转动惯量的测定试验报告

精选理论力学转动惯量实验报告实验小组成员 : 实验时间 :2018 年 5 月 18 日 18:00—— 19:30 实验地点 :同济大学四平路校区力学实验中心精选【实验目的 】1. 了解多功能计数计时毫秒仪实时测量（时间）的基本方法2. 用刚体转动法测定物体的转动惯量3. 验证刚体转动的平行轴定理4. 验证刚体的转动惯量与外力矩无关【实验原理 】1. 转动力矩、转动惯量和角加速度关系系统在外力矩作用下的运动方程T×r+Mμ =Jβ 2（1）由牛顿第二定律可知，砝码下落时的运动方程为：mg-T=ma即绳子的张力T=m(g-rβ 2)砝码与系统脱离后的运动方程Mμ =Jβ 1（ 2）由方程（ 1）（2）可得J=mr(g-rβ 2)/(β 2-β 1) （3）2. 角加速度的测量θ =ω 0t+?β t2（4）若在 t1、t2 时刻测得角位移 θ 1、θ2 则θ 1=ω 0 t1+?β t2（5）θ 2=ω 0 t2+?β t2（6）所以，由方程（5）、（6）可得β =2（θ2 t1-θ 1 t2）/ t 1 t2（t2- t1）【实验仪器 】精选1、IM-2 刚体转动惯量实验仪(含霍尔开关传感器、计数计时多功能毫秒仪、一根细绳、一个质量为 100g 的砝码等，塔轮直径从下至上分别为30mm 、40mm 、50mm 、60mm ，载物台上的孔中心与圆盘中心的距离分别为40mm 、80mm 、120mm) 2、一个钢质圆环(内径为 175mm ，外径为 215mm ，质量为 995g) 3、 两个钢质圆柱 (直径为 38mm ，质量为 400g) 【实验步骤 】1. 实验准备在桌面上放置IM-2 转动惯量实验仪，并利用基座上的三颗调平螺钉，将仪器调平。将滑轮支架固定在实验台面边缘，调整滑轮高度及方位，使滑轮槽与选取的绕线塔轮槽等高，且其方位相互垂直。通用电脑计时器上光电门的开关应接通，另一路断开作备用。当用于本实验时，设置 1 个光电脉冲记数1 次， 1 次测量记录大约20 组数。 2. 测量并计算实验台的转动惯量1) 放置仪器，滑轮置于实验台外3-4cm 处，调节仪器水平。设置毫秒仪计数次数为20。2) 连接传感器与计数计时毫秒仪，调节霍尔开关与磁钢间距为0.4-0.6cm ，转离磁钢，复位毫秒仪，转动到磁钢与霍尔开关相对时，毫秒仪低电平指示灯亮，开始计时和计数。3) 将质量为 m=100g 的砝码的一端打结，沿塔轮上开的细缝塞入，并整齐地绕于半径为r 的塔轮。4) 调节滑轮的方向和高度，使挂线与绕线塔轮相切，挂线与绕线轮的中间呈水平。5) 释放砝码，砝码在重力作用下带动转动体系做加速度转动。6) 计数计时毫秒仪...