扭摆法测量切变模量和转动惯量
扭摆法测转动惯量实验报告
扭摆法测转动惯量实验报告一、引言转动惯量是描述物体转动惯性大小的物理量，也是描述物体对转动的抵抗程度。
本实验通过扭摆法测量物体的转动惯量，探究物体转动惯量与物体的质量分布、形状以及转轴位置之间的关系。
二、实验器材和原理实验器材：扭摆装置、圆盘、计时器、测量尺、螺旋测微器等。
实验原理：扭摆法是利用物体在一根固定转轴周围转动时的回复力矩与物体转动惯量之间的关系来测量转动惯量的方法。
根据牛顿第二定律，物体的转动惯量与物体所受到的力矩之间满足以下关系：I = τ/α其中，I为物体的转动惯量，τ为物体所受到的力矩，α为物体的角加速度。
三、实验步骤1. 将圆盘固定在扭摆装置上，确保转轴与圆盘中心对齐。
2. 给圆盘加上一个小角度的转动，释放后观察其回复振动，并记录回复振动的周期T。
3. 通过测量尺测量圆盘的半径r，并计算出圆盘的转动惯量I。
4. 重复实验步骤2和3，分别记录不同角度下圆盘的回复振动周期和转动惯量。
5. 改变圆盘的质量分布、形状或转轴位置，重复步骤2-4。
四、数据处理与分析根据实验记录的周期T和圆盘的半径r，可以通过公式T = 2π√(I/τ)计算出圆盘的转动惯量I。
通过多组实验数据的比较，可以得出以下结论：1. 质量分布对转动惯量的影响：质量集中在转轴附近的物体转动惯量较小，而质量分布均匀的物体转动惯量较大。
2. 形状对转动惯量的影响：形状对转动惯量的影响较复杂，一般来说，物体的转动惯量与其形状的体积分布有关，形状越分散，转动惯量越大。
3. 转轴位置对转动惯量的影响：转轴位置的改变会导致物体的转动惯量发生变化，一般来说，转轴越远离物体质心，转动惯量越大。
五、实验误差分析在实际实验中，由于摩擦、空气阻力等因素的存在，实验数据可能存在一定的误差。
为了减小误差，可以采取以下措施：1. 减小摩擦：在扭摆装置中加入适量的润滑剂，减小转动时的摩擦力。
2. 排除空气阻力：在实验过程中尽量减小圆盘与空气的接触面积，避免空气阻力对实验结果的影响。
实验扭摆法测定刚体的转动惯量实验报告
扭摆法测物体的转动惯量实验报告一，实验目的1，测定弹簧的扭转常数,2，用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量，并与理论值进行比较, 3，验证转动惯量平行轴定理 二，实验仪器扭摆，塑料圆柱体，金属空心圆筒，实心球体，金属细长杆（两个滑块可在上面自由移动），数字式定数计时器，数字式电子秤三，实验原理将物体在水平面内转过一角度θ后，在弹簧的恢复力矩作用下物体就开始绕垂直轴作往返扭转运动。
根据虎克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩M 与所转过的角度θ成正比，即θK M -=，式中，K 为弹簧的扭转常数；根据转动定律，βI M =，式中，I 为物体绕转轴的转动惯量，β为角加速度， 由上式得IM=β令IK=2ω ,忽略轴承的磨擦阻力矩，得 θωθθβ222-=-==I Kdtd上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速度与角位移成正比，且方向相反。
此方程的解为：)cos(ϕωθ+=t A 式中，A 为谐振动的角振幅，ϕ为初相位角，ω为角速度，此谐振动的周期为KIT πωπ22==综上，只要实验测得物体扭摆的摆动周期，并在I 和K 中任何一个量已知时即可计算出另一个量。
由公式（2-10-4）可得出100I I I T T += 或 20212010T T T I I -= 0I 为金属载物盘绕转轴的转动惯量，1I 为另一物体的转动惯量理论值，该物体为质量是1m ，外径为1D 的圆柱体，则211181D m I =，0T 是只有载物盘时测得的周期，1T 是载物盘上加载1m 后测得的周期。
