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刚体转动惯量的测定
转动惯量是描述刚体转动惯性大小的物理量，是研究和描述刚体转动规律的一个重要物 理量，它不仅取决于刚体的总质量，而且与刚体的形状、质量分布以及转轴位置有关。对于 质量分布均匀、具有规则几何形状的刚体，可以通过数学方法计算12值计算P的值，也可以选多组计算几个P值求平均；或者多次直
1 1 2 2 ，^； ；＞*N
接测量P值。本实验采用配套的ZKY-J1通用电脑计时器，计时和记录角位移。
三、验证平行轴定理
平行轴定理：质量为m的刚体，对过其质心c的某一转轴的转动惯量为Jc，则刚体对平
行于该轴、和它相距为d的另一转轴的转动惯量J平行为：
J 平行=J + md 2
在上式等式两端都加上系统支架的转动惯量J0，则有：
J 平行 + J 0=JC + J 0 + md 2
令'平行+ J0=J，又JC，J0都为定值，则J与d 2呈线性关系，实验中若测得此关系， 则验证了平行轴定理。
四、J的“理论”公式
设待测的圆盘(或圆柱)质量为m、半径为R，则圆盘、圆柱绕几何中心轴的转动惯 量理论值为
J = 1 mR 2
2
待测的圆环质量为m，内外半径分别为R内、R外，圆环绕几何中心轴的转动惯量理论 值为
m
J = — (R 2 + R 2)
2 夕卜 内
【实验仪器介绍】
转动惯量仪：由十字型承物台、绕线塔轮、遮光细棒和小滑轮组成如图3所示。承物 台转动时固定在载物台边缘并随之转动的遮光细棒，每转动半圈(°=兀)遮挡一次固定在 底座圆周直径相对两端的光电门，即产生一个光电脉冲送入光电计时计数仪，计数器将计下 时间和遮挡次数。计数器从第一次挡光(第一个光电脉冲发生)开始计时、计数，并且可以 连续记录，存储多个脉冲时间。塔轮上有五个不同半径的绕线轮，， 。砝码钩上可以放置一定数量的砝码，重力矩作 为外力矩，结构如图：
4
L硅码 2、滑轮 3、光电门
4、承物台 5、绕线塔轮 6、遮光细棒
图3转动惯量仪结构图
•仪器使用方法：
1、 1、用电缆线将光电门和通用电脑计时器相连，只接通一路(另一路备用);
2、 2、接通电源，仪器进入自检状态。
a) 8位数码显示管同时点亮，否则本机出现错误；
b) 数码显示器显示
表明制式为每组脉冲由一个光电脉冲组成，共有80组脉冲(均为系统默认值)
3、3、制式的调整方法：
a) 如无须对制式进行修改或已经修改完备，按“待测/+”进入工作等待状态；
b) 计时显示的前两位为每组光电脉冲数，后两位为记录组数。对于闪烁的数码 显示器位，直接键入数字，即可修改此位；如果需要修改下一位，则须按下“Q/ ―”键，下一位数码显示器位闪烁，再键入数字即可进行修改，同时保留对其他位
的修改值。用
“Q/一”键能对所修改的四位数码显示器进行循环操作，记录组数 最多为80。
4、按“待测/+”键进入工作等待状态：数码显示器显示
5、
6、
进入计时工作状态：输入的第一个光电脉冲后开始计时和计数。 计时结束：当测量组数超过设定的记录组数时，数码管显示为:
-CLOSE —
计时结束。
7、 数据查询：每按一次“待测/+”键，则记录组数递增一位，每按一次“Q/一”键则递 减