓柱體和金屬載物盤(pán)） ：擺動(dòng)周期為1對(duì)金屬載物盤(pán)：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I（未知），擺動(dòng)周期為 （實(shí)驗(yàn)測(cè)出）對(duì)塑料圓柱體：

2、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量理論值為對(duì)金屬載物盤(pán)和復(fù)合體：5四.剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的平行軸定理 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的平行軸定為：測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的扭擺裝置圖 本實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示， 將套有兩個(gè)滑塊的金屬細(xì)桿裝在扭擺的垂直軸上。根據(jù)上式，此剛體對(duì)垂直轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 結(jié)論：I 與 x2 成線性關(guān)系!6實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1.熟悉扭擺轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)2.測(cè)定彈簧的扭轉(zhuǎn)系數(shù)K3.測(cè)量不同物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量4.驗(yàn)證轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的平行軸定理 1）計(jì)算滑塊不同位置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2）作圖驗(yàn)證平行軸定理。（I實(shí)驗(yàn)值 x2 )7注意事項(xiàng) 擰緊固定待測(cè)物與垂直軸的螺釘。 由于彈簧的扭轉(zhuǎn)常數(shù)K 與擺角有關(guān)。因此在測(cè)量擺動(dòng)周期 T 時(shí)，擺角不宜過(guò)小或過(guò)大，一般在=

3、90左右，彈簧的扭轉(zhuǎn)常數(shù)K 基本保持不變，同時(shí)擺幅也不宜過(guò)大。 擋光桿不要和光探頭相碰，光探頭不能放在強(qiáng)光下。81. 待測(cè)量測(cè)量數(shù)據(jù)表百分差表中：92. 驗(yàn)證平行軸定理數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)值（）理論值()百分差兩滑塊通過(guò)質(zhì)心轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量理論值為：其中：m0為單個(gè)滑塊的質(zhì)量10作圖法基本要求 作圖法把被測(cè)量間的關(guān)系用幾何圖形表示出來(lái)，能更直觀、更形象地反映它們之間的變化規(guī)律。手工繪圖的基本要求：1. 選坐標(biāo)紙。本實(shí)驗(yàn)用直角坐標(biāo)紙。2. 選取坐標(biāo)軸，標(biāo)出各軸代表的物理量符號(hào)及單位。一般橫軸為自變量，縱軸為因變量。3. 定坐標(biāo)軸的分度值。選取原則是不丟失有效數(shù)字。4. 標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)點(diǎn)用“ ”或“ ”等符號(hào)標(biāo)出。5.