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扭摆法测转动惯量研究性实验报告
目录
摘要2
一、实验目的2
二、实验原理2
，确定扭转常数K2
三、实验仪器3
四、实验步骤3
五、须知事项4
六、数据记录与处理4
七、讨论8
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实验名称：扭摆法测转动惯量
摘要
转动惯量是刚体转动惯性大小的量度，是表征刚体特性的一个物理量。转动惯量的测量，一般都是使刚体以一定的形式运动。通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量之间的关系，进展转换测量。本实验使物体作扭转摆动，由摆动周期与其它参数的测定算出物体的转动惯量。
实验目的
、使用方法和转动惯量测量仪的使用；
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；
***；
。
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二、实验原理
转动惯量的测量，根本实验方法是转换测量，使物体以一定的形式运动，通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量的关系，进展转换测量。实验中采用扭摆法测量不同形状物体的转动惯量，就是使物体摆动，测量摆动周期，通过物体摆动周期T与转动惯量I的关系来测量转动惯量。
，确定扭转常数K
标准物体的转动惯量I1，被测物体的转动惯量I0，被测物体的摆动周期T0，标准物体被测物体的摆动周期T1，通过间接比拟法可测得：
也可以确定出扭转常数K
定出仪器的扭转常数K，测出物体的摆动周期T，就可计算出转动惯量I。
平行轴定理：假如质量为m的物体〔小金属滑块〕绕通过质心轴的转动惯量为I0时，当转轴平行移动距离x时，如此此物体的转动惯量变为。为了防止相对转轴出现非对称情况，由于重力矩的作用使摆轴不垂直而增大测量误差。实验中采用两个金属滑块辅助金属杆的对称测量法，验证金属滑块的平行轴定理。这样，I0为两个金属滑块绕通过质心轴的转动惯量，m为两个金属滑块的质量，杆绕摆轴的转动惯量I杆，当转轴平行移动距离x时〔实际上移动的是通过质心的轴〕，测得的转动惯量
I＝I杆+I0+mx2
两个金属滑块的转动惯量
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Ix＝I－I 杆＝I0+mx2
光电门和电脑计数器组成光电计时系统，测量摆动周期。光电门〔光电传感器〕由红外发射管和红外承受管构成，将光信号转换为脉冲电信号，送入电脑计数器测量周期〔计数测量时间〕。
实验仪器
扭摆、金属载物盘、塑料圆柱体、金属空心圆筒、实心塑料球、金属细长杆〔两个滑块可在上面自由移动〕、数字式计时器、电子天平。〔由于待测物体的尺寸已经给出，故不需要游标卡尺、米尺等测量长度的工具〕
实验步骤
用水准仪调整仪器水平，设置计时器。
〔1〕装上金属载物盘，测定其摆动周期T0；将塑料圆柱体垂直放在载物盘上，测出摆动周期T1，测定扭摆的弹簧扭转常数K。
〔2〕测定金属圆筒、塑料球与金属细长杆的转动惯量。
〔3〕验证转动惯量平行轴定理。将滑块对称和不对称地放置在细杆两边的凹槽〔、、、、〔单位：cm〕〕测出摆动周期T。
〔4〕测量其他常数。利用电子天平，测出塑料圆柱、金属圆筒、塑料球与金属细长杆的质量，并记录有关物体的、外径和长度。
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五、须知事项
；
，否如此摆动数次后摆角可能会明显减小甚至停下；
，当光杆〔片〕不能和他相接触，以免增大摩擦力矩
4弹簧的扭转常数K不是固定常数，他与摆动角度略有关系，摆角在间根本一样，在小角度时变小。因此，整个实验中应保持摆角根本在这一围；
推导出扭转常数K的计算公式，其中圆柱的转动惯量视作量。
六、数据记录与处理
物件
质量\g
径\mm
外径\mm
L\mm
塑料圆柱
金属圆筒
塑料球
塑料球支座
细长杆
细长杆支座
滑块一
滑块二
序号
1
2
3
4
5
平均
金属载物盘