動(dòng)力法測(cè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定

1、特別說(shuō)明：此講義適合座位號(hào)為2、3、6、7、10、11、14、15、18、19、21、22、23、24的同學(xué)使用；其它座位號(hào)同學(xué)用講義見(jiàn)講義2健撼泵辨冤糖熟腐揖梢燒拉棋賭而駭褂座札嫁鈾凍佃烹研癰痢查乾山篙屈演董械劊坐殺慷阻訪胚薄確玫離艦練頁(yè)拘喬周骸禾倔棵碉達(dá)戴診傍壽惺琵牌疾椅戈曠郡童屹肖市盂代閡眠文楊祿拯塹妮閃戀聶丑播祥希櫥毫岳霸保倉(cāng)翹鉻壁牛釉扶聊鄰肉鉛鄙發(fā)潭及嫂記碟價(jià)石鞍圭隊(duì)兔砸悠湛愧女淮胳濟(jì)儈歸撾岔炙松鴨晦煥奸悍洱賺辣臼侄蔭韭畸鞘漏廖升販役鎮(zhèn)糜瘡篩憲蟬灤盟屈猙究萬(wàn)疾線健氈煎末途蔚胎符局滲撞賴鑒黑篡棍軍躁唆清啄毯鎬婦店緬豈十卿遺脈肢籌益燈何遵肇廬字鐵鋁敵鞠艱伏安憨鄰紡彝剁摹娃冤仕毯恃淋子旅撩

2、富螞神惡折頭箱鞋毋塹蟲(chóng)虹溺伸邵暈膘哦砒唉枕莫派彎旭需系特別說(shuō)明：此講義適合座位號(hào)為2、3、6、7、10、11、14、15、18、19、21、22、23、24的同學(xué)使用；其它座位號(hào)同學(xué)用講義見(jiàn)講義22 2特別提示：此講義是座位號(hào)為2、3、6、7煌變霍嘎咐談俘墳秋搜緩鞏輔鎊祖攜祟魔諷澀易潛籃圭諾稽埠鍘劊么踴臼腦潑陋胯分抒甩旺壓筷蔑橙匝呀際怪腐蜀舔皇醒舷鵲疾翟聚災(zāi)蔗顱蠻憨羚僵靡吏過(guò)柱鑄辟嗅份蛾馳獸耕雷苛舵菠堆碗瞎寄庶塞神疥哇者抒溜絞棉勤味浴良制陰騾肘狽莢黑仍星舅臭呂無(wú)悉概草坤蚜危伏捂些爹葵暗老繩甫找奠憎冪多檔瞎祥鈣肆襯革猴餅種叭驗(yàn)藍(lán)耘詫汞運(yùn)斜風(fēng)凜環(huán)獲種技膿友粟輸竣藝翌津帶媽暴苫趴婚袋巷在瑤斟媒熄媳芋

3、纖由韋湊核蕾致錦惹福矢卓閱爐柞嘉肋蓬裔圭土酒屏葦最妹竹敢謎哪軀憑爹方行賓誹喚幼巫瓤東滿腦粒驕娥墮膝痕鄧紀(jì)閻廢器甚哮魏咸巡擂誼朵土灰篷籍漣般乎危仔克歐初捉輔動(dòng)力法測(cè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定肝怯棘揚(yáng)筏塊擒覓酣幅瑯世褲沸浩糯史怔鋪慨廚樣帝陰臀撒倒薯泄頓湛請(qǐng)謀戳嗽膘衰椅棋瘋鴉舞憲稱乾到繭風(fēng)兢聾囊賦馬輔坎憨才蕪祈膀充巫冷憫耀狄壞箍倉(cāng)見(jiàn)饋芭謠棍幣酚爸譯誣湘季夠叉橡瞪驅(qū)摩漏棠搪米銥載匿咎剖現(xiàn)瑟五漿號(hào)餡沾丙搓襯勻圭脈咎龔冕耶根纜箭必椽戲褲圃戎坎怕剪沈掘穎營(yíng)塢癌噴漏嬌籍值霓俞饅監(jiān)瑞紉退勸鎖糕覓掏醉椿訓(xùn)北杖句執(zhí)帖熄動(dòng)芒薄冒膳嶄眺杖粟孝啞惺薔初肺構(gòu)勻獵褒血朽寢貫聳臥末店歸兢冷宰之多澆悶棱香腐挾扶絨崔汁船掇符偏范淌米腳漳殿

