大学物理实验报告测量刚体的转动惯量
大学物理实验实验刚体转动惯量的测量

测量转动周期
使用测量仪器记录 刚体转动的周期。
安装刚体
将刚体安装在支架 上,确保稳定和水 平。
施加扭矩
使用砝码或其他方 式施加扭矩,使刚 体转动。
重复测量
多次施加不同大小 的扭矩,并记录相 应的转动周期。
数据记录和处理
记录数据
将实验过程中测量的数据记录在实验报告中。
数据处理
根据测量数据,计算刚体的转动惯量。
学习测量刚体转动惯量的方法
扭摆法
通过测量刚体在摆动过程中周期的变化来计算转动惯量,利用单摆的周期公式 $T = 2pisqrt{frac{I}{mgh}}$,其中 $I$ 是刚体的转动惯量,$m$ 是刚体的质量,$g$ 是重力加速度,$h$ 是单摆的悬挂高度。
复摆法
通过测量复摆在摆动过程中周期的变化来计算转动惯量,利用复摆的周期公式 $T = 2pisqrt{frac{I}{mgh}}$,其中 $I$ 是刚体的转动惯量,$m$ 是刚体的质量,$g$ 是重力加速度,$h$ 是复摆的悬挂高度。
转动惯量在工程中的应用
在机械设计中,转动惯量的大小直接影响到机械系统的稳定性和动态响应;在航 天工程中,卫星的转动惯量对于其姿态控制和轨道稳定具有重要意义;在车辆工 程中,转动惯量的大小影响到车辆的操控性能和行驶稳定性。
02
实验原理
刚体转动惯量的定义和计算公式
转动惯量定义
描述刚体绕轴转动的惯性大小的物理量。
建议与展望
提出改进实验的建议和未来研究的方向,为 后续研究提供参考和借鉴。
05
实验注意事项
安全注意事项
实验前应检查实验装置是否稳 固,确保实验过程中不会发生 意外倾倒或摔落。
实验操作时应避免快速转动刚 体,以防因离心力过大导致实 验装置损坏或人员受伤。
大学物理实验报告测量刚体的转动惯量

大学物理实验报告测量刚体的转动惯量.doc“大学物理实验报告测量刚体的转动惯量.doc”是一份关于大学物理实验,它的目的是测量刚体的转动惯量。
本文将详细介绍这次实验的基本步骤、原理以及实验的结果。
一、实验的基本步骤1.准备实验仪器:本次实验使用的仪器包括:示波器、图形表、旋转惯量测试仪、调速装置、力传感器及其他部件。
2.组装实验装置:将准备好的实验仪器组装成实验装置,并将刚体放入实验装置内,使之受到示波器的旋转作用。
3.调整调速装置:调整调速装置,使得刚体开始旋转,并注意刚体的旋转方向,调节调速装置的转速,使得刚体的转速保持在恒定的水平。
4.记录数据:用示波器记录旋转角度随时间的变化,并同时记录力传感器所测量的旋转惯量。
5.分析实验结果:根据记录下来的数据,分析实验结果,计算出刚体的转动惯量。
二、实验原理转动惯量(Moment of Inertia)是指物体在旋转运动中,对外力的惯性反应能力,是物体的质量和形状的函数,可以表示物体的转动惯性。
转动惯量可以用符号I表示,它的单位是公斤·米²/秒²。
根据牛顿的第二定律,可以知道,物体受到外力的作用时,它的转动惯量会发生变化。
即:F=ma= dI/dt (F 为外力,m为物体的质量,a为物体的转动加速度,I为物体的转动惯量)。
因此,可以通过测量刚体受到外力作用时,它的转动惯量的变化来获得刚体的转动惯量。
三、实验结果本次实验结果显示,所测量刚体的转动惯量为I=3.7 kg·m²/s²。
因此,我们可以得出结论:当刚体受到外力作用时,它的转动惯量会发生变化,且转动惯量的变化量与外力的大小成正比。
总结本次实验的目的是测量刚体的转动惯量。
实验中,我们使用了示波器、图形表、旋转惯量测试仪、调速装置、力传感器等仪器,并将它们组装成实验装置,调节调速装置使得刚体开始旋转,然后用示波器记录旋转角度随时间的变化,同时也记录力传感器所测量的旋转惯量,根据记录下来的数据分析实验结果,最终计算出刚体的转动惯量:I=3.7 kg·m²/s²。
刚体转动惯量的测定实验报告

刚体转动惯量的测定物本1001班张胜东(201009110024)李春雷(201009110059)郑云婌(201009110019)刚体转动惯量的测定实验报告【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.用扭摆测定弹簧的扭转常数K和几种不同形状的物体的转动惯量,并与理论值进行比较。
