转动惯量的测定课件

1、大学物理实验-预习导航转动惯量的测定 北京工业大学 杨萍大学物理实验-预习导航转动惯量的测定内容介绍1，背景介绍2，实验原理3，仪器介绍4，操作指南5，数据处理要求内容介绍1，背景介绍一、背景介绍转动惯量刚体转动时惯性大小的量度，是表明刚体特性的一个物理量刚体转动惯量除了与物体密度分布有关外，还与转动轴的位置和质量分布即形状，大小和密度分布有关如果刚体形状简单，且质量分布均匀，可以直接计算出他绕特定轴的转动惯量，对与形状复杂，质量分布不均匀的刚体，计算将非常困难往往需要用实验方法测定例如：机械零部件，电机转子以及枪炮的弹丸等等一、背景介绍转动惯量刚体转动时惯性大小的量度，是表明刚体特性转动惯量

2、的测定一般都是使刚体以一定形式运动通过表征这种运动特征的物理；量与转动惯量的关系，进行转换测量在这里我们给大家介绍几种转动惯量的测量方法刚体转动，扭摆和三线悬盘刚体转动是使整个系统转动起来，而扭摆和三线悬盘则是使物体扭转摆动由摆动周期及其它参量来测定转动惯量转动惯量的测定一般都是使刚体以一定形式运动通过表征这种运动转动惯量的测定课件二、实验原理根据转动定理，转动惯量为I的刚体受到合外力矩为M时，要绕固定轴转动。设转动角加速度为，则有 在本实验中，刚体的外力矩是细线张力矩和摩擦力矩。T为细线张力，与垂直；r为塔轮半径。当略去滑轮及细线质量、滑轮轴上的摩擦力，并认为细线长度不变时，m以匀加速下落。

3、并有 g为重力加速度。砝码m由静止开始下落高度h所用时间为t，则 又因 所以由（1）（4）式有 二、实验原理根据转动定理，转动惯量为I的刚体受到合外力矩为M实验过程中，保持ga,则有 （1）、如果保持r、h及 位置不变。在装置调好后 保持 不变，改变m，测出相应下落时间t，有 其中， ，在直角坐标纸上作 图，如得一直线，则表明转动定理成立，并由直线斜率k可求得转动惯量I.只要保持 的位置不变，刚体的转动惯量I就不变。在实验装置中可以选择不同的r，对于每一个选定的r，改变m就可以得到一条直线，由选定不同的r所求出的I应该是相同的。（2）、如果保持h、m及 位置不变，改变r，并认定 不变，则根据（

4、6）式有转动惯量的测定课件在直角坐标纸上作 图，根据此图求得转动惯量I。实验装置可以改变 的位置，对于每一个选定的 位置，求得相应的转动惯量。（3）将 变换不同的位置或变换不同的质量，可观测质量不同和质量分布不同对转动惯量的影响。例如实验中将 由铁柱换成铝柱，在其他条件不变的情况下测出m下落时间，由公式判断转动惯量的大小。说明在相同轴线及质量分布条件下，质量大的物体转动惯量也大。转动惯量的测定课件三、仪器介绍仪器描述本实验装置如图1所示。开始实验。计时用停表。三、仪器介绍仪器描述开始实验。计时用停表。转动惯量的测定课件转动惯量的测定课件仪器描述:A是一个具有不同半径的塔轮，两边对称地伸出两根有

5、等分刻度的均匀细杆，细杆上有可移动的圆柱，它们一起组成一个可以绕固定轴转动的刚体系。塔轮上绕一细线，通过滑轮C与砝码m相连。当m下落时，通过细线对刚体施加力矩。滑轮的支架可以升降，以保证当细线绕塔轮的不同半径时，都与转动轴保持垂直。滑轮架上有一个标记F，用来判断砝码的起始位置。实验前先取下塔轮，换上铅直准钉，调节底脚钉，可以使轴竖直。调好轴线竖直后，再换上塔轮，转动合适后用固定螺丝G固定住即可开始实验。计时用停表。仪器描述:A是一个具有不同半径的塔轮，两边对称地伸出两根有等 四、操作指南调整塔轮轴线垂直调整塔轮压紧螺钉，使塔轮既能灵活转动又不晃动调整滑轮位置，使细线水平并与塔轮相切计时要从砝码在F处开始，落地止数据处理：根据表中数据，作图，根据此图求出转动惯量根据公式（）设计记录表，根据表中数据作图，根据此图求出转动惯量根据表数据，说明质量及质量分布对转动惯量的影响，写出必要结论 四、操作指南五、数据处理要求将原始数据及计算结果列于表中计算出仪器弹簧的扭转常数k计算出各种形状物体转动惯量，要考虑不确定度，要写出测量结果，并与理论值比较计算百分误差五、数据处理要求将原始数据及计算结果列于表中10.0015.0020