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实验六用转动惯量仪研究刚体的转动

【实验目的】1．验证刚体的转动定理和平行轴定理。2．观察刚体的转动惯量随其质量、及质量对转轴的分布改变而改变。3．学会用作图法求出转动惯量和摩擦阻力矩。1/3/20251【实验装置】实验六用转动惯量仪研究刚体的转动转动惯量仪滑轮砝码托砝码卷尺棉线1/3/20252【实验原理】1．转动惯量与平行轴定理在刚体动力学中，刚体转动的角加速度正比于合外力矩，即  一个刚体绕定轴转动的转动惯量等于每个质元离转动轴距离的平方与质元的质量乘积对整个体积的积分 由于转动轴改变，刚体的转动惯量也随之改变，因此我们要找到绕任意轴的转动惯量与过质心平行于该轴的转动惯量之间的关系，于是就得到了刚体绕定轴转动的平行轴定理。实验六用转动惯量仪研究刚体的转动1/3/20253【实验原理】2．转动惯量仪转动惯量仪如图所示，A是一个由五个不同半径（r1=1.00cm，r2=1.50cm，r3=2.00cm，r4=2.50cm，r5=3.00cm）的塔轮，两边对称地有两根刻着等分度的均匀细棒B和，且B和各有一个可以前后移动的圆柱体m0（C和C’），A、B、B’、C、C’ 组合在一起构成一个刚体转动系统。塔轮由一根细线经一个滑轮与重物m相连，当m下落时，便通过细线对刚体系统施加一个外力矩。推得实验六用转动惯量仪研究刚体的转动1/3/20254【实验原理】2．转动惯量仪当时，可以近似得到实验六用转动惯量仪研究刚体的转动1/3/20255【实验内容】1．取下塔轮，换上准直仪，调节底脚螺丝，使中心轴两触点连线与地面垂直，换上塔轮，为减少摩擦并维持不变的摩擦力，调节塔轮的上触点螺丝，选择一个塔轮半径，绕上细线。选定m0的位置，让m从标志点静止下落，用电子秒表记下下落h距离后的时间t，重复十次，改变m，每次增加5.00g，直到35.00g为止。注意砝码托为5.00g.

2．另取一个塔轮半径，保持m=15.00g，对称地改变m0的位置，使m0到中心轴的距离分别为（1,1）、（2,2）、（3,3）、（4,4）、（5,5），记下m从标志点下落h的时间t ，重复三次。实验六用转动惯量仪研究刚体的转动1/3/20256【预习思考题】1．本实验中能不能使用1kg砝码，为什么？2．你使用的塔轮半径较小，如何才能减少系统不确定度？3．本实验用作图法求转动惯量和摩擦力矩，为什么要用坐标纸？4．在坐标纸上作曲线，为什么要求线细、实验点分布在线的两侧，且曲线光滑？实验六用转动惯量仪研究刚体的转动1/3/20257【思考题】1．实验过程中怎样能保持比较恒定

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