工作报告之转动惯量测量实验报告.docx
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2022-10-29
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转动惯量测量实验报告
【篇一：大学物理实验报告 测量刚体的转动惯量】
测量刚体的转动惯量
实验目的：
1．用实验方法验证刚体转动定律，并求其转动惯量；
2．观察刚体的转动惯量与质量分布的关系
3．学习作图的曲线改直法，并由作图法处理实验数据。
二.实验原理:
1．刚体的转动定律
利用转动定律，通过实验的方法，可求得难以用计算方法得到的转
动惯量。
2．应用转动定律求转动惯量
如图所示，待测刚体由塔轮，伸杆及杆上的配重物组成。刚体将在
砝码的拖动下绕竖直轴转动。
22m(g - a)r - mf = 2hi/rt (2)
mf 与张力矩相比可以忽略，砝码质量 m 比刚体的质量小的多时有
ag，
所以可得到近似表达式：
2mgr = 2hi/ rt (3)
式中 r、h、t 可直接测量到，m 是试验中任意选定的。因此可根据
（3）用实验的方法求得转动惯量 i。
3．验证转动定律，求转动惯量
从（3）出发，考虑用以下两种方法：
2a．作 m – 1/t 图法：伸杆上配重物位置不变，即选定一个刚体，
取固定力臂 r 和砝码下
落高度 h，（3）式变为：
2m = k1/ t (4)
2 式中 k1 = 2hi/ gr 为常量。上式表明：所用砝码的质量与下落时间
t 的平方成反比。实验
中选用一系列的砝码质量，可测得一组 m 与 1/t 的数据，将其在直
角坐标系上作图，应是直线。即若所作的图是直线，便验证了转动
定律。
222 从 m – 1/t 图中测得斜率 k1，并用已知的 h、r、g 值，由 k1 =
2hi/ gr 求得刚体的 i。
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