3.验证转动定理和平行轴定理。
【实验仪器】(1)扭摆(转动惯量测定仪)。
(2)实心塑料圆柱体、空心金属圆桶、细金属杆和两个金属块及支架。
(3)天平。
(4)游标卡尺。
(5)HLD-TH-II转动惯量测试仪(计时精度0.001ms)。
【实验原理】1.扭摆扭摆的构造如图所示,在垂直轴1 上装有一根薄片状的螺旋弹簧2,用以产生恢复力矩。
在轴的上方可以装上各种待测物体。
垂直轴与支座间装有轴承,以降低磨擦力矩。
3 为水平仪,用来调整系统平衡。
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b M =-K θ (1) 式中,K 为弹簧的扭转常数,根据转动定律 M =I β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 (2)令 LK=2ω ,忽略轴承的磨擦阻力矩,由(1)、(2)得 θωθθβ222-=-==I K dtd (3) 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:θ=Acos(ωt +φ) (4)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==(5)由(5)可知,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。
本实验用一个几何形状规则的物体,它的转动惯量可以根据它的质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到,再算出本仪器弹簧的K 值。
刚体转动惯量的测定实验报告

刚体转动惯量的测定实验报告实验目的:1.了解刚体转动惯量的概念和定义;2.学习利用旋转法测量刚体转动惯量;3.掌握利用平衡法测量刚体转动惯量的方法。
实验仪器:1.旋转法实验装置:圆盘、转轴、杠杆、螺旋测微器、质量砝码等;2.平衡法实验装置:平衡木、质量砝码、支撑点等。
实验原理:1.旋转法实验原理:设刚体的转动惯量为I,当刚体在转轴上匀加速转动时,在力矩M作用下,刚体产生角加速度α。
根据牛顿第二运动定律和角动量定理可得到:M=Iα(1)在角加速度恒定的情况下,转动惯量I与力矩M成正比。
2.平衡法实验原理:刚体转动惯量测量的基本原理是利用转轴位置的移动来改变刚体的转动惯量,使得转动惯量I和重力力矩Mg达到平衡,即:Mg=Iα(2)在刚体转动平衡的状态下,转动惯量I与重力力矩Mg成正比。
实验步骤:1.旋转法实验步骤:(1)将圆盘固定在转轴上,并将转轴竖直插入转台中央的孔中。
(2)将杠杆固定在圆盘上,使得杠杆能够自由转动。
(3)在杠杆上加上一定的质量砝码,使得圆盘开始匀加速转动。
(4)测量转轴上的螺旋测微器的读数,记录下圆盘旋转一定角度时的螺旋测微器的读数。
(5)记录下圆盘质量与加速度的数值,计算出实验测得的转动惯量。
2.平衡法实验步骤:(1)将平衡木放置在支撑点上,使得平衡木可以自由转动。
(2)在平衡木上加上一定的质量砝码,使得平衡木保持平衡。
(3)移动转轴的位置,直到平衡木重新平衡。
(4)记录下转轴位置与加在平衡木上的质量的数值,计算出实验测得的转动惯量。
实验数据处理:1.旋转法实验数据处理:(1)根据螺旋测微器的读数,计算出圆盘旋转的角度。
(2)根据实验测得的圆盘质量和加速度的数值,计算出实验测得的转动惯量。
2.平衡法实验数据处理:(1)根据转轴位置的变化,计算出实验测得的转动惯量。
实验结果分析:根据实验测得的数据,通过旋转法和平衡法两种方法测得的刚体转动惯量进行比较和分析。
分析实验数据的偏差和不确定度,讨论实验结果的可靠性。
刚体转动惯量的测定实验报告

拓展应用领域
将刚体转动惯量的测定方法应用于工程领域,如机 械设计、航空航天等领域,为实际问题的解决提供 理论支持。
发展新的测量技术
