高中物理奧林匹克競(jìng)賽復(fù)賽實(shí)驗(yàn)考核課件實(shí)驗(yàn)六用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x研究剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)六用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x研究剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．驗(yàn)證剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)定理和平行軸定理。2．觀察剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量隨其質(zhì)量、及質(zhì)量對(duì)轉(zhuǎn)軸的分布改變而改變。3．學(xué)會(huì)用作圖法求出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和摩擦阻力矩。1/3/20251【實(shí)驗(yàn)裝置】實(shí)驗(yàn)六用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x研究剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x滑輪砝碼托砝碼卷尺棉線1/3/20252【實(shí)驗(yàn)原理】1．轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與平行軸定理在剛體動(dòng)力學(xué)中，剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度正比于合外力矩，即 ?一個(gè)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等于每個(gè)質(zhì)元離轉(zhuǎn)動(dòng)軸距離的平方與質(zhì)元的質(zhì)量乘積對(duì)整個(gè)體積的積分 由于轉(zhuǎn)動(dòng)軸改變，剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也隨之改變，因此我們要找到繞任意軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與過(guò)質(zhì)心平行于該軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之間的關(guān)系，于是就得到了剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的平行軸定理。實(shí)驗(yàn)六用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x研究剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)1/3/20253【實(shí)驗(yàn)原理】2．轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x如圖所示，A是一個(gè)由五個(gè)不同半徑（r1=1.00cm，r2=1.50cm，r3=2.00cm，r4=2.50cm，r5=3.00cm）的塔輪，兩邊對(duì)稱地有兩根刻著等分度的均勻細(xì)棒B和，且B和各有一個(gè)可以前后移動(dòng)的圓柱體m0（C和C’），A、B、B’、C、C’?組合在一起構(gòu)成一個(gè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。塔輪由一根細(xì)線經(jīng)一個(gè)滑輪與重物m相連，當(dāng)m下落時(shí)，便通過(guò)細(xì)線對(duì)剛體系統(tǒng)施加一個(gè)外力矩。推得實(shí)驗(yàn)六用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x研究剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)1/3/20254【實(shí)驗(yàn)原理】2．轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x當(dāng)時(shí)，可以近似得到實(shí)驗(yàn)六用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x研究剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)1/3/20255【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1．取下塔輪，換上準(zhǔn)直儀，調(diào)節(jié)底腳螺絲，使中心軸兩觸點(diǎn)連線與地面垂直，換上塔輪，為減少摩擦并維持不變的摩擦力，調(diào)節(jié)塔輪的上觸點(diǎn)螺絲，選擇一個(gè)塔輪半徑，繞上細(xì)線。選定m0的位置，讓m從標(biāo)志點(diǎn)靜止下落，用電子秒表記下下落h距離后的時(shí)間t，重復(fù)十次，改變m，每次增加5.00g，直到35.00g為止。注意砝碼托為5.00g.

2．另取一個(gè)塔輪半徑，保持m=15.00g，對(duì)稱地改變m0的位置，使m0到中心軸的距離分別為（1,1）、（2,2）、（3,3）、（4,4）、（5,5），記下m從標(biāo)志點(diǎn)下落h的時(shí)間t?，重復(fù)三次。實(shí)驗(yàn)六用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x研究剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)1/3/20256【預(yù)習(xí)思考題】1．本實(shí)驗(yàn)中能不能使用1kg砝碼，為什么？2．你使用的塔輪半徑較小，如何才能減少系統(tǒng)不確定度？3．本實(shí)驗(yàn)用作圖法求轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和摩擦力矩，為什么要用坐標(biāo)紙？4．在坐標(biāo)紙上作曲線，為什么要求線細(xì)、實(shí)驗(yàn)點(diǎn)分布在線的兩側(cè)，且曲線光滑？實(shí)驗(yàn)六用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x研究剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)1/3/20257【思考題】1．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中怎樣能保持比較恒定