動力法測轉(zhuǎn)到慣量

1、動力法測轉(zhuǎn)到慣量第1頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一 對于形狀較復雜，質(zhì)量分布不均勻的剛體，其轉(zhuǎn)動慣量可用實驗的方法測定。測量的方法通常有動力法和振動法。本實驗采用動力法測轉(zhuǎn)動慣量。 動力法是利用轉(zhuǎn)動定律，通過對剛體轉(zhuǎn)動時所受力矩和角加速度的測量來求得轉(zhuǎn)動慣量。第2頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一實驗目的 實驗原理實驗儀器實驗內(nèi)容與步驟數(shù)據(jù)記錄與處理 第3頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一實驗目的掌握由轉(zhuǎn)動定律測轉(zhuǎn)動慣量的方法。掌握電子毫秒計的使用。學習用作圖法處理數(shù)據(jù)的方法。第4頁，共18頁，2022年，5月20日，

2、20點42分，星期一實驗原理基本定律剛體轉(zhuǎn)動定律：剛體所受的對于某一固定轉(zhuǎn)軸的合外力矩等于剛體對此轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動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。第5頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一基本公式剛體定軸轉(zhuǎn)動的動力學公式剛體定軸勻角加速度轉(zhuǎn)動的運動學公式第6頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一 剛體在重力矩作用下轉(zhuǎn)動，設(shè)角位移為1的時刻為t1，角位移為2的時刻為t2，則 第7頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一 當外力矩 ，轉(zhuǎn)動體系只在阻力矩下轉(zhuǎn)動，設(shè)角位移為1的時刻為t1，角位移為2 的時刻為t2，則 體系的轉(zhuǎn)動慣

3、量為第8頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一m與1/t2 之間為線性關(guān)系，由圖求出轉(zhuǎn)動慣量J。 用作圖法確定轉(zhuǎn)動慣量，根據(jù)轉(zhuǎn)動慣量的理論值為第9頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一實驗中具體做法是： 先測出全系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量J ，然后測出實驗儀空載時（承物臺上不放鋁環(huán)）的轉(zhuǎn)動慣量 J0。根據(jù)Jx+J0= J ，可求出待測物體鋁環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量J x 。 第10頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一實驗儀器剛體轉(zhuǎn)動慣量實驗儀光電門遮光桿鋁環(huán)電子毫秒計塔輪第11頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一實驗內(nèi)容與步驟（一）利

4、用公式 求轉(zhuǎn)動慣量1.調(diào)節(jié)電子毫秒計。2.將鋁圓環(huán)放在承物臺上，把四個砝碼掛在砝碼鉤上（此時包括砝碼鉤在內(nèi)）m=25克，將細線繞在第二層塔輪上(r=3.0厘米），由電子毫秒計讀出體系在M和M作用下，轉(zhuǎn)過 第12頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一角度1=2，2=5時對應的時間t1和t2。3.體系不受外力作用下，僅在M 作用下，由電子毫秒計讀出轉(zhuǎn)角1=2 ， 2=5時對應的時間t1和t2。4.由公式算出、及J5.取下鋁圓環(huán)，按上述步驟測定轉(zhuǎn)動慣量實驗儀空載時的轉(zhuǎn)動慣量J0。第13頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一6.根據(jù)J和J0，用公式計算出鋁圓環(huán)的

5、轉(zhuǎn)動慣量J x 。7.由鋁圓環(huán)上讀出其質(zhì)量m環(huán)的值，用游標卡尺量出R內(nèi)和R外值，由公式計算鋁環(huán)轉(zhuǎn)動慣量的理論值J理，并與J x比較。第14頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一（二）用作圖法求鋁圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量1.將鋁圓環(huán)放在承物臺上，仍取繞線塔輪r=3.0厘米，取m=10g，15g，20g各值時，分別由由電子毫秒計讀出體系在M和M作用下，轉(zhuǎn)過角度=2所對應的時間。為保證=0，必須做到體系由靜止一開始轉(zhuǎn)動，毫秒計就立即計時。第15頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一2.以m為縱坐標，以1/t2為橫坐標，作出m-1/ t2圖線，由直線的斜率求出J。3.取下鋁圓環(huán)，按上述步驟測定轉(zhuǎn)動慣量實驗儀空載時的轉(zhuǎn)動慣量J0 。4.根據(jù)作圖求出的J和J0，再計算出鋁圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量J x ，把結(jié)果與上面第一種方法求得的結(jié)果及理論值進行比較。第16頁，共18頁，2022年，5月20日，20點42分，星期一數(shù)據(jù)記錄與處理（一）利用公式 求