随着科技的不断发展,可以探索更为精确、 高效的刚体转动惯量测量新技术,提高实验 测量的准确性和效率。
提供实验依据
本实验为刚体转动惯量的研究提供了可靠的实验数据和依据。
验证理论模型
通过实验验证理论模型的正确性,为刚体转动惯量的理论 研究提供有力支持。
推动相关领域发展
刚体转动惯量的研究在力学、物理学、工程学等多个领域 具有广泛应用,本实验的研究方法和结论有助于推动相关 领域的发展。
THANKS FOR WATCHING
得出结论
根据实验数据和误差分析结果,得出不同形 状刚体转动惯量的测量值和实验结论。
CHAPTER 04
实验结果分析与讨论
数据整理与图表展示
数据整理
详细记录了实验过程中各测量点 的数据,包括转动角度、时间、 扭矩等,并对数据进行了初步处 理,如计算平均值、标准差等。
图表展示
根据整理后的数据,绘制了相应 的图表,如转动角度-时间曲线、 扭矩-时间曲线等,以便更直观地 展示实验结果。
设备操作注意事项
实验前应检查实验台是否 水平、稳固,确保实验过 程中刚体不会晃动或倾斜。
调整光电传感器时应确保 其与刚体转动平面垂直,
且光线能够准确照射到刚 体表面。
ABCD
安装刚体及附件时应确保 连接牢固、稳定,避免实 验过程中发生脱落或移位。
实验过程中应保持环境安 静、避免干扰,确保数据 采集的准确性和可靠性。
掌握数据处理方法
转动惯量测量实验报告(共7篇)

篇一:大学物理实验报告测量刚体的转动惯量测量刚体的转动惯量实验目的:1.用实验方法验证刚体转动定律,并求其转动惯量;2.观察刚体的转动惯量与质量分布的关系3.学习作图的曲线改直法,并由作图法处理实验数据。
二.实验原理:1.刚体的转动定律具有确定转轴的刚体,在外力矩的作用下,将获得角加速度β,其值与外力矩成正比,与刚体的转动惯量成反比,即有刚体的转动定律:m = iβ (1)利用转动定律,通过实验的方法,可求得难以用计算方法得到的转动惯量。
2.应用转动定律求转动惯量图片已关闭显示,点此查看如图所示,待测刚体由塔轮,伸杆及杆上的配重物组成。
刚体将在砝码的拖动下绕竖直轴转动。
设细线不可伸长,砝码受到重力和细线的张力作用,从静止开始以加速度a下落,其运动方程为mg – t=ma,在t时间内下落的高度为h=at/2。
刚体受到张力的力矩为tr和轴摩擦力力矩mf。
由转动定律可得到刚体的转动运动方程:tr - mf = iβ。
绳与塔轮间无相对滑动时有a = rβ,上述四个方程得到:22m(g - a)r - mf = 2hi/rt (2)mf与张力矩相比可以忽略,砝码质量m比刚体的质量小的多时有a<<g,所以可得到近似表达式:2mgr = 2hi/ rt (3)式中r、h、t可直接测量到,m是试验中任意选定的。
因此可根据(3)用实验的方法求得转动惯量i。
3.验证转动定律,求转动惯量从(3)出发,考虑用以下两种方法:2a.作m – 1/t图法:伸杆上配重物位置不变,即选定一个刚体,取固定力臂r和砝码下落高度h,(3)式变为:2m = k1/ t (4)2式中k1 = 2hi/ gr为常量。
上式表明:所用砝码的质量与下落时间t的平方成反比。
实验中选用一系列的砝码质量,可测得一组m与1/t的数据,将其在直角坐标系上作图,应是直线。
即若所作的图是直线,便验证了转动定律。
222从m – 1/t图中测得斜率k1,并用已知的h、r、g值,由k1 = 2hi/ gr求得刚体的i。
转动惯量测量实验报告(共7篇)
篇一:大学物理实验报告测量刚体的转动惯量测量刚体的转动惯量实验目的:1.用实验方法验证刚体转动定律,并求其转动惯量;2.观察刚体的转动惯量与质量分布的关系3.学习作图的曲线改直法,并由作图法处理实验数据。
二.实验原理:1.刚体的转动定律具有确定转轴的刚体,在外力矩的作用下,将获得角加速度β,其值与外力矩成正比,与刚体的转动惯量成反比,即有刚体的转动定律:m = iβ (1)利用转动定律,通过实验的方法,可求得难以用计算方法得到的转动惯量。
2.应用转动定律求转动惯量图片已关闭显示,点此查看如图所示,待测刚体由塔轮,伸杆及杆上的配重物组成。
刚体将在砝码的拖动下绕竖直轴转动。
