文档介绍：实验3扭摆法测定物体转动惯量教学目的:,并与理论值进行比较。。教学方法:讲解,操作指导重点难点:教学内容:(30分钟)一、实验仪器扭摆、转动惯量测试仪、游标卡尺、电子天平。待测物体有大、小塑料圆柱体、金属圆筒、金属滑块。主要仪器使用介绍:。光电传感器包括光电探头和信号传输线。测量时,摆动物体上的挡光杆扫过光电探头时,光路受遮挡,光电探头将光信号转换为脉冲电信号,通过信号传输线送入主机工作。主机采用新型的单片机作控制系统,用于测量物体转动和摆动的周期,以及旋转体的转速,能自动记录、存贮多组实验数据并能够精确地计算多组实验数据的平均值。(1)调节光电传感器在固定支架上的高度,使被测物体上的挡光杆能自由往返地通过光电探头,再将光电传感器的信号传输线插入主机输入端(位于测试仪背面)。(2)开启主机电源,按“执行”键,检查计时器是否开始计时,到预定周期数时,是否停止计数。(3)使待测物体自由摆动,按“执行”键,当往复摆动的被测物体上的挡光杆第一次通过光电探头时,由“数据显示”显示累计时间,同时仪器自行计算周期C1予以存贮,以供查询和作多次测量求平均值,至此,P1(第一次测量)测量完毕。(4)重新使待测物体自由摆动,按“执行”键,“P1”变为“P2”,再进行第二次测量。通过“查询”键可知各次测量的周期值CI(I=1,2…5)以及它们的平均值CA。二、,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。根据虎克定律(3-1)式中——恢复力矩,——扭转常数,——扭转角根据转动定律(3-2)式中——物体绕转轴的转动惯量,——角加速度。忽略轴承的磨擦阻力矩,由上面两式可得(3-3)其中,此方程的解为此谐振动的周期为(3-4)先用一个几何形状规则的物体(塑料圆柱体)来测定弹簧的扭转常数值,物体的转动惯量可以根据它的质量和几何尺寸(直径)用理论公式直接计算得到。若要测定其它形状物体的转动惯量,只需将待测物体固定在金属载物盘中,测定其摆动周期,由公式(3-4)即可算出该物体绕垂直轴的转动惯量。推导如下:将金属载物盘装在扭摆上,测得其摆动周期为,则金属载物盘及支架的转动惯量为(3-5)再将塑料圆柱体固定在金属载物盘上,测得摆动周期为,塑料圆柱体的转动惯量为,则(3-6)由(3-5)、(3-6)可求得换上待测物体,测得摆动周期为,(3-7)对平行轴定理的验证,通过两个金属滑块来进行。将金属细杆在中间用夹具夹住,并固定在扭摆垂直轴上,再将两个金属滑块对称放置在金属细杆上,测出金属滑块转动惯量的实验值。再由平行轴定理计算金属滑块转动惯量的理论值二者进行对比,求出百分差。三、、金属圆筒的内、外径(各测量