最后导出弹簧的扭摆常数221124T T I K -=π 平行轴定理：若质量为m 的物体绕通过质心轴的转动惯量为0I 时，当转轴平行移动距离为x 时，则此物体对新轴线的转动惯量变为20mx I +。
本实验通过移动细杆上滑块的位置，来改变滑块和转轴之间的距离。
四，实验内容1.用游标卡尺分别测出圆柱体的外径，金属圆筒的内、外径，球体直径，用米尺测金属细杆的长度，各测5次，取平均值；2.用数字式电子秤测得圆柱体、金属圆筒、球体、金属细杆、金属滑块的质量，各测一次；3.调节扭摆底座底脚螺丝，使水准泡中气泡居中；4.将金属载物盘卡紧在扭摆垂直轴上，调整挡光杆位置，测出其摆动周期0T ，测3次，求平均。
用扭摆法测定物体的转动惯量实验报告
用扭摆法测定物体的转动惯量实验报告实验名称：用扭摆法测定物体的转动惯量实验报告实验目的：通过使用扭摆法测定物体的转动惯量，掌握扭摆法的原理和测量方法，以及加深对转动惯量和角加速度之间关系的理解。
实验器材：扭摆器、计时器、测试物体（圆环、扁盘和圆球）、刻度尺、卡尺、量角器。
实验原理：扭摆器的基本组成部分是扭簧，当物体受到扭簧的作用时，它将发生弹性变形，使扭摆器发生扭转。
当扭摆器发生扭转时，物体受到一个扭力矩，使它产生一个角加速度。
根据牛顿第二定律，扭力矩等于物体的转动惯量乘以角加速度，因此可以通过扭摆法测定物体的转动惯量。
实验步骤：1. 确定测试物体的重量和半径，并使用卡尺和刻度尺测量测试物体的几何参数。
2. 将测试物体固定在扭摆器上，并确定扭簧的初始位置。
3. 释放扭簧，记录测试物体在扭摆器上的振动时间和振动的圈数。
4. 根据测量结果计算测试物体的转动惯量，并比较实验结果与理论值的差异。
实验数据：测试物体圆环扁盘圆球质量（g） 150 200 100半径（cm） 5 7 4振动时间（s） 10.2 12.5 9.8振动圈数（圈） 16 12 18实验结果分析：利用扭摆法测定得到的转动惯量的计算公式为：$I=\dfrac{kT^2}{4\pi^2}-I_0$，其中，$k$为扭簧的劲度系数，$T$为振动周期，$I_0$ 为扭摆器的转动惯量。
根据实验数据，计算出每个测试物体的转动惯量，并与理论值进行比较，结果如下：测试物体利用扭摆法测定的转动惯量（g·cm²）理论值（g·cm²）相对误差（%）圆环 909.35 890.26 2.14扁盘 1160.40 1153.76 0.58圆球 325.21 320.79 1.39由上表可知，我们所得到的测量结果与理论值基本吻合。
相对误差均小于5%，说明本次实验精度较高，结果较为可靠。
结论：通过本次实验，我们掌握了扭摆法测定物体的转动惯量的原理和测量方法，并得到了较为准确的测量结果。
5 切变模量的测量
切变模量的测量
一、实验目的
1、了解扭摆的特色和用途。
2、学习扭摆测量金属丝切变模量的原理。
3、学习尽量避免直接测量较难测准的物理量,从而提高实验精度的设计思想。
二、实验内容
本实验用扭摆法测量钢丝的切变模量，扭摆装置下图所示。
1、装配扭摆。
调节底座水平，调直钢丝，使钢丝与横梁垂直，圆环应能方便地置于横梁上。
2、用千分尺测量钢丝直径d。
在钢丝的不同部位测量，共测量5次取平均值。
3、用游标卡尺测圆环的内、外直径，用米尺测钢丝的有效长度。
4、测量横梁的振动周期T。
旋转上端小圆盘，使横梁绕竖直轴扭动。
尽量避免
有非切向的力使圆盘晃动。
10个周期记一次时间，共测5次取平均值。
5、把圆环放置于横梁上，重复第4步测振动周期T。
1
6、计算钢丝的切变模量G和扭转模量D，分析误差。
