轉動慣量的測量研究
2020-12-06 電子發燒友轉動慣量的測量研究
本站 發表於 2008-11-24 15:13:27
轉動慣量是物體轉動慣性大小的量度，對於大多數形狀複雜、質量分布不均勻的物體，通常要用實驗的方法來測定其轉動慣量，本設計性實驗通過對不同的測量轉動慣量的方法研究，加深對有關物理過程、物理規律及其應用的理解和認識 .
【預習要求】
1 . 閱讀實驗三「轉動慣量的測定」
【實驗目的】
1. 學會根據物理過程和物理規律進行實驗設計 .
2. 掌握消除各種誤差因素的方法，提高測量精度 .
3. 討論不同的測量轉動慣量的方法和特點 .
【實驗儀器】
剛體轉動實驗儀，秒表，數字毫秒計，扭擺，三線擺，天平，遊標卡尺等
【實驗要求】
1. 試從原理上設計一實驗，測定一自行車輪子繞中心軸旋轉的轉動慣量 ( 無車胎 ) 要求給出原理、公式及推導、所需儀器、步驟並進行誤差分析 .
2. 用一種方法測量鐵錘、杆或環的轉動慣量 .
【實驗提示】
一、原理設計
完成這一實驗可以有很多方案．以下給出幾個參考方案，只給出原理，具體實驗過程和數據處理方法自擬．
方案一 三線扭擺法 ( 略 )
方案二 如圖 25-1 所示，測出下落高度 h 、車輪半徑 r 、 m 及 m 下落高度 h 所需時間 t( 忽略阻力 ) ，由 (25-1) 式可得到轉動慣量 (25-1)
方案三 如圖 25-2 所示，測出 m 1 、 m 2 、車輪半徑 r 、下落高度 h 及下落時間 t ，由 (25-2) 式可求得轉動慣量 .
(25-2)
方案四 使車輪沿傾角為 q 、長為 l 的斜面無滑動地滾下，測出時間 t 、車輪半徑 r ，由 (25-3) 式得到轉動慣量 .
(25-3)
方案五 將車輪的一根輻條上穿一細孔，該孔距軸心的距離為 h ，一細杆從孔中穿過，使車輪構成一復擺，測出周期 T ，得到
(25-4)
方案六 在車輪的邊緣固定一質量為 m 0 ，但體積很小的物體，使車輪繞軸擺動，測出車輪半徑 r 及擺動周期 T ，得到
(25-5)
【如圖所示】 | |
|---|---|
【設計報告要求】 2 . 闡明實驗原理和設計思路 3 . 說明實驗方法和測量方法的選擇 4 . 列出所用儀器和材料 5 . 確定實驗步驟 6 . 設計數據記錄表格 7 . 確定實驗數據的處理方法 2 . 在各種測量方法中如何儘量減小摩擦？ |
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