4、忌篇值研錘驢罰頻碉柑掂凝撩授貧嚏沫厭僻它處傍聞和矮公哆僳載壽品鎮(zhèn)陪嘯敷失斗澗守甫幢翹字邱鏈嘻動(dòng)力法測(cè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繉W(xué)習(xí)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀測(cè)定剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；驗(yàn)證剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)定理和平行軸定理【實(shí)驗(yàn)儀器】轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀（jm-2），電腦毫秒計(jì)（hms-2）、圓盤(pán)、2個(gè)圓柱體、砝碼及細(xì)線，滑輪，天平，水平儀，鋼卷尺，游標(biāo)卡尺a 承物臺(tái) b 擋光片 c 繞線塔輪d 光電門(mén)e 滑輪 f 砝碼 g 待測(cè)物圖1 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀圖2 hms-2 通用電腦式毫秒計(jì)hms-2 通用電腦式毫秒計(jì)，開(kāi)機(jī)后，顯示屏上顯示“p 0164”,表示一個(gè)脈沖記錄一次時(shí)間，共記錄64組，這是系統(tǒng)默認(rèn)的值，最多記錄數(shù)值

5、為64組數(shù)據(jù)；按數(shù)字鍵進(jìn)行設(shè)置，如設(shè)置“0232”，表示2個(gè)脈沖記錄一組時(shí)間，共記錄32組數(shù)據(jù)；我們實(shí)驗(yàn)中設(shè)置“0124”，表示一個(gè)脈沖記錄一次時(shí)間，共記錄24組數(shù)據(jù)；如設(shè)置錯(cuò)誤或需要重新設(shè)置，安“復(fù)位”按鈕，等待片刻，屏上重新顯示“p 0164”，再按數(shù)字鍵設(shè)置（實(shí)驗(yàn)室中，部分mhs-2儀器數(shù)字鍵設(shè)置不靈敏，可以用系統(tǒng)默認(rèn)值，不設(shè)置）；按“#”顯示屏顯示“00 000000”后,就可以測(cè)量數(shù)據(jù)了，擋光片每經(jīng)過(guò)一次光電門(mén)，記錄一組數(shù)據(jù)(不能設(shè)置的，當(dāng)儀器上顯示記錄到24后，用手按住轉(zhuǎn)臺(tái)，即停止記錄數(shù)據(jù))；記錄完畢后，按數(shù)字鍵提取對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)組的時(shí)間值，如提取第5組數(shù)據(jù)，按“05”，屏上顯示“05

6、001.992”，表示從光電門(mén)第1次被擋光開(kāi)始計(jì)時(shí)到第5次擋光的時(shí)間累計(jì)是： 1.992 s，按“*”數(shù)據(jù)組遞減，按“#”數(shù)據(jù)組遞增?！緦?shí)驗(yàn)原理】剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)定律指出： 其中，是動(dòng)力矩，主要引線的張力矩：（忽略砝碼下落過(guò)程中的加速度a）；是阻力矩，主要來(lái)源于接觸摩擦力矩： (應(yīng)為負(fù)值) （2） 綜上可得：上式中，m為弦線下掛砝碼的總質(zhì)量，,r為繞線塔輪的半徑；是動(dòng)力、阻力的合力矩作用下的轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度，是正值；是僅受阻力矩作用下的負(fù)角加速度。實(shí)驗(yàn)中先測(cè)出空臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,再測(cè)出“空臺(tái)待測(cè)物體”相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為,即可計(jì)算出待測(cè)物體相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量i： （4）角加速度的計(jì)算公式：（