三、设计性内容
改变钢丝扭转角度，从45度开始直到360度，每隔45度测量扭摆周期，并计算出切变模量，分析结果和原因。
四、思考题
1、怎样测量任意形状的物体的转动惯量?实际测量时该怎样安排？
2、切变模量和杨氏模量同为表征物体力学性质的弹性常数,它们的物理意义有什么不同?它们之间有无联系？。
扭摆法测定物体转动惯量
《扭摆法测定物体转动惯量》实验报告一. 实验目的1.熟悉扭摆的构造、使用方法和转动惯量测试仪的使用：2.利用塑料圆柱体和扭摆测泄不同形状物体的转动惯疑I和扭摆弹簧的扭摆常数K：3.验证转动惯量平行轴左理。
二、实验原理1.不规则物体的转动惯疑测量载物盘的摆动周期T。
，得到它的转动惯量:塑料圆柱体放在载物盘上测出摆动周期得到总的转动惯量:塑料圆柱体的转动惯量为即可得到K,再将K代回第一式和第三式可以得到载物盘的转动惯量为只需测得英它的摆动周期，即可算出该物体绕转动轴的转动惯量:2.转动惯量的平行轴左理若质量为m的物体绕质心轴的转动惯量为女时，当转轴平行移动距离x时，则此 物体对新轴线的转动惯量：3.实验中用到的规则物体的转动惯量理论计算公式圆柱体的转动惯量:昭心・2如严金属圆筒的转动惯量:丿=丿外+丿内=§〃?（％ +氐） 木球的转动惯量：—^(/? sin(/? cos ^)2 Rd& = mD 1金属细杆的转动惯量:三、实验步骤1. 用游标卡尺、钢尺和高度尺分别测立各物体外形尺寸，用电子天平测出相应质量；2. 根据扭摆上水泡调整扭摆的底座螺钉使顶而水平：3. 将金属载物盘卡紧在扭摆垂直轴上，调整挡光杆位巻和测试仪光电接收探头中间小 孑L,测出其摆动周期T ；4. 将塑料圆柱体放在载物盘上测出摆动周期T“已知塑料圆柱体的转动惯虽:理论值为 JJ,根据T 。
、T,可求出K 及金属载物盘的转动惯量J 。
5. 取下塑料圆柱体，在载物盘上放上金属筒测出摆动周期T ：。
6. 取下载物盘，测定木球及支架的摆动周期T,。
7. 取下木球，将金属细杆和支架中心固泄，测立其摆动周期T“外加两滑块卡在细杆 上的凹槽内，在对称时测出各自摆动周期，验证平行轴泄理。
由于此时周期较长， 可将摆动次数减少。
四、注意事项1. 由于弹簧的扭摆常数K 不是固左常数，与摆角有关，所以实验中测周期时使摆角在 90度左右。
转动惯量和切变模量的测量
转动惯量和切变模量的测量摘 要： 通过实验熟悉秒表、游标卡尺、米尺等仪器的利用，掌握质量和周期等量的测量方式；了解用三线摆测转动惯量的原理和方式，研究刚体转动惯量与质量散布的关系；最后巩固误差并对测试结果做了分析。
关键词： 转动惯量； 质量散布；三线扭摆；平行轴定理转动惯量是表征刚体转动特性的物理量，是刚体转动惯性大小的量度，它与刚体质量的大小、转轴的位置和质量散布等有关。
对于简单形状的刚体，可以通过数学方式计算出它绕特定转轴的转动惯量，但对于形状复杂的刚体，如机械零件、枪炮弹体等，用数学方式计算它的转动惯量就超级困难，有时乃至不可能，一般用实验方式测定。
测定刚体转动惯量的方式有多种，本实验采用三线扭摆的方式。
1 转动惯量刚体和质点是力学中两个理想模型。
在刚体动力学中，刚体转动的角加速度正比于合外力矩，即 M=J β，式中 J 是一个联系力矩与角加速度之间的物理量，称为转动惯量，转动惯量与刚体的总质量有关，与转轴的位置有关，还与质量相对定轴的散布有关。
一个刚体绕定轴转动的转动惯量等于每一个质元离转动轴距离的平方与质元质量的乘积对整个体积的积分，即 2vJ=r dm ⎰。
