大學物理剛體的轉動慣量的研究實驗報告

1、大學物理仿真實驗報告電子3班實驗名稱：剛體的轉動慣量的研究剛體的轉動慣量的研究實驗簡介實驗簡介在研究擺的重心升降問題時，惠更斯發(fā)現了物體系的重心與后來歐勒稱之為轉動慣量的量。轉動慣量是表征剛體轉動慣性大小的物理量，它與剛體的質量、質量相對于轉軸的分布有關。本實驗將學習測量剛體轉動慣量的基本方法，目的如下：1用實驗方法驗證剛體轉動定律，并求其轉動慣量；2觀察剛體的轉動慣量與質量分布的關系3學習作圖的曲線改直法，并由作圖法處理實驗數據。實驗

2、原理1剛體的轉動定律具有確定轉軸的剛體，在外力矩的作用下，將獲得角加速度β，其值與外力矩成正比，與剛體的轉動慣量成反比，即有剛體的轉動定律：M=Iβ(1)利用轉動定律，通過實驗的方法，可求得難以用計算方法得到的轉動慣量。2應用轉動定律求轉動慣量B作r–1t圖法：配重物的位置不變，即選定一個剛體，取砝碼m和下落高度h為固定值。將式（3）寫為：r=K2t（5）式中K2=(2hImg)12是常量。上式表明r與1t成正比關系。實驗中換用不同的塔

3、輪半徑r，測得同一質量的砝碼下落時間t，用所得一組數據作r－1t圖，應是直線。即若所作圖是直線，便驗證了轉動定律。從r－1t圖上測得斜率，并用已知的m、h、g值，由K2=(2hImg)12求出剛體的I。實驗內容1.調節(jié)實驗裝置：調節(jié)轉軸垂直于水平面調節(jié)滑輪高度，使拉線與塔輪軸垂直，并與滑輪面共面。選定砝碼下落起點到地面的高度h，并保持不變。2.觀察剛體質量分布對轉動慣量的影響取塔輪半徑為3.00cm，砝碼質量為20g，保持高度h不變，將

4、配重物逐次取三種不同的位置，分別測量砝碼下落的時間，分析下落時間與轉動慣量的關系。本項實驗只作定性說明，不作數據計算。3.測量質量與下落時間關系：測量的基本內容是：更換不同質量的砝碼，測量其下落時間t。用游標卡尺測量塔輪半徑，用鋼尺測量高度，砝碼質量按已給定數為每個5.0g；用秒表記錄下落時間。將兩個配重物放在橫桿上固定位置，選用塔輪半徑為某一固定值。將拉線平行纏繞在輪上。逐次選用不同質量的砝碼，用秒表分別測量砝碼從靜止狀態(tài)開始下落到達