刚体转动惯量的测定实验报告.doc

刚体转动惯量的测定实验报告.doc刚体转动惯量的测定
实验目的：
1、 理解并掌握根据转动定律测转动惯量的方法；
2、 熟悉电子毫秒计的使用。
实验仪器：
刚体转动惯量实验仪、通用电脑式毫秒计 。
实验原理：
空实验台 （仅有承物台） 对于中垂轴 OO’的转动惯量用 Jo 表示，加上试样（被测物体）
后的总转动惯量用 J表示，则试样的转动惯量 J1 ：
J1 = J –Jo
(1)
由刚体的转动定律可知：
T r –Mr = J
(2)
其中 Mr
为摩擦力矩。
而
T = m(g -r
)
(3)
其中
m —— 砝码质量
g —— 重力加速度
—— 角加速度
T—— 张力
1． 测量承物台的转动惯量
J
o
未加试件，未加外力
（m=0 , T=0）
令其转动后，在
Mr 的作用下，体系将作匀减速转动，
= 1，有
-M r1 = Jo
1
(4)
加外力后，令
=
2
m(g –r
2)r –Mr1 = Jo 2
(5)
（4）（ 5）式联立得
Jo =
mgr
2
mr 2
(6)
2
1
2
1
测出
1
,
2
6）式即可得
o
。
，由（
J
2． 测量承物台放上试样后的总转动惯量
J，原理与
。加试样后，有
-M r2=J 3
(7)
m(g –r
4
)r –Mr = J
4
(8)
2
∴
J =
mgr
4
mr 2
(9)
4
3
4
3
实验步骤：
1、 按（图一）安装调试好仪器，细线的一端连结钩挂砝码 6，另一端打一适当大小的
结塞入塔轮 3 的缝中， 绕线于塔轮时应单层逐次排列。 线的长度应使砝码触地前一点点脱离塔轮。选取塔轮半径 r = × 10-2 m ，砝码质量 m = × 10-2kg
当实验台离地面高度为
h 时，有 h =
k'
，
k’ = k1 .–
2
r ，式中 k 为每半圈记一次时间的数目，
2
通过该式适当选取 h，使 k’≤ 10 为加速； k’>10 为减速。一般选
k’> 13 进行计算。
2、测量承物台的转动惯量 J0 o
参阅 [实验方法 ] 中的说明及后面附