文档介绍：深圳大学实验报告
课程名称: 大学物理实验A(2)
实验项目名称: 刚体转动惯量实验
学院:
专业: 班级:
组号: 指导教师:
报告人: 学号:
实验时间: 年月日星期
实验报告提交时间:
教务处制
实验目的与要求:
掌握使用钢梯转动惯量仪检测刚体的转动规律;
学会测定圆盘的转动惯量和摩擦力矩的方法;
学习一种处理实验数据的方法——作图法(曲线改直法);
验证平行轴定理。
实验仪器
刚体转动惯量仪、通用电脑毫秒计、水准仪、游标尺、砝码等。
刚体转动惯量仪
结构描述
刚体转动惯量仪的结构如图所示。
使用方法
如图所示,取走一个遮光细棒(实验中只需一个遮光细棒进行挡光计时),将剩下的一个固定在承物台直径的某一端,并只需接通转动惯量仪的一个光电门,随着转动体系的转动,遮光细棒将通过光电门不断遮光,光电门将光信号转变成电信号,送到毫秒计的计时器的输入端,进行计时,到预置的角度时,即停止计时。
通用电脑毫秒计
使用方法
时间输入方法
接通电源,面板中A、B显示88-888888
按“*”或“#”键,面板显示P-0164,此事表明输入1个脉冲计时1次,可连续输入64个脉冲。
再按一次“*”或“#”键,面板显示88-888888,此时仪器处于等待计时状态。
依次输入脉冲,够64个脉冲后停止计时,并把各个脉冲时间存储在机内。
取出时间方法
按“*”或“#”键,每按一次跳出一个时间,它的次序分别是1,2,……,64或64,63,……,1个脉冲所测的时间。若需取出其中某个脉冲的时间,按如下操作:例如按下数码01,表示第一脉冲输入,此时为计时开始,;按下数码06,表示时间是从计时开始时间,即第一个脉冲输入时间到第6个脉冲输入的时间间隔,得到的显示为***.***。依此类推可以把需要的所有时间取出,并可以反复取出。
按“9”键两次仪器就又处于准备状态,为下一次及时做好准备,并清除前次计时;按复位键,则回到初始状态。
实验原理:
单角度设置法(=0)求出刚体的转动惯量和摩擦力矩
在恒力矩作用下,转动体系将作均匀变速转动,固有下列公式:
(5-26)
试中:是角位移,由毫秒计先预置好数,再由式求出预置的角位移,同时毫秒计可测出装懂不同的角位移所需的相应时间。如果我们将随刚体一起转动的遮光细棒紧靠光电门,并从静止开始转动,即使初角速度,则由式(5-26)可推出:
(5-27)
用毫秒计查出所需相对应的转动时间,从而求出。将式(5-27)代入式(5-25),可得:
从而
(5-28)
式中:。
可见:和呈线性关系,以为纵坐标,以为横坐标,作出曲线(这种处理数据的方法称为曲线改直法),如果个点的连线是一条直线,就验证了转动定律,并可由直线的斜率和在纵坐标轴上的截距分别求出转动惯量和摩擦力矩为:
(5-29)
为所求出,必须在同一张坐标纸上,分别作出空载时的直线和载荷时的直线,从图上准确读出、和、,再由式(5-29),分别算出、和、,则算出,并与的理论值进行比较,已知圆盘转动惯量理论值为:
(5-30)
式中:为圆盘的质量,R为圆盘的直径。
方法、步骤:
单角度设置法(=0)
调节实验装置