動(dòng)力法測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

動(dòng)力法測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量第1頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月

對(duì)于形狀較復(fù)雜，質(zhì)量分布不均勻的剛體，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定。測(cè)量的方法通常有動(dòng)力法和振動(dòng)法。本實(shí)驗(yàn)采用動(dòng)力法測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。動(dòng)力法是利用轉(zhuǎn)動(dòng)定律，通過對(duì)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所受力矩和角加速度的測(cè)量來求得轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。第2頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)儀器2實(shí)驗(yàn)原理3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟4數(shù)據(jù)處理5思考題6第3頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月掌握由轉(zhuǎn)動(dòng)定律測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法;掌握利用最小二乘法處理線性數(shù)據(jù)的方法;掌握由轉(zhuǎn)動(dòng)定律測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法。實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡?頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)儀器JM-2型剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀MUJ-6B型數(shù)字毫秒計(jì)砝碼鋁圈游標(biāo)卡尺、電子天平、直尺第5頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月基本定律剛體轉(zhuǎn)動(dòng)定律：剛體所受的對(duì)于某一固定轉(zhuǎn)軸的合外力等于剛體對(duì)此轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與剛體在此合外力矩作用下所獲得的角加速度的乘積。

實(shí)驗(yàn)原理第6頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月基本公式剛體靜止開始的定軸勻角加速度轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式剛體受到的力矩為動(dòng)力矩與阻力矩之和實(shí)驗(yàn)原理第7頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月由上三式聯(lián)立可得：分析可知m與1/t2之間為線性關(guān)系，可通過求線性回歸得到斜率b，從而得到轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式實(shí)驗(yàn)原理第8頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為全系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)定儀旋轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之差實(shí)驗(yàn)原理第9頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月1.測(cè)量全系統(tǒng)（加鋁圈）時(shí)在不同重量的砝碼牽引下，轉(zhuǎn)過兩圈所用的時(shí)間2.測(cè)量空載時(shí)在不同重量的砝碼牽引下，轉(zhuǎn)過兩圈所用的時(shí)間3.測(cè)量繞線塔輪的直徑4.測(cè)量鋁圈的相關(guān)參數(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟第10頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月1、根據(jù)最小二乘法公式，可分別求得斜率和2、斜率的不確定度可按下式來估計(jì)

數(shù)據(jù)處理第11頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月

上式中的和為每次測(cè)量的最大允差

本實(shí)驗(yàn)對(duì)每一次時(shí)間和質(zhì)量的測(cè)量的最大允差取為0.1秒和0.5克，根據(jù)傳遞關(guān)系有：數(shù)據(jù)處理第12頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月3、根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的理論公式也可算得轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

求得斜率的不確定度后，可得到的不確定度數(shù)據(jù)處理第13頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月4、根據(jù)理論公式算的結(jié)果計(jì)算相對(duì)誤差

誤差分析第14頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月1、分析相對(duì)誤差是大還是小，說明一下本次實(shí)驗(yàn)是否成功2、如本次實(shí)驗(yàn)不成功，試分析原因何在？是系統(tǒng)誤差還是隨機(jī)誤