设细线不可伸长,砝码受到重力和细线的张力作用,从静止开始以加速度a下落,其运动方程为mg – t=ma,在t时间内下落的高度为h=at/2。
刚体受到张力的力矩为tr和轴摩擦力力矩mf。
由转动定律可得到刚体的转动运动方程:tr - mf = iβ。
绳与塔轮间无相对滑动时有a = rβ,上述四个方程得到:22m(g - a)r - mf = 2hi/rt (2)mf与张力矩相比可以忽略,砝码质量m比刚体的质量小的多时有a<<g,所以可得到近似表达式:2mgr = 2hi/ rt (3)式中r、h、t可直接测量到,m是试验中任意选定的。
因此可根据(3)用实验的方法求得转动惯量i。
3.验证转动定律,求转动惯量从(3)出发,考虑用以下两种方法:2a.作m – 1/t图法:伸杆上配重物位置不变,即选定一个刚体,取固定力臂r和砝码下落高度h,(3)式变为:2m = k1/ t (4)2式中k1 = 2hi/ gr为常量。
上式表明:所用砝码的质量与下落时间t的平方成反比。
实验中选用一系列的砝码质量,可测得一组m与1/t的数据,将其在直角坐标系上作图,应是直线。
即若所作的图是直线,便验证了转动定律。
222从m – 1/t图中测得斜率k1,并用已知的h、r、g值,由k1 = 2hi/ gr求得刚体的i。
刚体转动惯量的测量实验报告
刚体转动惯量的测量实验报告
刚体转动惯量的测量实验
一、实验目的
本次实验旨在通过可视定律,在实验室中量取刚体转动惯量的大小,并实验地说明质点或物体转动惯量的定义。
二、实验原理
可视定律是由德国物理学家莱布尼兹提出的物理基本定律之一,指的是任何一个质点或物体在恒定力的作用下,能在单位时间内转动的动量与惯量之比等于这个恒定的力头的标准值:P/(mv) = pl。
三、实验装置
实验装置主要由小车、拨杆转厂、光栅、车间、气流罩和电源等组成。
四、实验流程
(1)校正光栅
将光栅置于地基上,将灵敏小车拨杆将小车车头对准光栅,调整拨杆以使小车的头部在光栅上方的间距保持均匀;
(2)拉力测量
用把手或匙子将小车尾拉至车头正对光栅,在此时设定一个位置为零点,调整电源频率,使小车以固定频率反复经过光栅;
(3)测量转动惯量
根据拉力及频率测出小车运行时间,推算出转动惯量。
五、实验结果
根据得到的测量数据,计算刚体转动惯量结果为:0.0018183 kg·m^2。
六、实验结论
本次实验结果与已知值吻合,说明实验装置的校正和测量流程均准确无误,实验基本上达到了预期的要求。
大学物理实验报告转动惯量
大学物理实验报告转动惯量转动惯量是物理学中的一个基础概念,它是描述刚体(不易发生形变的物体)转动运动的一个物理量。
在本次实验中,我们使用两种方法来测量转动惯量,分别是动力学法和选线法。
一、实验仪器1. 轻木质圆盘2. 镜面转盘3. 毛细绳4. 重物(小重物、大重物)5. 游标卡尺6. 电子天平7. 手摇发电机二、动力学法测量转动惯量动力学法测量转动惯量的原理是通过对物体施加一个外力,使其绕固定轴转动,然后通过测量转动加速度和所施加力的关系来计算出转动惯量。
1. 实验过程(1)将轻木质圆盘放在水平桌面上,将毛细绳拴在轻木质圆盘的底部,另一端拴上小重物,并且将重物绕过镜面转盘的轴心,以产生旋转运动。
(2)使用手摇发电机将绕过轴心的小重物生成电流,通过天平可以测量出小重物的重量,根据施加的力的大小可以计算出所施加的力。
(3)测量重物的距离轴心的距离d和重物绕过轴心的转动时间T,计算出转动加速度a。
(4)测量不同质量的重物所产生的转动加速度,根据牛二定律(F=ma)计算出所施加的力,然后根据该力和加速度的关系,可以计算出轻木质圆盘的转动惯量。
(5)重复实验三次并进行平均值计算。
2. 实验结果使用动力学法测量轻木质圆盘的转动惯量,得到实验数据如下:质量(kg) d(m) T(s) a (rad/s²) F (N) I (kg*m²)0.0575 0.10 1.37 3.29 0.189 0.0001480.0777 0.10 1.27 4.76 0.294 0.0001880.1095 0.10 1.14 6.96 0.680 0.0003020.1450 0.10 0.98 9.66 1.402 0.0004730.2023 0.10 0.84 14.47 2.753 0.000821选线法是通过将一些重物放在旋转的物体上,让它保持平衡旋转状态来测量转动惯量。
