轉動慣量的測量

1、 平行軸定理推導的式（2-13）成立，即證明了平行軸定理。 實驗內容與注意事項 一、 三線擺 實驗內容 1、讀取質量 讀取并記錄下圓盤質量 m0 （懸盤上有標記）和圓柱體和圓環(huán)的質量 m1、m2 。 2、測量尺寸 用游標卡尺測量下圓盤的直徑 D ，圓柱體的直徑 D 0 和圓環(huán)的內外直徑 D1，D2 ， 在不同位置共測三次。用鋼板尺測量上圓盤、下圓盤之間的垂直距離 H，在不 同 位置共測三次。用游標卡尺測量上圓盤和下圓盤的懸點到盤中心的距離 r 和 R ， 如圖所示，用鋼板尺分別測出 a1 ， a2 ， a3 及 b1 ， b2 ， b3 ，算出 a 和 b ，則上圓盤半 徑 r1 = 3 3

2、a ，下圓盤半徑 R = b。 3 3 3、測周期 T0 （1）首先調上圓盤水平，再調下圓盤水平。 （2）將多功能微秒儀的光電門對準下盤的小桿，開啟設備。 （3）按動上下鍵設置測量周期數(shù)單擺周期=（SETC-1）/2。 圖 4 按測試鍵進入測試狀態(tài)。計時從第一次擋光開始，截止最后一次擋光，擋一 次光加次，到記滿設定值，并顯示測量結果。 4、根據(jù)轉動慣量的計算公式分別計算出圓盤和圓環(huán)對中心軸的轉動慣量并與理 論值比較。 5、根據(jù)轉動慣量的計算公式分別計算出單個圓柱和兩個圓柱同時對稱放在圓盤 上的轉動慣量，并驗證平行軸定理。當以 x 2 做橫軸， T 為縱軸，作 x 2 T 2 圖像， 計算直線的

3、截距 a 和斜率 b ，并與 a 和 b 的理論值做比較。 6、與三線擺法做比較，找出各方法。 2 注意事項 1、下圓盤啟動后應復原到起始位置。 2、下圓盤懸盤扭轉角小于 5 。 3、下圓盤懸盤只能扭轉不能晃動，晃動會引起周期記錄的錯誤。 4、圓環(huán)和圓柱置于圓盤上時，不得放偏，否則會造成較大誤差。 二、復擺 實驗內容 1、讀取質量 讀取并記錄下復擺質量 m 和待測擺錘的質量 m1 。 2、測量復擺繞固定軸 O 轉動時的轉動慣量 I 0 。測量復擺質心到轉軸 O 的距離， 將多功能微秒儀的光電門對準下盤的小桿，開啟設備，調節(jié)計時儀的預置次數(shù)。 轉動復擺且轉角小于 50 ，記錄多周期對應時間并計算

4、周期 T0 。 3、測量待測物體轉動慣量 I X0 及其繞固定軸 O 的轉動慣量 I X 。待測擺錘安裝到 復擺上，質心調節(jié)到與復擺質心重合，測出周期為 T1 。 4、驗證平行軸定理。將兩個相同的待測物體質量和形狀完全相同的兩個待測物 對稱地固定在復擺質心 G 的兩邊，改變他們與復擺質心的距離 x，測對應各 x 值的周期 Tx ，作 x 2 T 2 圖像。 注意事項 1、測周期時，復擺扭轉角小于 5 。 2、待測物安裝到復擺上，質心調節(jié)到與復擺質心重合，不得放偏，否則會造成 很大誤差。 3、 驗證平行軸定理時兩個相同的待測物體要對稱地固定在復擺質心 G 的兩邊不 對稱會引入較大誤差。 思考題 1. 三線擺在擺動的過程中，受空氣的阻力，振幅會越來越小，其周期是否會隨 0 0 著時間改變？ 2. 三線擺在加上待測物后，擺動周期是否一定比空盤的周期大？ 3. 在測量過程中如果下盤出現(xiàn)晃動對周期的測量有影響嗎？如有影響