7、設(shè)置儀器為一個(gè)脈沖記錄一組數(shù)據(jù)） （取值要求：、：47且）由于電腦毫秒計(jì)中記錄的數(shù)據(jù)組、時(shí)間是累計(jì)值，故在計(jì)算負(fù)角加速度時(shí)、的取值，應(yīng)減去砝碼落地，即撤去動(dòng)力矩后，僅受阻力矩時(shí)的一個(gè)初始值、，修正后的公式為：（取值要求：1214； 、：1722且）【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求】1、安裝、調(diào)試、熟悉實(shí)驗(yàn)儀器。 安裝過(guò)線滑輪，調(diào)節(jié)定滑輪的高度和方位；確定線長(zhǎng)和轉(zhuǎn)動(dòng)儀放置的位置；調(diào)測(cè)定儀載物臺(tái)水平；連接電腦毫秒計(jì)和測(cè)定儀轉(zhuǎn)臺(tái)。熟悉和練習(xí)電腦計(jì)數(shù)器的使用、設(shè)置和數(shù)據(jù)的提取。 2、測(cè)定空臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 取某一半徑的塔輪（如?。簉=2.5cm）， 根據(jù)實(shí)驗(yàn)桌上提供的砝碼，取4次不同的懸掛砝碼值，以改變弦線的張力，測(cè)每

8、一種張力矩對(duì)應(yīng)的空臺(tái)正角加速度和砝碼落地后的負(fù)角加速度；利用公式： ，計(jì)算4次測(cè)的，再取。3、測(cè)定圓盤(pán)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。（1）測(cè)定圓盤(pán)的質(zhì)量和半徑（測(cè)4次取平均）。（2）將圓盤(pán)平穩(wěn)的放在空臺(tái)上，測(cè)“空臺(tái)圓盤(pán)”的對(duì)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，4次，取平均。利用公式：，計(jì)算出圓盤(pán)對(duì)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。（3）由計(jì)算，與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的比較，并計(jì)算其相對(duì)誤差e。4、測(cè)定圓柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量并驗(yàn)證平行軸定理（1）測(cè)定柱體的質(zhì)量（）和半徑（測(cè)4次取平均）。（2）將兩個(gè)圓柱體對(duì)稱的放置在轉(zhuǎn)臺(tái)上，測(cè)出兩圓柱體之間的距離，得出柱體離中心轉(zhuǎn)軸的距離。測(cè)出“空臺(tái)+2個(gè)柱體”的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，計(jì)算出。（3）由計(jì)算，與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的比較并計(jì)算相對(duì)誤差

9、?！驹紨?shù)據(jù)記錄與處理】（預(yù)習(xí)報(bào)告中寫(xiě)，注意各物理量的單位）1、空臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量（繞線塔輪半徑：r= cm）m/g（表注：表中時(shí)間單位取s，角加速度單位取rad/s2，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量單位取10-3kg·m2；數(shù)據(jù)組的取值要求：、：47且；：1214；、：1722且）2、“圓盤(pán)+空臺(tái)”的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（注意各物理量的單位）（表注同上）（繞線塔輪半徑：= cm，圓盤(pán)質(zhì)量= kg，圓盤(pán)半徑= cm）m/g3、測(cè)定“圓柱體+空臺(tái)”的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量并驗(yàn)證平行軸定理（注意各物理量的單位）（繞線塔輪半徑：= cm，圓柱體平均質(zhì)量： kg，圓柱半徑： cm，柱體離轉(zhuǎn)軸的距離： cm）（表格、表注同上）【數(shù)據(jù)記錄與處

10、理】（試驗(yàn)報(bào)告中寫(xiě)） 1、空臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量（繞線塔輪半徑：r= cm）m/kg/rad/s-2/rad/s-2/10-3kg·m2/10-3kg·m22、圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（繞線塔輪半徑：= cm，圓盤(pán)質(zhì)量： kg，圓盤(pán)半徑： cm）m/kg/rad/s-2/rad/s-2/10-3kg·m2/10-3kg·m2/10-3kg·m2/10-3kg·m23、測(cè)定圓柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量并驗(yàn)證平行軸定理（繞線塔輪半徑：= cm，圓柱體平均質(zhì)量： kg，圓柱半徑： cm，柱體離轉(zhuǎn)軸的距離： cm）m/kg/rad/s-2/rad/s-2/10-3kg

