文档介绍：实验三转动惯量的测量
实验目的:本实验要求学生学会用三线摆测定物体的转动惯量的方法,检验转动惯量的平行轴定理,掌握电子秒表的使用方法。
实验仪器:三线摆,米尺,水准气泡,电子秒表,转动惯量测试仪(型号:DH4601),游标卡尺(最小刻度: 量程:0~300mm)
实验原理:1. 刚体的转动定律
当刚体绕固定轴转动时,刚体在外力矩M的作用下,将获得角加速度β,β与合外力矩M的大小成正比,并与转动惯量J成反比,着一关系叫做刚体的转动定律,其数学表达式为:
M = J β
转动惯量J等于刚体中每个质点的质量mi与这一质点到轴距离的平方 r2i 的乘积的总和。转动惯量的定义式的积分形式为:
J = ∫r2 d m
三线摆法原理
三线摆是由上下两个圆盘用三条金属线连结而成,盘的系绳点构成等边三角形,上盘称小圆盘,可使小圆盘绕转轴转过一小角度,用以启动下盘固定轴线OO’转动。下盘称大圆盘,也叫做悬盘。三条金属丝所受张力相同,长度相同。
相关公式:
实验步骤: 1. 调节三线摆,先调节三根摆线等长,再调大圆盘水平
2. 测量高度h,用米尺测量5次,取平均值
3. 测大圆盘转动惯量Jo
4. 测金属圆环的转动惯量J1
5. 验证转动惯量的平行轴原理
实验数据处理:
表一:三线摆参数
项目
测量值
半径
仪器
上圆盘(mm)
r=
游
标
卡
尺
下圆盘(mm)
R=
(cm)
钢尺
下圆盘质量m
1048g
圆环质量