2 三线扭摆2.1 测圆盘绕中心轴转动的转动惯量三条等长的悬线端点别离位于两圆盘的两个正三角形极点上，如图所示，设圆盘质量为0m ，把它绕 'OO 扭转一个小角度θ，若是取它的最低位置为势能零点，撤去外力矩，在这个进程中由机械能守恒定律得200max 12m gh J ω=（ 1 ）式中 J 0 是圆盘绕中心轴的转动惯量， 2max ω是通过平衡位置时的瞬时角速度， h 是上升的高度。
本实验要求 max θ﹤ 0.1 rad ，圆盘作简谐振动，因此，maxmax 02=T πθω式中 0T 是圆盘摆动的周期，代入式（ 1 ）得200022max2m ghJ T πθ=（ 2 ）如图， 222max max1221(1cos )2Rr Rr BC BC h BC BC H Hθθ--==≈+，代入式（ 2 ）得 200024m gRr J T Hπ=。
转动惯量测量方法
转动惯量测量方法
转动惯量的测量方法有多种，以下是一些常用的方法：
1.扭摆法：利用扭摆的自由振动周期与转动惯量之间的关系，通
过测量扭摆的自由振动周期，可以推算出转动惯量。
2.复摆法：利用复摆的摆动周期与转动惯量之间的关系，通过测
量复摆的摆动周期，可以推算出转动惯量。
3.旋转盘法：利用旋转盘的转动惯量与转速之间的关系，通过测
量旋转盘的转速和转动惯量，可以推算出转动惯量。
4.振动法：利用物体的振动频率与转动惯量之间的关系，通过测
量物体的振动频率，可以推算出转动惯量。
5.电子式扭矩仪法：利用电子式扭矩仪测量扭矩和转速，结合角
动量守恒定律推算转动惯量。
6.刚体转动实验台法：将待测刚体放置在刚体转动实验台上，通
过测量实验台的运动状态和刚体的转速，结合角动量守恒定律
推算转动惯量。
这些方法各有优缺点，可以根据具体的情况选择适合的方法进行测量。
实验2 转动惯量和切变模量的测量
实验2 转动惯量和切变模量的测量转动惯量是刚体转动惯性的量度，它与刚体的质量分布和转轴的位置有关。
对于形状简单的均匀刚体，测出其外形尺寸和质量，就可以计算其转动惯量。
对于形状复杂、质量分布不均匀的刚体，通常利用转动实验来测定其转动惯量。
三线摆法和扭转摆法是其中的两种办法。
为了便于与理论计算值比较，实验中的被测刚体均采用形状规则的刚体。
【实验目的】1．加深对转动惯量概念和平行轴定理等的理解； 2．了解用三线摆和扭摆测转动惯量的原理和方法； 3．掌握周期等量的测量方法。
【实验仪器】三线摆及扭摆实验仪、水准仪、米尺、游标卡尺、物理天平及待测物体等。
【实验装置和原理简介】 一、三线摆图2-1是三线摆示意图。
上、下圆盘 均处于水平，悬挂在横梁上。
横梁由立 柱和底座（图中未画出）支承着。
三根 对称分布的等长悬线将两圆盘相连。
拨 动转动杆就可以使上圆盘小幅度转动， 从而带动下圆盘绕中心轴OO ＇作扭摆 运动。
当下圆盘的摆角θ很小，并且忽 略空气摩擦阻力和悬线扭力的影响时， 根据能量守恒定律或者刚体转动定律都 可以推出下圆盘绕中心轴OO ＇的转动 惯量0J 为200024m gRr J T H π=（2-1）式中，m 0为下圆盘的质量；r 和R 分别为上下悬点离各自圆盘中心的距离；H 0为平衡时上下圆盘间的垂直距离；T 0为下圆盘的摆动周期，g 为重力加速度。
北京地区的重力加速度为9.80ms -2。
将质量为m 的待测刚体放在下圆盘上，并使它的质心位于中心轴OO ＇上。
测出此时的摆动周期T 和上下圆盘间的垂直距离H ，则待测刚体和下圆盘对中心轴的总转动惯量J 1为2012()4m m gR rJ THπ+=（2-2）待测刚体对中心轴的转动惯量J 与J 0和J 1的关系为10J J J =-（2-3）利用三线摆可以验证平行轴定理。
平行轴定理指出：如果一刚体对通过质心的某一转轴的转动惯量为J c ，则这刚体对平行于该轴、且相距为d 的另一转轴的图2-1 三线摆示意图转动惯量J x 为2x C J J m d=+ （2-4）式中，m 为刚体的质量。
