扭摆法测定物体转动惯量00002VIP免费

扭摆法测定物体转动惯量根据转动定律： M=J得IM（2.2）令IK2，由式（ 2.1）、（2.2）得：222IKdtd上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，此方程的解为：)tcos(A此 谐 振 动 的 周 期 为 ：KIT22（2.3）224TKIπ（2.4）由（ 2.3）或（ 2.4）式可知，只要实验测得物体扭摆的摆动周期， 并在 I 和 K 中任何一个量已知时即可计算出另一个量。本实验用一个已知形状规则的物体，它的转动惯量可以根据它的质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到，再算出仪器弹簧的K 值。如先测载物盘转动的周期T 0，有T=2KI 0(4-5）图 2.1 再测载物盘加塑料圆柱（大）的转动周期T 1，有KIIT1012(4-6) 1I 为塑料圆柱转动惯量理论计算值1I =221 mr（4-7）由式（ 4-5）和式（ 4-6）可得K=4202112TTI(4-8) 若要测定其它形状物体的转动惯量，只需将待测物体安放在本仪器顶部的各种夹具上，测定其摆动周期，由公式（2.3）即可算出该物体绕转动轴的转动惯量。理论分析证明，若质量为m 的物体绕通过质心轴的转动惯量为I 0，当转轴平行移动距离x时，则此物体对新轴线的转动惯量变为I 0+mx2。称为转动惯量的平行轴定理。四、【仪器用具】1．扭摆及几种待测转动惯量的物体金属圆筒、实心塑料圆柱体（一长一短）、图 2 TH － 2 型转动惯量测量仪面板示意图实心塑料球、验证转动惯量平行轴定理用的细金属杆（杆上有两块可自由移动的金属滑块）。2．TH－2 型转动惯量测量仪由主机和光电传感器两部分组成。主机采用新型的单片机作控制系统，用于测量物体转动和摆动的周期，以及旋转体的转速，能自动记录、存储多组实验数据并能够准确地计算多组实验数据的平均值。光电传感器主要由红外接收管组成，将光信号转换为脉冲电信号， 送入主机工作。 因人眼无法直接观察仪器工作是否正常， 可用遮光物体往返遮挡光电探头发射光束通路， 检查计时器是否开始计数。为防止过强光线对光电探头的影响，光电探头不能置放在强光下， 实验时采用窗帘遮光，确保计时准确。3．仪器使用方法TH－2 型转动惯量测量仪面板如图 2 所示。（1）调节光电传感器在固定支架上的高度，使被测物体上的挡光杆能自由地通过光电门，再将光电传感器的信号传输线插入主机输入端（位于测试仪背面）。（2）开启主机电源，“摆动”指示灯亮，参量指示为“ P1”、数据显示为“ - - - -”。（3）本机设定扭摆的周期数为10，如要更改，可按“置数”键，显示“ n=10”，...