实验名称刚体转动惯量的测量.docx

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1、精品文档，值得拥有实验名称：刚体转动惯量的测量姓名学号班级桌号同组人评分本实验指导教师实验地点：基教1208教室实验日期20年月日时段一、实验目的：1.用实验方法检验刚体的转动定律；2.掌握利用刚体转动定律测定刚体转动惯量的实验方法；3.学习曲线改直的方法；4.学习用ORIGIN软件处理实验数据。二、实验仪器与器件刚体转动惯量仪一套，毫秒计时器一台，铝圆环一个，请自带计算器。三、实验原理：当砝码以加速度a加速下落带动转动体系运动时，在a<

2、算用毫秒计时器分别测出的时间t1,t2，可以得到＝。2.I的计算（a）当外力为m1gr时，。当外力为m2gr时，。联立得I＝。1/5精品文档，值得拥有（b）若00，则有22，mgrM2I2ttm2I1Mk1Cgrgrt2t2改变m，测得不同的1，由线性回归法求出k，可得转动惯量t2I＝。测量铝环绕轴的转动惯量，可先测量承载时的转动惯量I，再测量空载时的转动惯量I0，则其转动惯量Ix。四、实验内容：1.用计算法测量铝环对中心轴的转动惯量(1)测承载时的转动惯量I把铝环放在承物台上，取m为9个砝码质量，r=2.50cm（第3个塔轮半径）

3、，取1,2分别为2和8，所对应的时间t1和t2，即由毫秒计分别读出所对应的时间t1和t2。重复五次。取m为3个砝码质量，其余条件不变，由毫秒计分别读出所对应的时间t1'和t2'。重复五次。(2)测空载时的转动惯量I0把铝环从承物台上取下，重复上述步骤，得t1，t2，t1'，t2'，重复五次。2.用最小二乘法处理数据，测铝环对中心轴的转动惯量需要满足00（怎样操作？），为此，挡光柱初始位置应在光电门处，使体系一开始转动就开始计时。(1)测量I把铝环放在承物台上，r=2.50cm，取=8，所对应的时间t，分别加4，5，6，7，8个砝码进

4、行测量。2/5精品文档，值得拥有(2)测量I0把铝环从承物台上取下，其余条件不变，重复步骤(1)。五、数据与数据处理（所有计算都要求有计算过程）1.计算法测量转动惯量表一：承载时转动惯量的测量（量量，且只考虑A类不确定度。）条件次数1t1(秒)M=9mgrt2(秒)11s2t1’(秒)M=3mgrt2’(秒)21s211s221s2(m1m2)grI=121=2，2=8；计算u时把看作直接测2345u1=1s2u2=1s2uIum22u122EIuru2＝Im1m2r1212(计算时，分别取um0.05g，ur0.03cm。)uI

5、=IIuI=3/5精品文档，值得拥有表二：空载时转动惯量的测量（条件次数1t1(秒)M=9mgrt2(秒)11s2t1’(秒)M=3mgrt2’(秒)21s211s221s2I0(m1m2)gr=EI0=12uI0=I0=I0uI0=铝环的转动惯量1=2，2=8）2345u1=1s2u2=1s2IxII0=uIxuI2uI02=IxIxuIxEIx铝环的转动惯量也可由如下公式计算（R内=10.5cm，R外=12.0cm，铝环质量m=），I理论=1m（R内22）2R外=2.用最小二乘法（一元线性回归法）求转动惯量表三最小二乘法测量转

6、动惯量（r=2.50cm，=8）条件m(g)承载t(s)221/t(s)空载t’(s)221/t’(s)4/5精品文档，值得拥有最小二乘法计算转动惯量：承载时：m=()1/t2+(),相关系数：r=，I=空载时：m=(2)1/t’),相关系数：r=，I0=+(IxII0=六、预习题1.什么是物体的转动惯量？它和哪些因素有关？2.在推导式mgrMI时，忽略了哪些条件，并做了怎样的近似？七、作业题本实验由于近似ag，gag，使得测量结果偏大还是偏小？若00不满足，使得I值偏大还是偏小？5/5