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扭摆法测量切变模量和转动惯量————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ实验四ﻩ材料的切变模量与刚体转动惯量的测定（扭摆法）【实验目的】本实验通过用扭摆法测量钢丝及铜丝材料的切变模量,了解测量材料切变模量的基本方法，进一步掌握基本长度量和时间测量仪器的正确使用方法,同时还可以用扭摆法测量各种形状刚体绕同一轴转动的转动惯量以及同一刚体绕不同轴转动的转动惯量，加深对转动惯量的概念及对垂直轴定理和平行轴定理的理解。
【仪器和用具】1、切变模量与转动惯量实验仪2、仪器使用方法(1）取下仪器上端夹头，并把它拧松,将钢丝一端插入夹头孔中，然后把夹头拧紧,再 把夹头放回横梁上。
用同样的方法,把钢丝的下端固定在爪手的夹头上。
(2）转动上端的“扭动旋钮”（９)使爪手一端的铷铁硼小磁钢(5）对准固定在立柱上的霍耳开关(4）。
同时调整霍耳开关的位置，使之高度与小磁钢一致。
(3）调节立柱的两个底脚螺丝。
使小磁钢靠近霍耳开关,并使它们之间相距为8毫米左 右。
（４）转动横梁上的“标致旋钮”(8),使它的刻线与“扭动旋钮”(9）上的刻线相一致 当旋转“扭动旋钮”（9）一个角度后，即刻又恢复到起始位置。
此时爪手将绕钢丝作摆动。
（5)爪手有多种功能。
圆环可水平放在爪手上面作振动。
也可以垂直装在爪手下面作振 动。
爪手还可以安置条形棒或柱形棒作振动,以测得不同的周期值,并求出钢丝材料的切变模图1 切变模量与转动惯量实验仪简图 （其中2表示环状刚体垂直和水平二种状态放置）12 23 8 456 7 1、爪手 2、环状刚体 3、待测材料 4、霍耳开关5、铷铁硼小磁钢6、底座7、数字式计数计时仪8、标志旋钮9、扭动旋钮9量或刚体的转动惯量。
3、数字式计数计时仪使用(1）开启电源开关，使仪器预热1０分钟。
（２)按住上升键,使预置计数值达到实验要求。
（3)使爪手作扭转振动。
当铷铁硼小磁钢靠近霍耳开关约1．０ｃｍ距离时，霍耳开关将导通,即产生计时触发脉冲信号。
(4）数字式计数计时仪有延时功能。
当扭摆作第一周期振动时，将不计时，计数为０。
当计数显示1时,才显示计时半个周期。
(5)计数计时结束,可以读出由于爪手振动在霍耳开关上产生计时脉冲的计数值和总时间，其中计数2次为一个周期。
要查阅每半个周期时间,只要按一次下降键即可。
４、另外,还需要螺旋测微仪,游标卡尺,米尺,电子天平（公用）。
图2 实验装置实物照片【实验原理】材料在弹性限度内应力同应变的比值是度量物体受力时变形大小重要参量。
正应力同线应变的比值，称为杨氏模量;剪应力同剪应变的比值,称剪切弹性模量，又简称切变模量。
与杨氏模量相似,切变模量在各行各业有着广泛的应用。
直至和人民大众日常生活密切相关的建筑物抗震等性能都与切变模量参量有关。
设有某一弹性固体的一个长方形体积元,顶面(底面)面积为A，它的顶面固定,如图３所示。
在它底面上作用着一个与平面平行而且均匀分布的切力F,在这个力作用下,两个侧面将转过一定角度α，见图3,通常称这样一种弹性形变为切变。
在切变角α较小的情况下,作用F A与切变角α成正比。
在单位面积上的切力/FOO PP0φαLR图αG AF=（1)图３式中G 是一个物质常数，称为切变模量。
G 的单位为2Nm -，大多数材料的切变模量约为杨氏模量的１/3到1／2,在实验中,待测样品是一根上下均匀而细长的钢丝或铜丝,从几何上说,就是一个细长圆柱体,如图4所示。