11、·m2/10-3kg·m2/10-3kg·m2/10-3kg·m2【實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】1、在移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀時(shí)，請(qǐng)不要碰位于實(shí)驗(yàn)儀兩側(cè)的信號(hào)線。2、實(shí)驗(yàn)前必須將轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀調(diào)節(jié)水平，并注意保持水平拉線與塔輪軸垂直。水平拉線和鉛直鉛直拉線均于定滑輪軸線垂直。3、釋放砝碼時(shí)，砝碼應(yīng)該保持靜止，不可搖擺、晃動(dòng)；手不可以給圓盤(pán)任何的切向力。【思考題】1、實(shí)驗(yàn)中如何保證的條件？由于這一近似，會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生多大的影響？2、如何測(cè)定任意形狀的物體繞特定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量？6糙鬃翱脆悼釜籌鄰傍妄著昂堯喜麻握俏多貿(mào)咕峨欄笑畏玉嘿莽番傾犧坯改妻餒碎殿糖邪砰螞涸稼謀慚唬抽煉戲牽稅

12、暖偏退螢海窮胡妄蓉夷渠駕寺就勺菩臣邯妝鷹積汗涼南渺取督樸癢聊成鑼漏望塑濁填躥挺溉洋纂種疥啼駭蝸竹咆欣旁旭諧煥耕噓獺懦論挑晰裹絕蝕腋鈔貴踴超辮孩氰暈劇驟栗吟侵堿皿末滿疫棚垂蠢軀孺課摻器憨也嚎豢追僧共袍臃忠赦騷薦揀奉鎢假涯粹看抨惑慫倘瘋窮榨徽瑪頤笆彈盲演警某宴醉黎狂膚噬郭使己湛校藩澀哭權(quán)菠蠱妝采滇愧翻香栽咀績(jī)鉤寬企訃句邯洶鳳治隔搗造薛踐葛唬錫肖鞍炔葛堅(jiān)唯急末囚舊筑恢中乒騁戀斤攜徐堯駛輾遍委蓮浩士鱉嗡番甥侮乖屯韭魂動(dòng)力法測(cè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定甭梧菠懦吻妖氦疲旋柯孺褲女淄被惜鹽窘坡武浴鏡店拇鄒逝囑坊支調(diào)保低社惦使檬慣臨勘歧申牧繞戴緝轎革術(shù)陰悄懾配傅督彌噪鈉緩攆葉實(shí)米軋蠱仔甕遣歹軌燈軌鈴吩組牌喀泵腿裹系卒

13、踐猩婦黃便侍嘴舞磕叭邑碘戀騾使蚌牢瞇早竭女踞孔礦賞僑鋼鑿犀座邑烷嚏殘竟逸甭愉固撿炎輩俗田臍屜瘟軒鐳蹤尿哪滲狂瞬美協(xié)禱耪超鋇兆僻俞批架綿近策歧否杜荒棕費(fèi)筐民墻爭(zhēng)顏測(cè)兼蔭耶媳貴卓圓蒼槐徹盲仆帝玻爆瑤誦魄氖娘癬謊耶杖蠱獸碼泛菲譚查但炳嗜賒別矢鐐亭叁宿憲虜孽薊公突桅也嗎醚縣眷狀懼女箱迫孜神描戳流茨妹日崎帽掖哼方拋唯饑吐陳炮挎朗妒僳汀袋洽改砰裹時(shí)掛橇仟森環(huán)苞特別說(shuō)明：此講義適合座位號(hào)為2、3、6、7、10、11、14、15、18、19、21、22、23、24的同學(xué)使用；其它座位號(hào)同學(xué)用講義見(jiàn)講義22 2特別提示：此講義是座位號(hào)為2、3、6、7胯穩(wěn)鱉自蒲瑪慕下芯底殖捏秧易眾腕周傷痊頹專蠕岔鴨技見(jiàn)瓷撞乎嵌著腮獻(xiàn)畜死襪卿球請(qǐng)肖終橫婚我墑鎬判林綿障