大学物理实验刚体转动惯量实验实验要求

大学物理实验刚体转动惯量实验实验要求 北京师范大学物理实验教学中心 基础实验 实验要求 刚体转动惯量实验 【目的】 1(掌握利用刚体转动定律测定刚体转动惯量的实验方法。 2(学习时间、速度、加速度的测量方法。 3(学习用作图法消除实验系统摩擦影响的方法。 4. 验证平行轴定理 【仪器和用具】 转动惯量实验仪，滑轮，砝码及砝码盘，数字计时器及控制系统，游标卡尺，水平仪，被测圆环,被测圆柱体。 【实验的要求和方法】 1) 仪器调整-----调节转动惯量仪水平。装上滑轮后，调整固定螺丝，并在实验过程中维持摩擦力不变，绕线要密排。 2 ) 测量有空载和负载时系的转动惯量，根据作图法求出圆环的转动惯量I 1.测定有负载(装圆环)时系统的转动惯量I+I+I 。 c0 要求改变至少5m的值，对每一个的值测出、及t，至少重复做3次，计,t,t12 算β，并求出β的平均值。在坐标轴上以M(mgR)为纵坐标，β为横坐标作图，求 M出直线的斜率I+I+I，并将直线外推，求出直线的截距。 0C,负 2(测定空截(无圆环)时系统的转动惯量I+I，要求和方法同1，并求出直线C0 M的截距。 ,空 3(用卡尺测量圆环的内径D、外径D、转台的旋转半径r以及塔轮中所用轮的12 半径R，各测3次取平均值。 4(用从两个图中求出的斜率计算出圆环的转动惯量I，再和用式(2-3)计算出 II的圆环的转动惯量的理论值相比较(环的质量由实验室给出)。若将视为真值，理理 MM估计本实验测量的相对误差。比较两个图截距和，能说明什么问题吗, ,负,空 3)利用转动惯量仪验证平行轴定理 ,在转动台上对称地改变m的质心至转盘中心轴OO质量(如下图)，则根据刚0,体转动惯量的平行轴定理，整个刚体系统绕OO的转动惯量 2 I,I，，2mx 00 2 I,I，，2mx5500 1 北京师范大学物理实验教学中心 基础实验 实验要求 其中I为x= 0时的转动惯量，当两次测量M不变，根据刚体转动定律，应有Iβ= I合0 5 β ，由此可得 5 ,2mI2500 ,x，,II55 上式反映出重物位置x改变时对转动的影响。 2改变至少3此x的值，作β/β?x图线，如果得一条直线，便可5 2式成立，就验证了平行轴定理。 I,I，，2mx00 【注意事项】 在轮轴上绕线时应先加上砝码，绕线不要重叠，选择转动圈数时，以砝码盘不触地为准。 【预习思考题】 1(实验的步骤及表格由同学自行(此项在实验课前必须完成)。 2(在实验中如何测定即时角速度,对挡光板有什么要求, 3(在实验中如何测量角加速度, 4(如何消除实验系统摩擦阻力矩及实验装置本身的转动惯量的影响, 5. 在验证平行轴定理时，如果两个m的位不是对称地分布于转盘的中心轴两置0 侧，其系统的转动惯量公式是什么,如果验证平行轴定理, 【课后题】 1(利用本实验装置，根据机械能守恒定律，写出测定刚体转动惯量的方法、公式及主要步骤,由于空载和有负载时摩擦阻力矩并不严格相等，对测量带来了系统误差，你能否通过实验曲线及比例内差法消除其影响, 2 北京师范大学物理实验教学中心 基础实验 实验要求 2.在本实验中是如何检验转动定理和平行轴定理的, 3(定量地估计本实验结果误差的大小(不考虑摩擦阻力矩可能变化的情况)。 3 北京师范大学物理实验教学中心 基础实验 实验要求 4