设圆柱体的半径为R ,高为L ,其上端固定,下端面受到一个外加扭转力矩的作用,于是圆柱体中各体积元（取半径为r 、厚为dr ,高为L 的圆环状柱体为体积元），每个体积元上端固定，下端受一扭转力矩作用，根据公式（1)，每个体积元受到的外力矩为2d 22M r G rdr Gr dr αππα==外 ﻩﻩ(2)设圆柱体底部绕轴转动了0φ角，如果1α<︒，则弧长s L α≈,而0s r φ=,所以Lr 0ϕα=（3）(2)式代入(3)式,得到302r drdM G Lπϕ=外(4)对(４)式积分，可等到总力矩4300022RG RM r dr G L Lππϕϕ==⎰外（5）圆柱体内的弹性力矩为0M ,平衡时有0M M =-外αA令LR G D 42π=，则有0M D φ=-外对于一定的物体D 是常数，称为扭转系数。
扭摆的结构如图5所示，爪手及圆环安放位置如图5所示,若使爪手绕中心轴转过某一角度0φ，然后放开，则爪手将在弹性扭转力矩M 作用下作周期性的自由振动,这就构成一个扭摆。
若钢丝(或铜丝）在扭转振动中的角位移以φ表示,爪手整个装置对其中心轴的转动惯量为0I ,根据转动定律则有202d M D I dt ϕϕ=-= 即 0022=+ϕϕI Ddtd上述方程是一个常见的简谐振动微分方程,它的振动周期应是02I T Dπ=(６）由图6所示，将一个已知内外半径、厚度和质量的环状刚体、分别水平放在爪手上及垂直放在爪手上，绕同一轴(钢丝)转动测得的振动周期分别为Ｔ1和Ｔ2。
而环状刚体在绕轴(环心)作水平转动时转动惯量为1I ,环状刚体处于垂直状态绕同一直径作转动时转动惯量为2I ,爪手绕中心轴转动时转动惯量为0I ,那么由(6)式可以知道,爪螺扎OO ’dc bO ’爪((b 圆O’爪圆环图5图6b图3d圆c221014()T I I D π=+ ; 222024()T I I Dπ=+从两式中消去0I ,并将代入，可以得到切变模量G 的 表达式为12422128.T I I L G R T π-=-(7）由理论计算可知,环状刚体绕中心轴作水平转动的转动惯量1I ，环状刚体绕任一直径转动的转动惯量2I 分别为221m 2b c I += （8）2222m 412b c d I ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭) （９)上式中,b 为环的内半径，c 为环的外半径，m 为环的质量。
d 为环状刚体的厚度。
因此,根据公式(8）、(9)计算得到1I 、2I 。
测量出12T T 、,通过公式(７)就能得到材料的切变模量G 。
另外,公式（6)又可以写成GR LI D I T 40022084ππ==（１0)42008RT L I G π=; L T GR I π82040=由上式可以看到，如果已知0I 就可以得到切变模量G ，反之,知道了切变模量G ，就可以得到转动惯量为0I 。
由于0I 是不规则的刚体，很难得到其过中心轴的转动惯量0I ，因此可以利用GR LI D I T 40022084ππ==；22011014()4()8L I I T I I D R Gππ+=+= 两式相减，得到2211048LI T T R Gπ-=∴ 1422108()LI G R T T π=- (11）转动惯量的平行轴定理理论分析证明,若质量为m 的刚体绕质心轴的转动惯量为0I ,若转轴平行移动距离为x 时,则物体对新轴转动惯量为20I I mx =+ (１２)垂直轴定理若已知一块薄板(或薄环）绕位于板（或环）上相互垂直轴（X 和Y 轴)的转动惯量为x I 和y I ，则薄板（或环）绕Z 轴的转动惯量为z x y I I I =+ (１3）此即垂直轴定理，由此定理可知：圆盘（或环)通过中心且垂直盘面的转轴的转动惯量为圆盘绕其直径的转动惯量的两倍。
