转动惯量测定.ppt

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1、转动惯量的测定武汉科技学院理学院物理实验教学中心大学物理实验[实验目的]学习用恒力矩转动法测定刚体转动惯量的原理和方法；观测刚体的转动惯量随其质量，质量分布及转轴不同而改变的情况，验证平行轴定理；学会使用通用电脑计时器测量时间；学会用逐差法处理数据。[实验仪器]ZKY-ZS转动惯量实验仪，ZKY-J1通用电脑记时器仪器介绍1.ZKY-ZS转动惯量实验仪转动惯量实验仪载物台俯视图A—载物台B—遮光细棒C—绕线塔轮D—光电门E—砝码F—滑轮G—三角座H—被测试件M—滑轮支架N—固定滑轮扳手2.ZKY-J1通用电脑计时器ZKY-J1通用电脑计时器

2、通用电脑计时器操作面板如图所示。测量时左边计数显示器显示最新记录的记数次数，右边计时显示器显示相应的时间。计时范围为0—999.999秒，计时误差<0.0005秒。[实验原理]刚体的定轴转动定律：M=Jβ–Mμ=J1β1m(g-Rβ2)R-Mμ=J1β2β的测量转动惯量的迭加原理[实验内容]测量圆环的转动惯量验证平行轴定理[实验步骤]1.实验准备在桌面上放置ZKY—ZS转动惯量实验仪，并利用基座上的三颗调平螺钉，将仪器调水平。将滑轮支架固定在实验台面边缘，调整滑轮高度及方位，使滑轮槽与选取的绕线塔轮槽等高，且其方位相互垂直。通用电脑计时器上两

3、路光电门的开关应一路接通，设置一个光电脉冲记数1次，1次测量记录8组数据(砝码下落距离有限)。（1）测量β1a.接通电脑计时器电源开关(或按“复位”键)，进入设置状态，不用改变默认值；b.用手拨动载物台，使实验台有一初始转速并在摩擦阻力矩作用下作匀减速运动；c.按“待测/+”键后仪器开始测量光电脉冲次数(正比于角位移)及相应的时间；2.测量并计算实验台的转动惯量J1⑵测量β2a.选择塔轮半径R及砝码质量，将1端打结的细线沿塔轮上开的细缝塞入，并且不重叠的密绕于所选定半径的轮上，细线另1端通过滑轮后连接砝码托上的挂钩，用手将载物台稳住；b.按“

4、复位”键，进入设置状态后再按“待测/+”键，使计时器进入工作等待状态；c.释放载物台，砝码重力产生的恒力矩使实验台产生匀加速转动；测量并计算实验台放上试样后的转动惯量J2将待测试样放上载物台并使试样几何中心轴与转轴中心重合，测量并计算圆环的转动惯量J2。4．验证平行轴定理将两圆柱体对称插入载物台上与中心距离为d的圆孔中，测量两圆柱体在此位置的转动惯量。[注意事项]计时器与实验台信号线连接，应找准位置，顺势插入，不能马虎，强行插入，容易折断或者折弯插针。塔轮绕线均匀、不重叠。保持滑轮与所选塔轮等高。理论上，同一待测样品的转动惯量不随转动力矩的变

5、化而变化。改变塔轮半径或砝码质量（五个塔轮，五个砝码）可得到25种组合，形成不同的力矩。可改变实验条件进行测量并对数据进行分析，探索其规律，寻求发生误差的原因，探索测量的最佳条件。[思考题]总结本实验所要保证的实验条件，说明它们在实验中是如何实现的？请想出办法粗略检查所得数据的正确性。转动惯量还可以用其他哪些方法测定？请查找资料。谢谢！