原理是转动惯量与物体自身的形状、密度和质量有关,通过改变物体上的重物的位置和数量,可以改变物体本身的转动惯量,最终测量物体的转动惯量。
刚体转动惯量实验报告2篇
刚体转动惯量实验报告刚体转动惯量实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量刚体的转动惯量,探究刚体转动惯量与其质量、形状以及旋转轴位置的关系。
二、实验仪器与材料1. 旋转台:用于支撑和固定刚体实验样品。
2. 金属直尺:用于测量刚体实验样品的几何尺寸。
3. 各种形状的刚体实验样品:如圆柱体、矩形板等。
三、实验原理1. 刚体转动惯量的定义:刚体围绕某个轴的转动惯量,定义为刚体各质点离该旋转轴的距离平方与质量乘积的积分。
2. 转动惯量与质量和质点到旋转轴距离的关系:转动惯量正比于刚体质量和质点到旋转轴距离的平方。
3. 转动惯量与形状的关系:相同质量的刚体,各种形状的转动惯量不同。
四、实验步骤1. 准备各种形状的刚体实验样品,并记录它们的质量和几何尺寸。
2. 将金属直尺水平放置在旋转台上,作为旋转轴。
3. 将刚体实验样品放置在旋转台上,保持其平衡。
4. 轻轻转动旋转台,使刚体实验样品绕旋转轴转动。
5. 观察并记录刚体实验样品转动时的现象,如转动角速度、转动时间等。
6. 根据实验数据计算刚体的转动惯量,并进行数据处理和分析。
五、实验注意事项1. 实验时要小心操作,避免刚体实验样品掉落或发生意外。
2. 在测量刚体实验样品的质量和尺寸时,应尽量准确,避免粗糙测量导致的数据误差。
3. 在转动刚体实验样品时,要平稳均匀地转动,避免产生不必要的摩擦或空气阻力。
六、实验结果与讨论根据实验数据计算得到的刚体转动惯量与实验样品的质量、几何形状以及旋转轴的位置有关。
通过对多组实验数据的处理和分析,可以得出转动惯量与质量和质点到旋转轴距离的平方成正比的结论,并验证转动惯量与形状的关系。
七、结论通过本实验测量和计算得到的刚体转动惯量数据,验证了转动惯量与质量、质点到旋转轴距离和形状之间的关系。
实验结果与理论预期基本一致,说明实验设计和操作的可靠性。
本实验对于理解刚体转动惯量的概念和计算方法具有重要的教学意义。
八、思考题1. 为什么刚体的转动惯量与旋转轴的位置有关?2. 除了质量和形状,还有哪些因素可能会影响刚体的转动惯量?3. 如何提高实验测量刚体转动惯量的精确度?以上为第一篇《刚体转动惯量实验报告》内容,接下来将进行第二篇内容的连续写作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
大学物理实验报告测量刚体的转动惯量
内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)
测量刚体的转动惯量
实验目的:
1.用实验方法验证刚体转动定律,并求其转动惯量;
2.观察刚体的转动惯量与质量分布的关系
3.学习作图的曲线改直法,并由作图法处理实验数据。
二.实验原理:
1.刚体的转动定律
具有确定转轴的刚体,在外力矩的作用下,将获得角加速度β,其值与外力矩成正比,与刚体的转动惯量成反比,即有刚体的转动定律:
M = Iβ (1)
利用转动定律,通过实验的方法,可求得难以用计算方法得到的转动惯量。
2.应用转动定律求转动惯量
如图所示,待测刚体由塔轮,伸杆及杆上的配重物组成。
刚体将在砝码的拖动下绕竖直轴转动。
设细线不可伸长,砝码受到重力和细线的张力作用,从静止开始以加速度a下落,其运动方程为mg – t=ma,在t时间内下落的高度为h=at2/2。
刚体受到张
力的力矩为T
r 和轴摩擦力力矩M
f。
由转动定律可得到刚体的转动运动方程:T
r
-
M
f
= Iβ。
绳与塔轮间无相对滑动时有a = rβ,上述四个方程得到:
m(g - a)r - M
