剛體轉(zhuǎn)動實驗報告

1、動慣量，3為角加速度剛體所受外力距為繩子 給予的力矩Tr和摩擦力矩M ,其中T為繩子張力，與00相垂直，r為塔輪的繞線半徑當 略去滑輪及繩子質(zhì)量并m(g - a)其中g(shù)為重力加速度，耘碼m由靜止開始下落 高度h所用時間t,則：h = at2/2又因為所以2hlm(g- a) r- MP 9rt2在實驗過程中保持a? g,則有2hlmgr - M 嚴7若M 口？ mgr ,略去M卩、則有：2hlmgr 尹1M八不能忽略，保持r, h以及mo的位置不變 改變m,測出相應的下落時間t,并保持M"不變, 則有：1m = ki t2 + Ci其中ki2hlCi 二grgr2保持h, m以及m0

2、的位置不變，改變r, 測出相應的下落時間t,并保持M卩不變，則 有：r = kc其中k2 = 2hl3.如果保持h, m, r不變，對稱地改變m0的 質(zhì)心至00距離x,根據(jù)平行軸定理，I Io + loc + 2mox'J式中I。為A, B,B '繞00軸的轉(zhuǎn)動慣量, 兩個圓柱繞過其質(zhì)心且平行于 量。則：厶丄丄-? 4nioh 2+1-帝X若考慮摩擦且摩擦力矩不變，則有2mgr00 '軸的loc為轉(zhuǎn)動慣2-boV2t2 = ksX2 + Cs表示甘與X?成線性關(guān)系。實驗內(nèi)容1. 調(diào)節(jié)實驗裝置：取下塔輪，換上豎直準釘，調(diào)00與地面垂直，裝上 塔輪，盡量減小轉(zhuǎn)動摩擦，調(diào)好后

3、用固定螺絲固 定，并在實驗過程中維持摩擦力矩不變，繞線盡量 密排，D10用鐵柱。調(diào)節(jié) 滑輪位置，保持繩子張力的 方向與00垂直。2. 選 r=2. 50cm,將 m。放于位置（5, 5'）, 將m從一固定高度由靜止下落，下落距離為h 改變m,每次增加5. 00g 碼，到 m=35. 00g為止。用停表測下落時間t,測三 次 取平均。3. 將in。放在（5, 5）的位置，維持 m=20. 00g,改變 r,取 r=l. 00, 1. 50, 2. 00, 2. 50, 3. 00cm,測量下落時間t,測三次取平 均。4. 維持 m=10. 00g, r=2. 50cm,改變 m。位 置，

4、測下落時間t,測三次取平均。實驗數(shù)據(jù)1. r=2. 50cm , mo位于(5, 5), h=85. 00cm, 改變m袪碼數(shù)m(g)ti(s)t2 (S)t3 (S)t (s)05. 0016. 5616. 5016.4016. 49110. 0011.4111.3211.2211.32215. 009. 289. 259. 349. 29320. 008. 038. 048. 048. 04425. 007. 067. 187. 187. 14530. 006.416. 436. 506. 45635. 006. 035.975. 905.972. m=20. OOg,為位于(5, 5&#

5、39;, h=85. 00cm,改變rr (cm)ti(s)t2 (S)t3 (S)t (s)1.0020. 1219. 9220. 1020. 051.5013. 5713. 4613. 5013.512. 0010. 1310. 0510. 0310. 072. 508. 13& 008. 008. 043.006. 666. 706. 696. 683. m=20. OOg, h=85. 00cm, r=2. 50cm,改 變mo位置mo位 置x (mm)ti(s)t2(S)ta(s)t (s)(1,T)32. 416. 446. 506.416. 45(22)57. 327.3

6、17. 347. 317. 32(33)82. 328. 568. 468. 598. 54(4, 4,107. 3210. 0010. 1010. 0310. 04(55)132. 3211. 5011. 6311. 5611. 56數(shù)據(jù)處理l/t r C'cm1)050150100(cm2)2001.=ki1+ Ciki=2h2 - 1-2310-4 kgci -匹-6 1 Xex相關(guān)系數(shù)r-0. 9982kg?s22.2hlk2mg2. 2 Xgr10"-4. 4 X10-3 kg ?m21k +9亠X10-2 m2s卩mg相關(guān)系數(shù)r-0999861 l<93.=4. 6 X10-3 kg ?m2/ 2t2-ksX + Cs相關(guān)系數(shù)r二O99991即甘與x?滿足線性關(guān)系, 平行軸定理成立思考題1.本實驗所滿足的實驗條件：a? g,摩 擦力 矩保持不變。通過控制摩擦力矩和m不要太大使a? g,通過鎖死固定螺絲、采用同樣的繞線方法等使力矩 近似相同。4. 通過多測幾組時間，并且認為測量結(jié)果 之 間相互之差小于0. 2s時認為該組數(shù)據(jù)合 理。本 次實驗中最終用于分析、以表格形式呈現(xiàn)于實 驗報告中的數(shù)據(jù)均符合此要求。5. 有兩個原因：a> r的變化對I的測量有 影響。(1) 由于第二組測量I時總體而言a 更大，引起的誤