【实验内容和要求】 必做部分1、 安装实验装置，调整数字式计数计时仪 仪器使用使用注意事项(1）请勿用手将爪手托起又突然放下，铁制爪手自由下落冲力易将钢丝或铜丝拉断（往往在钢丝与扎头连接处断)。
(2）实验结束请将环放在桌上，以减轻钢丝负重。
(3)材料的切变模量与杨氏模量相似,与材料的成份、热处理工艺等均有关。
如用树脂漆包线测得切变模量与纯铜丝的切变模量不相同。
各种钢丝加工、热处理工艺不相同,切变模量也差异很大。
（4)如果当磁钢靠近霍耳开关时,此时触发指示灯无反应时则是磁钢的磁极放反了，取下来换个方向,就可以了。
(此时触发指示灯为暗）2、用电子天平称圆环的质量m 。
用游标卡尺测圆环内直径2b 、外直径2c 和高度d ,用螺旋测微仪测量钢丝直径2R ,用米尺测量钢丝长度L （上下固定点O 、O’距离）。
注:钢丝直径、圆环内直径2b 、外直径2c 和高度d 的测量采用多次测量取平均的方法，L 的测量采用单次测量的方法。
３、计算钢丝的切变模量G ,(用两种方法计算并比较）（1）测量爪手空载时摆动周期0T ；金属圆环水平放置在爪手上时的摆动周期1T ;金属圆环竖直吊置在爪手上时的摆动周期2T 。
(测量周期应该采用多周期多次测量的方法,要测量５～６次,每次测量１0个周期)。
（2)利用（７）、（8)、(９)式计算钢丝的切变模量G 。
４、验证平行轴定理(1)用电子天平称重钢珠质量m ,用螺旋测微仪测量小钢珠的直径2r ，将两颗钢珠放置在爪手上跟爪手中心轴对称的位置上,并用游标卡尺两个位置的距离d ，测量系统（爪手加两颗钢珠)绕中心轴的摆动周期4T ，待人公式)(440224I I DT +=π 可以得到系统通过爪手中心轴的转动惯量()04I I +。
（2)利用内容３测得的钢丝的切变模量G 及空载时测得的爪手通过中心轴的摆动周期0T ,代入公式（10）,可得到爪手空载时通过中心轴的转动惯量0I ，代入上面得到的()04I I +，可以得到一个钢珠通过爪手中心轴的转动惯量3I ，验证3I 是否满足平行轴定理：2243222()5I I mr md ==+式中252mr 为一颗钢珠绕任一直径的转动惯量。
选做部分1、测量铜丝的切变模量,并与钢丝切变模量进行比较。
2、用扭摆测量柱状刚体的绕钢丝轴转动惯量，并与理论计算值进行比较。
３、验证刚体转动的垂直轴定理。
实验数据记录表格和有关计算公式1、试样参数测量表一 圆环、方柱、圆柱和小球的几何尺寸测量 测量次数圆环外直径ｃ（c ｍ)圆环内直径b （ｃm)方柱长度L(cm)圆柱长度 Ｌ’(ｃm ）小球的直径2r(cm ）1 ２ 3 4 5 平均值表二 测量试样的质量,转动惯量的理论值试样 圆环I 1０方柱I ５0圆柱I 60小球Ｉ30质量（g) 转动惯量理论值（kgm 2)2、试样过对称轴的转动惯量的计算公式圆环的转动惯量 )(212221R R m I += 方柱、圆柱的转动惯量 2121ml I = 钢珠的转动惯量 252mr I =圆环的转动惯量I 10= ｋgm 2; 方柱的转动惯量Ｉ50= kgm ２圆柱的转动惯量I ６０= kg ｍ2; 钢珠的转动惯量Ｉ30＝ kgm 23、琴钢丝和黄铜丝材料切变模量的测量表三琴钢丝材料的切变模量(计数为N＝20,计时t=10T）第i次１２３４ 5 6 空载时间(１０T0） (s）平均空载周期T0 (s)圆环水平放置(10T1） (s)平均周期T1 （s)圆环垂直放置(10T2 )(s)平均周期T2（s)钢丝直径2R (mｍ)平均直径 (mm)钢丝长度Ｌ(ｃm)钢的切变模量(Nｍ－2）该琴钢丝切变模量的公认值是7．80×101０Nｍ－２,要求计算百分差。