目录

摘要... 2

一、  实验目的... 2

二、实验原理... 2

1.基本原理... 2

2.间接比较测量法，确定扭转常数K. 2

3.验证平行轴定理... 3

4.光电转换测量周期... 3

三、  实验仪器... 3

四、  实验步骤... 3

1.调整测量系统... 3

2.测量数据... 4

五、注意事项... 4

六、数据记录与处理... 4

1.原始数据记录... 4

2.数据处理... 5

七、讨论... 8

1.误差分析... 8

2.总结... 8

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，进行转换测量。本实验使物体作扭转摆动，由摆动周期及其它参数的测定算出物体的转动惯量。

一、实验目的

1.熟悉扭摆的构造、使用方法和转动惯量测量仪的使用；

2.利用扭摆法测量不同形状物体的转动惯量和扭摆弹簧的扭摆常数；

3.验证转动惯量的平行轴定理；

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实验4  扭摆法测定物体转动惯量

                                            林一仙           沈跃飞

1  实验目的

   1）熟悉扭摆的构造、使用方法，以及转动惯量测试仪的使用方法；

   2）学会用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭转常数，并与理论值进行比较；

   3）验证转动惯量平行轴定理。

2  实验仪器

   扭摆、转动惯量测试仪、卡尺

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实验二  用扭摆法测定物体的转动惯量

（标准实验报告制作：BIPT 2013.3.8）

【实验目的】

1、  测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭转常数，并与理论值进行比较。

2、 验证转动惯量平行轴定理。

【仪器用具】

扭摆、转动惯量测试仪、实心塑料圆柱体、空心金属圆筒、木球、金属杆、金属圆柱滑块。

【实验原理】

扭摆的结构如图2.1所示，将物体在水平面内转过一角度q 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。

根据胡克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩M与所转过的角度q 成正比，即          M= -Kq              （2.1）

根据转动定律：M=Jb  得

               （2.2）

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扭摆法测物体的转动惯量实验报告

一，实验目的

1，测定弹簧的扭转常数,

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,

3，验证转动惯量平行轴定理

二，实验仪器

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

三，实验原理

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。

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；

根据转动定律，，式中，为物体绕转轴的转动惯量，为角加速度，

由上式得 令 ,忽略轴承的磨擦阻力矩，得  

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                

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

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扭摆法测定物体的转动惯量

一、实验目的

1.测定扭摆的仪器常数（弹簧的扭转常数）K。

2.测定熟料圆柱体、金属圆筒、木球与金属细长杆的转动惯量。

3.验证转动惯量的平行轴定理。

二、实验器材

扭摆、转动惯量测试仪、金属圆筒、实心塑料圆柱体、木球、验证转动惯量平行轴定理用的金属细杆（杆上有两块可以自由移动的金属滑块）、游标卡尺、米尺

托盘天平。

三、实验原理

1.测量物体转动惯量的构思与原理

  将物体在水平面内转过以角度θ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。更具胡克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩M与所转过的角度θ成正比，即

式中K为弹簧的扭转常数。

  若使I为物体绕转轴的转动惯量，β为角加速度，由转动定律可得

令，忽略轴承的磨察阻力距，得

上式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。方程的解为

式中A为简谐振动的角振幅，为初相位角，为角速度。谐振动的周期为

由上式可知，只要通过实验测得物体扭摆的摆动周期，并在I和K中任何一个量已知时即可计算出另外一个量。

  本实验使用一个几何形状规则的小塑料圆柱，它的转动惯量可以根据质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到，将其放在扭摆的金属载物盘上，通过测定其在扭摆仪上摆动时的周期，可算出仪器弹簧的K值。若要测定其他形状物体的转动惯量，只需将待测物体安放在同一扭摆仪顶部的各种夹具上，测定其摆动周期，即可算出该物体绕转动轴的转动惯量。

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实验名称： 扭摆法测定物体转动惯量

一、引言：

转动惯量是刚体转动时惯性的量度，其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置。刚体的转动惯量有着重要的物理意义，在科学实验、工程技术、航天、电力、机械、仪表等工业领域也是一个重要参量。

二、实验目的：

1. 用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭动常数，并与理论值进行比较。

2. 验证转动惯量平行轴定理。

三、实验原理：

物体装在一螺旋弹簧上，当物体在水平面内转过θ 角后弹簧产生恢复力矩 , 在此力矩作用下物体转动，由转动定律,得

不放物体时，仍有转动惯量，因此：

四、实验仪器：

转动惯量测定仪 电子天平 游标卡尺

五、实验内容：

1. 测出各种待测物体的内外径，长度等。2. 调节仪器。3. 测定T0。4. 测定T1 。5. 更换物体重复测量。

六、实验记录：

七、数据处理：

八、实验结果：

   

    

 

      

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转动惯量实验数据处理实例

〔数据记录与处理〕

1、 测量扭转常数和载物金属盘转动惯量

表1 测量塑料圆柱的直径D数据

表2 测量载物金属盘与塑料圆柱的质量和摆动周期数据

注：塑料圆柱的摆动周期为塑料圆柱加金属载物盘的。

（1）塑料圆柱的转动惯量理论值

估算不确定度：

塑料圆柱转动惯量理论值结果表示：

（2）测量扭转系数

仪器弹簧的扭转系数k：

估算不确定度：

扭转常数k的结果表示：

（3）金属载物盘的转动惯量

（4）塑料圆柱的转动惯量测量值

          相对百分误差：

2、测量金属圆筒和木球的转动惯量

表3 金属圆筒的内径d、外径D与木球的直径D_o测量数据

表4 金属圆筒、木球的质量与摆动周期测量数据

（1）金属圆筒的转动惯量

理论值：

测量值：

相对百分误差：

（2）木球的转动惯量

理论值：

测量值：

相对百分误差：

4、验证平行轴定理

表5 金属圆筒、木球的质量与摆动周期测量数据

    其他测量数据如下：

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