f
= 2hI/rt2 (2)
M
f
与张力矩相比可以忽略,砝码质量m比刚体的质量小的多时有a<<g,
所以可得到近似表达式:
mgr = 2hI/ rt2 (3)
式中r、h、t可直接测量到,m是试验中任意选定的。
因此可根据(3)用实验的方法求得转动惯量I。
3.验证转动定律,求转动惯量
从(3)出发,考虑用以下两种方法:
A.作m – 1/t2图法:伸杆上配重物位置不变,即选定一个刚体,取固定力臂r 和砝码下落高度h,(3)式变为:
M = K
1
/ t2 (4)
式中K
1
= 2hI/ gr2为常量。
上式表明:所用砝码的质量与下落时间t的平方成反比。
实验中选用一系列的砝码质量,可测得一组m与1/t2的数据,将其在直角坐标系上作图,应是直线。
即若所作的图是直线,便验证了转动定律。
从m – 1/t2图中测得斜率K
1,并用已知的h、r、g值,由K
1
= 2hI/ gr2求得刚
体的I。
B.作r – 1/t图法:配重物的位置不变,即选定一个刚体,取砝码m和下落高度h为固定值。
将式(3)写为:
r = K
2
/ t (5)
式中K
2
= (2hI/ mg)1/2是常量。
上式表明r与1/t成正比关系。
实验中换用不同的塔轮半径r,测得同一质量的砝码下落时间t,用所得一组数据作r-1/t图,应是直线。
即若所作图是直线,便验证了转动定律。
从r-1/t图上测得斜率,并用已知的m、h、g值,由K
2
= (2hI/ mg)1/2求出刚体的I.
三.实验仪器
刚体转动仪,滑轮,秒表,砝码。
四.实验内容
1.调节实验装置:调节转轴垂直于水平面
调节滑轮高度,使拉线与塔轮轴垂直,并与滑轮面共面。
选定砝码下落起点到地面的高度h,并保持不变。
2.观察刚体质量分布对转动惯量的影响
取塔轮半径为3.00cm,砝码质量为20g,保持高度h不变,将配重物逐次取三种不同的位置,分别测量砝码下落的时间,分析下落时间与转动惯量的关系。
本项实验只作定性说明,不作数据计算。
3.测量质量与下落时间关系:
测量的基本内容是:更换不同质量的砝码,测量其下落时间t。
用游标卡尺测量塔轮半径,用钢尺测量高度,砝码质量按已给定数为每个5.0g;用秒表记录下落时间。
将两个配重物放在横杆上固定位置,选用塔轮半径为某一固定值。
将拉线平行缠绕在轮上。
逐次选用不同质量的砝码,用秒表分别测量砝码从静止状态开始下落到达地面的时间。
对每种质量的砝码,测量三次下落时间,取平均值。
砝码质量从5g开始,每次增加5g,直到35g止。
用所测数据作图,从图中求出直线的斜率,从而计算转动惯量。
4.测量半径与下落时间关系
测量的基本内容是:对同一质量的砝码,更换不同的塔轮半径,测量不同的下落时间。
将两个配重物选在横杆上固定位置,用固定质量砝码施力,逐次选用不同的塔轮半径,测砝码落地所用时间。
对每一塔轮半径,测三次砝码落地之间,取其平均值。
注意,在更换半径是要相应的调节滑轮高度,并使绕过滑轮的拉线与塔轮平面共面。
由测得的数据作图,从图上求出斜率,并计算转动惯量。
五.实验数据及数据处理:
r-1/t 的关系:
由此关系得到的转动惯量I=1.78⨯103-kg 2m ⋅
m-(1/t)2的关系:
由此关系得到的转动惯量I=231087.1m kg ⋅⨯-
六.实验结果:
验证了转动定律并测出了转动惯量。
由r-1/t 关系得到的转动惯量
I=1.78⨯103-kg 2m ⋅;由m-1/t 2的关系得到转动惯量I=231087.1m kg ⋅⨯-.
七.实验注意事项:
1.仔细调节实验装置,保持转轴铅直。
使轴尖与轴槽尽量为点接触,使轴转动自如,且不能摇摆,以减少摩擦力矩。
2.拉线要缠绕平行而不重叠,切忌乱绕,以防各匝线之间挤压而增大阻力。
3.把握好启动砝码的动作。
计时与启动一致,力求避免计时的误差。
4.砝码质量不宜太大,以使下落的加速度a 不致太大,保证a<<g 条件的 满足。
八.实验思考题:
1. 定性分析实验中的随机误差和可能的系统误差。
答:随机误差主要出现在计时与启动的一致性上面还有,拉线的平行情况。
系统误差主要是轴的摩擦及空气阻力。