文档介绍：腿扭摆法测物体的转动惯量实验报告莆一,实验目的莃1,测定弹簧的扭转常数,袃2,用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量,并与理论值进行比较,衿3,验证转动惯量平行轴定理莇二,实验仪器螆扭摆,塑料圆柱体,金属空心圆筒,实心球体,金属细长杆(两个滑块可在上面自由移动),数字式定数计时器,数字式电子秤节三,实验原理虿将物体在水平面内转过一角度后,在弹簧的恢复力矩作用下物体就开始绕垂直轴作往返扭转运动。葿根据虎克定律,弹簧受扭转而产生的恢复力矩与所转过的角度成正比,即,式中,为弹簧的扭转常数;袄根据转动定律,,式中,为物体绕转轴的转动惯量,为角加速度,蚂由上式得令,忽略轴承的磨擦阻力矩,得莀上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性,角加速度与角位移成正比,且方向相反。此方程的解为:式中,为谐振动的角振幅,为初相位角,为角速度,此谐振动的周期为芆综上,只要实验测得物体扭摆的摆动周期,并在和中任何一个量已知时即可计算出另一个量。由公式(2-10-4)可得出***或肁为金属载物盘绕转轴的转动惯量,为另一物体的转动惯量理论值,该物体为质量是,外径为的圆柱体,则,是只有载物盘时测得的周期,是载物盘上加载后测得的周期。最后导出弹簧的扭摆常数肀平行轴定理:若质量为的物体绕通过质心轴的转动惯量为时,当转轴平行移动距离为时,则此物体对新轴线的转动惯量变为。本实验通过移动细杆上滑块的位置,来改变滑块和转轴之间的距离。芇四,,金属圆筒的内、外径,球体直径,用米尺测金属细杆的长度,各测5次,取平均值;、金属圆筒、球体、金属细杆、金属滑块的质量,各测一次;,使水准泡中气泡居中;,调整挡光杆位置,测出其摆动周期,测3次,求平均。,测3次,求平均。,在载物盘上放上金属圆筒测出振动周期,测3次,求平均。,测定木球及支架的摆动周期,测3次,求平均。,将金属细杆和支架中心固定,测定其摆动周期,测3次,求平均。,,,,,,测定细杆不同的摆动周期。计算转动惯量,验证平行轴定理。蚃莁五,、塑料圆柱体的转动惯量理论值及塑料圆柱体放在载物盘上总的转动惯量,计算:袄肃螈2计算各种物体的转动惯量,并与理论值进行比较,求出百分误差。艿物体芆名称蒂质量薈(kg)肆几何尺寸莅(10-2m)羁周期芈(s)膈转动惯量理论值蒃(10-4kgm2)莁转动惯量实验值聿(10-4kgm2)==-%= =%==%