刚体转动惯量测定实验.ppt

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1、刚体转动惯量测定实验工程中常见非均质物体实验目的了解并掌握用“三线摆”测取物体转动惯量的原理与方法2.掌握用“等效法”简化并解决实际工程中的测量问题仪器设备理论力学实验台“三线摆实验装置”均质圆盘、非均质零件试样实验原理如图1所示三线摆，均质圆盘质量为m，半径为R，三线悬吊半径为r。当均质圆盘作扭转角为小于6°的微振动，测得扭振周期为T1。讨论圆盘的转动惯量和微振动周期T1关系。ABCθRrOA’A’C’B’实验原理设圆盘最大转角为θmax，当圆盘转角为θ时，有设三线摆作初始转角等于0、转动角速度等于ωn的简谐振动，则有：ABCθRrOA’A’C’B’实验原理圆盘转

2、动时，最大动能为最大势能为：对于保守系统：ABCθRrOA’A’C’B’实验原理圆盘固有频率：转动惯量：均质圆盘转动惯量理论值为：ABCθRrOA’A’C’B’四.实验方法和步骤（一）均质圆盘转动惯量测定1.打开电源，进入用户界面，输入用户名（1）和密码（1），点击“转动惯量实验”，进入测试界面2.点击“均质物体转动惯量测试”按钮，进入测试界面3.松开三线摆顶部固定螺栓，转动手轮，使三线摆长约为600mm，调整圆盘至水平状态4.输入m=300g，r=40mm及摆长l（自行测量）四.实验方法和步骤5.用手轻微转动上部圆盘，使三线摆产生一个初扭转角，然后释放圆盘，三线摆

3、发生扭转振动6.点击“复位”按钮，再点击“开始”按钮，系统自动记录扭转20次所需时间，取平均即为振动周期7.重新稳定圆盘，按“开始”按钮连续测量6次8.重新调整摆长约为700mm和500mm，重复3-7步骤，分析不同摆长对转动惯量测试值的影响四.实验方法和步骤（二）非均质物体转动惯量测定1.点击“非均质物体转动惯量测试”按钮，进入测试界面2.松开三线摆顶部固定螺栓，转动手轮，使三线摆长为600mm，调整圆盘至水平状态3.输入等效圆柱质量m=80g，直径d=16mm、摆长l=600mm4.将非均质物体放入圆盘，使其转动中心与盘心重合，转动上部圆盘产生扭转振动，记录振动

4、周期四.实验方法和步骤（二）非均质物体转动惯量测定6.使两等效圆柱中心间距s为30、40、50、60mm，测出其扭转振动周期，并用平行移轴定理计算转动惯量7.用插入法求得非均质物体转动惯量8.按“返回”按钮返回主菜单五.实验注意事项1.初始摆角应小于6°2.试样放置时应保持中心对称以减小误差3.摆线宜尽可能长等效圆柱体：m==40gTJT非T等1T等20