物体转动惯量的测定--实验报告-131006231-张利鹏.docxVIP

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沈阳城市学院

物理实验报告

实验题目

物体转动惯量的测定

姓名

张利鹏

学号

131006231

专业班级

计算机2班

实验室号

D208

实验成绩

37

指导教师

张宇

实验时间

2015年03月11日

物理实验室制

实验目的

1、学习用恒力矩转动法测定刚体转动惯量的原理和方法。

2、观测刚体的转动惯量随其质量，质量分布及转轴不同而改变的情况，验证平行轴定理。

3、学会使用智能计时计数器测量时间。

实验仪器

名称

型号

转动惯量实验仪

ZKY-ZS

智能计时计数器

ZKY-TD

天平

WL-0.5

直尺

请认真填写

实验原理（注意：原理图、测试公式）

恒力矩转动法测定转动惯量的原理：

利用以上3个式子，即可求出被测试件的转动惯性

β的测量

平行轴定理

转动惯性试验仪如下图所示：

实验内容及步骤

测量β1

1.打开智能计数计时器，选择计时1-2多脉冲，选择A通道

2.用手轻轻拨动载物台，使实验台有一初始转速并在摩擦阻力矩作用下作匀减速运动，按确认键经行测量，并记录数据。

3.智能计数计时器返回1-2多脉冲界面。

测量β2

选择塔轮半径为20MM用天平测出砝码的质量为54.46g，将1端打结的细线沿塔轮上开的细缝塞入，并且不重叠的密绕于所选定半径的轮上，细线另1端通过滑轮后连接砝码托上的挂钩，用手将载物台稳住

重复测量β1的步骤，记录好数据。

根据之前的公式，计算出转动惯性测量值与转动惯性的理论值。

测量出测量值的相对误差

实验数据记录（注意：单位、有效数字、列表）

表1测量实验台的角加速度

匀减速

匀加速R塔轮=20mmm砝码=54.46g

k

1

2

3

4

平

均

k

1

2

3

4

平

均

t(s)

0.7044

1.9149

2.1339

2.8592

t(s)

0.7052

1.2803

1.7791

2.2249

k

5

6

7

8

k

5

6

7

8

t(s)

3.5933

4.3337

5.0833

5.8399

t(s)

2.6326

3.0096

3.3628

3.6954

β1(1/s2)

-0.061

-0.062

-0.061

-0.061

-0.062

β2(1/s2)

1.568

1.567

1.568

1.567

1.568

表2测量两圆柱试样中心与转轴距离d=45mm时的角加速度

R圆柱=15mmm圆柱×2=330.90g

匀减速

匀加速R塔轮=20mmm砝码=54.46g

k

1

2

3

4

平

均

k

1

2

3

4

平

均

t(s)

0.427

0.8553

1.2859

1.7176

t(s)

0.7429

1.3483

1.8723

2.343

k

5

6

7

8

k

5

6

7

8

2.1518

2.5871

3.025

3.4643

t(s)

2.7728

3.1717

3.5445

3.8468

β3(1/s2)

-0.067

-0.069

-0.068

-0.070

-0.069

β4(1/s2)

1.414

1.407

1.399

1.397

1.404

请认真填写

数据处理、误差分析和实验结论

将表1中数据代入式可计算空实验台转动惯量J1=0.006529kgm2

2、将表2中数据代入式可计算实验台放上两圆柱后的转动惯量J2=0.007227kgm2

由式可计算两圆柱的转动惯量测量值J3=0.000698kgm2

由、式可计算两圆柱的转动惯量理论值J=0.000707kgm2

由式可计算测量的相对误差E=-1.27226%

实验思考与建议

分析本实验产生误差的主要原因是什么？

连接砝码的细线与塔轮之间存在摩擦，以及各个测量仪器所产生的误差。

请在一周内完成，交教师批阅