用氣墊轉(zhuǎn)盤驗證剛體轉(zhuǎn)動定律基礎(chǔ)物理實驗

實驗?zāi)康牧私鈿鈮|轉(zhuǎn)盤的性能、結(jié)構(gòu)特點、使用方法及維護知識；觀察剛體的定軸轉(zhuǎn)動，學(xué)會一種角加速度的測量方法；驗證剛體轉(zhuǎn)動定律；用對立影響法消除零轉(zhuǎn)引起的系統(tǒng)誤差。第1頁/共8頁第一頁，共9頁。實驗原理繞固定軸轉(zhuǎn)動的剛體，其所受外力矩與該力矩作用下所產(chǎn)生的角加速度成正比：分別測量動盤轉(zhuǎn)動一周和兩周的時間，聯(lián)立方程：假定動盤圓柱直徑為D1，則外力矩：可得角加速度：第2頁/共8頁第二頁，共9頁。實驗內(nèi)容改變砝碼質(zhì)量，測出動盤在不同外力矩下繞定軸轉(zhuǎn)動的角加速度，作曲線，若該曲線為一直線，則證明剛體轉(zhuǎn)動定律成立,且直線的斜率即為剛體繞固定軸的轉(zhuǎn)動慣量。第3頁/共8頁第三頁，共9頁。第4頁/共8頁第四頁，共9頁。氣墊轉(zhuǎn)盤的使用氣墊轉(zhuǎn)盤使用前應(yīng)調(diào)節(jié)水平。方法是：取下動盤，接通氣源，將水平校準(zhǔn)盤（中心壓一重物）置于氣室上表面中央，調(diào)節(jié)底腳螺絲使校準(zhǔn)盤穩(wěn)定地飄浮于氣室中央，或其各質(zhì)點繞定盤內(nèi)側(cè)空腔四壁均勻而緩慢地作滾輪線運動，且改變旋輪方向時其運動方式不變。氣墊滑輪的調(diào)節(jié)。氣墊滑輪的調(diào)節(jié)包括兩項內(nèi)容：其一，使氣墊滑輪在空載情況下運轉(zhuǎn)自如，且無附加力矩。方法是：先調(diào)節(jié)滑輪兩端定位圈，使與滑輪間隙約；再調(diào)節(jié)滑輪高度及軸向水平，使細(xì)線與動盤平面水平；取下細(xì)線，在高度及水平程度不變的前提下，旋轉(zhuǎn)滑輪的方向，直至滑輪在空載情況下能正、反兩個方向保持慣性運動狀態(tài)或相對靜止。其二，動盤順時針或逆時針運動時，都應(yīng)首先旋動滑輪支架，使軟細(xì)線與滑輪軸向垂直。第5頁/共8頁第五頁，共9頁。注意事項未開氣源，動盤不得人為地在氣室表面摩擦轉(zhuǎn)動，氣室、氣墊滑輪及諸連接管道均不得漏氣；實驗前，應(yīng)調(diào)節(jié)氣室上表面水平等，使處于正常狀態(tài)，且調(diào)好后不得隨意挪動；整個實驗過程中要求氣壓穩(wěn)定不變；第6頁/共8頁第六頁，共9頁。思考題如何改變轉(zhuǎn)盤所受力矩？為什么必須在兩個砝碼盤內(nèi)加等量砝碼？試分析本實驗產(chǎn)生誤差的主要原因。第7頁/共8頁第七頁，共9頁。感謝您的觀看！第8頁/共8頁第八頁，共9頁。內(nèi)容總結(jié)實驗?zāi)康?。了解氣墊轉(zhuǎn)盤的性能、結(jié)構(gòu)特點、使用方法及維護知識。觀察剛體的定軸轉(zhuǎn)動，學(xué)會一種角加速度的測量方法。繞固定軸轉(zhuǎn)動的剛體，其所受外力矩與該力矩作用下所產(chǎn)生的角加速度成正比：。方法是：先調(diào)節(jié)滑輪兩端定位圈，使與滑輪間隙約。再調(diào)節(jié)滑輪高度及軸向水平，使細(xì)線與動盤平