刚体转动实验报告

1、动惯量，3为角加速度刚体所受外力距为绳子 给予的力矩Tr和摩擦力矩M ,其中T为绳子张力，与00相垂直，r为塔轮的绕线半径当 略去滑轮及绳子质量并m(g - a)其中g为重力加速度，耘码m由静止开始下落 高度h所用时间t,则：h = at2/2又因为所以2hlm(g- a) r- MP 9rt2在实验过程中保持a? g,则有2hlmgr - M 严7若M 口？ mgr ,略去M卩、则有：2hlmgr 尹1M八不能忽略，保持r, h以及mo的位置不变 改变m,测出相应的下落时间t,并保持M"不变, 则有：1m = ki t2 + Ci其中ki2hlCi 二grgr2保持h, m以及m0

2、的位置不变，改变r, 测出相应的下落时间t,并保持M卩不变，则 有：r = kc其中k2 = 2hl3.如果保持h, m, r不变，对称地改变m0的 质心至00距离x,根据平行轴定理，I Io + loc + 2mox'J式中I。为A, B,B '绕00轴的转动惯量, 两个圆柱绕过其质心且平行于 量。则：厶丄丄-? 4nioh 2+1-帝X若考虑摩擦且摩擦力矩不变，则有2mgr00 '轴的loc为转动惯2-boV2t2 = ksX2 + Cs表示甘与X?成线性关系。实验内容1. 调节实验装置：取下塔轮，换上竖直准钉，调00与地面垂直，装上 塔轮，尽量减小转动摩擦，调好后

3、用固定螺丝固 定，并在实验过程中维持摩擦力矩不变，绕线尽量 密排，D10用铁柱。调节 滑轮位置，保持绳子张力的 方向与00垂直。2. 选 r=2. 50cm,将 m。放于位置（5, 5'）, 将m从一固定高度由静止下落，下落距离为h 改变m,每次增加5. 00g 码，到 m=35. 00g为止。用停表测下落时间t,测三 次 取平均。3. 将in。放在（5, 5）的位置，维持 m=20. 00g,改变 r,取 r=l. 00, 1. 50, 2. 00, 2. 50, 3. 00cm,测量下落时间t,测三次取平 均。4. 维持 m=10. 00g, r=2. 50cm,改变 m。位 置，

4、测下落时间t,测三次取平均。实验数据1. r=2. 50cm , mo位于(5, 5), h=85. 00cm, 改变m袪码数m(g)ti(s)t2 (S)t3 (S)t (s)05. 0016. 5616. 5016.4016. 49110. 0011.4111.3211.2211.32215. 009. 289. 259. 349. 29320. 008. 038. 048. 048. 04425. 007. 067. 187. 187. 14530. 006.416. 436. 506. 45635. 006. 035.975. 905.972. m=20. OOg,為位于(5, 5&#

5、39;, h=85. 00cm,改变rr (cm)ti(s)t2 (S)t3 (S)t (s)1.0020. 1219. 9220. 1020. 051.5013. 5713. 4613. 5013.512. 0010. 1310. 0510. 0310. 072. 508. 13& 008. 008. 043.006. 666. 706. 696. 683. m=20. OOg, h=85. 00cm, r=2. 50cm,改 变mo位置mo位 置x (mm)ti(s)t2(S)ta(s)t (s)(1,T)32. 416. 446. 506.416. 45(22)57. 327.3

6、17. 347. 317. 32(33)82. 328. 568. 468. 598. 54(4, 4,107. 3210. 0010. 1010. 0310. 04(55)132. 3211. 5011. 6311. 5611. 56数据处理l/t r C'cm1)050150100(cm2)2001.=ki1+ Ciki=2h2 - 1-2310-4 kgci -匹-6 1 Xex相关系数r-0. 9982kg?s22.2hlk2mg2. 2 Xgr10"-4. 4 X10-3 kg ?m21k +9亠X10-2 m2s卩mg相关系数r-0999861 l<93.=4. 6 X10-3 kg ?m2/ 2t2-ksX + Cs相关系数r二O99991即甘与x?满足线性关系, 平行轴定理成立思考题1.本实验所满足的实验条件：a? g,摩 擦力 矩保持不变。通过控制摩擦力矩和m不要太大使a? g,通过锁死固定螺丝、采用同样的绕线方法等使力矩 近似相同。4. 通过多测几组时间，并且认为测量结果 之 间相互之差小于0. 2s时认为该组数据合 理。本 次实验中最终用于分析、以表格形式呈现于实 验报告中的数据均符合此要求。5. 有两个原因：a> r的变化对I的测量有 影响。(1) 由于第二组测量I时总体而言a 更大，引起的误