同济大学-rt-刚体转动惯量测定

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1、精品实验项目调查表实验项目名称：刚体转动惯量测定填表人信息：姓名学号专业填表时间：2013年5月25日填表说明：请各位同学对于表格中的项目，以下列五类态度进行评价，并可在备注栏目中说明原因。A完全赞同B比较赞同C一般D部分不同意E完全不同意序号调查内容态度备注1通过本实验的学习加深了对相关物理概念的理解。C2实验讲义或资料对学习和了解实验内容充分，对我的学习很有帮助。B3通过实验学习，实验测量和仪器使用等方面的动手能力有很大提高。C4实验理论课和实验测量课中，教师的讲解和指导给我很大帮助。C5实验教学手段新颖，适合开放性实验教学。C6实验教学内容

2、安排合理有序。B7实验课程能有效调动我参与学习的兴趣和提高创新能力。C8运用多媒体教学（如Powerpoint）对讲解实验很有帮助。C9实验仪器设备工作状况良好。B10实验环境整洁良好。B11通过实验学习，对物理及相关科学知识的学习兴趣增加。D对本实验项目的心得体会或建议：感谢你完成本项调查表！同济大学物理实验中心普通物理实验室计算机实时测量系列--刚体转动惯量测定实验报告姓名：学号：实验日期：2013-5-25同济大学物理实验中心普通物理实验室实验报告书写说明1.实验报告可在本示例模板上根据个人对本实验的理解进行编辑整理，添加或补充相关资料、数

3、据和图片，并完成数据处理和分析讨论；2.本文档统一用学号命名，例如100000.doc；3.实验报告上交截止日期：完成实验后一周内；4.并请完成文档首页精品实验调查表的填写；5.提交方式：登陆同济大学物理实验中心网站http://phylab.tongji.edu.cn，点击我的课表中选做项目的项目名称，进入该项目的管理界面；点击实验报告作业选项卡，将已完成实验报告上传。同济大学物理实验中心普通物理实验室刚体转动惯量测定实验目的――――――――――――――――――――――――――――――――――1．熟悉并了解计算机实时测量技术，掌握使用Scien

4、ceWorkshop设备进行实验测试分析。2．研究作用在刚体上的外力矩与刚体角加速度的关系，验证刚体转动定律和平行轴定理。3．研究刚体机械能守恒。实验器材――――――――――――――――――――――――――――――――――ScienceWorkShop750接口盒、转动传感器（CI6538）、灵敏滑轮、待测圆盘、圆环、细杆及滑块、重物（砝码）、游标卡尺、电子天平。实验原理――――――――――――――――――――――――――――――――――图1刚体转动惯量装置图根据刚体的定轴转动定律：同济大学物理实验中心普通物理实验室只要测定刚体转动时所受的合外力

5、矩及该力矩作用下刚体转动的角加速度，则可计算出该刚体的转动惯量，这是恒力矩转动法测定转动惯量的基本原理和设计思路。理论上,一个平面圆盘对于中心转轴的转动惯量,其中M为其质量，R为盘半径；而一个圆环转动惯量，其中M为质量，R1和R2分别为环的内、外半径。要用实验测出它们的转动惯量，可对其施加一个已知大小的转矩，测出相应的角加速度。由定轴转动定律，又，当r与F正交时。由此I可测。本实验中作用力是绕在旋转移动传感器同轴多级塔轮槽内细绳的张力T，r为槽的半径，与细绳张力正交。细绳另一端绕过灵敏滑轮而系有一重物（砝码），当悬挂重物下落时拉动细绳使安置于塔轮

6、上的刚体与塔轮同轴转动。由牛顿第二定律，对于加速下落的重物有，即张力，其中a为重物下落的加速度，也是塔轮槽的切向加速度，它与角加速度关系为，注意上述合力及合力矩表述中m并不就是悬挂质量。考虑到摩擦力矩的存在，式中m应当以悬挂质量扣除摩擦力等效质量后代入。可以推导出刚体对该转轴的转动惯量I的表达式为。图2刚体转动惯量待测件刚体定轴转动的平行轴定理指出，若质量为M的刚体绕通过其质心轴的转动惯量为I0，则此刚体对由原转轴平行移动距离x的新轴线的转动惯量变为，这个定理在实验中也可以验证。实验内容同济大学物理实验中心普通物理实验室―――――――――――――

7、―――――――――――――――――――――PartI：预备实验（熟悉仪器连接与应用软件使用）阿特伍德机实验。2个质量不等的重物m1和m2系在细绳两端绕过一个不计质量的滑轮构成一个阿特伍德机。悬挂物的重量差决定了作用在这个系统上的合力并使这2个重物加速运动，较重的物体m1加速下降，较轻的物体m2加速上升，加速度数值为。1.建立实验1.ds，学习转动传感器的连接与实验设置（m1=22g，m2=20g）。2.实测、曲线，并转换成、曲线。3.学习图形数据处理，求出角加速度与线加速度。PartII：基本实验（刚体转动惯量测定）1.测定园盘转动惯量和园盘加园

8、环系统转动惯量，分别计算出园盘、园环的转动惯量与理论值加以比较。2.利用细杆和滑块验证刚体定轴转动的平行轴定理（滑块对称置于2~3个不同