刚体的转动惯量

实验四 刚体的转动惯量

实验目的：

1、用改变外力来改变外力矩，验证刚体转动定律。 2、改变圆柱体m0 的位置验证平行轴定理。

3、掌握曲线改直在物理实验中的应用，用最小二乘法处理数据，进一步熟悉各种数据处理方法。

实验内容：

1. 空实验台时，测由承物台和塔轮组成的体系对转轴的转动惯量I0。 2. 把铝盘放置在承物台上，测整个转动系统的转动惯量I。 3. 验证平行轴定理。

注意事项：

1、 线的长度要合适，不要太长，通常取120厘米。

2、 注意仪器的水平调整；绳线和滑轮边缘无摩擦(滑动)，要紧密、均匀地缠绕在塔转上，不要重叠。 3、 滑轮上边要与绕线塔轮等高，绳线从侧面看水平；绳线与刚体转轴要垂直，线一定要顺着滑轮，不能

与滑轮扭曲。

4、 砝码一定保证从静止下落。 5、 仪器显示的β’为负值。

6、 要想重新开始计时，按“计时”键，记住不要按“复位”键。

数据记录及处理：

系统本身的转动惯量I0：

砝码质量m

I0

m1gR

'

铝盘及系统对中心轴的转动惯量Ix1：（最小二乘法） m

Ix1M

gRgR

y a0 a1x,　　y m,　　a1

Ix1M

,　　x ,　　a0 gRgR

1

=

a1

x y x yx x

2

2

a0 y a1x= Ix1 a1gR=

I铝盘 Ix1 I0= M a0gR=

回归系数：

x y x y(x2 x)(y2 y)

2

2

=

铝盘的质量m盘 = ； 铝盘的直径d= ；

I铝盘理论

1

m盘d2 8

I铝盘

与I铝盘理论的比较：

Es

I铝盘 I铝盘理论

I铝盘理论

100%=

验证平行轴定理：

1柱两小孔间的最大距离dmax = 两小孔间的最小距离dmin= 两小孔中心间的距离为：

d

1

(dmax dmin)= 2

2

Im1gR

1

'=

Im1gR

2

'

= I测 I2 I1= I理论=2m柱d2=

E

I理论 I测

I 100%=

理论

3