IM-2刚体转动实验仪一、概述转动惯量是描述缸体转动中惯性大小的物理量，它与刚体的质量分布及转轴位置有关。正确测量物体的转动惯量，在工程技术中有着十分重要的意义。是高校理工科物理实验教学大纲中的一个重要基本实验。IM-2刚体转动惯量实验仪，应用霍尔开关传感器结合计数计多功能时毫秒仪自动记录刚体在一定转矩作用下，转过π角位移的时刻，测定刚体转动时的角加速度和刚体的转动惯量。因此本实验仪提供了一种测量刚体转动惯量的新方法，实验思路新颖、科学，测量数据精确，仪器结构合理，维护简单方便，是开展研究型实验教学的新仪器。二、实验内容（1）了解多功能计数，计时毫秒仪实时测量（时间）的基本方法。（2）用刚体转动法测定物体的转动惯量。（3）验证转动定律及平行轴定理。（4）分析实验中误差产生的原因和实验中为降低误差应采取的实验手段。三、实验仪器1四、实验原理1．转动力矩，转动惯量和角加速度的关系。当系统受外力作用时，系统作匀加速转动。系统所受的外力矩有二个，一个为绳子张力T产生的力矩M=Tr，r为塔轮上绕线轮的半径，Mμ为摩擦力矩。所以，即（1）式中β2为系统的角加速度，此时为正值，J为转动系统的转动惯量，Mμ为摩擦力矩，数值为负。由牛顿第二定律可知，设砝码m下落时的加速度为a，则运动方程为mg-T=ma。绳子张力T为式中g为重力加速度，β2为系统的角加速度，r为塔轮上绕线轮的半径。当砝码与绕线塔轮脱离后，此时砝码力据M=0，摩擦力矩Mμ使系统作角加速度β1，数值为负。运动方程（1）为2（2）由方程（1）和方程（2）解得（3）2．角加速度的测量设转动体系统在t=0时刻初角速度为ω0，角位移为0，转动t时间后，其角位移θ，转动中角加速度为β，则（4）若测得角位移θ1、θ2，与相应的时间t1、t2，得（5）（6）所以（7）实验时，角位移θ1、θ2可取为2π、4π…等，实验转动系统转过π角位移，计数计时毫秒仪的计数窗内计数次数+1。计数为0作为角位移开始时刻，实时记录转过π角位移的时刻，计算角位移时间时应减去角位移开始时刻，应用上述公式（7），得到角加速度。在求角减速度β1时，注意砝码挂线与绕线塔轮脱离的时刻，以下一时刻作为角位移起始时刻，计算角位移时间时，减去该角位移开始时刻，在该时间段系统角加速度为负，作角减速度角位移。3．线性回归法测量角加速度用多功能计数计时毫秒仪实时测量角位移时刻，（1）测出有外力矩作用下承物台转过角位移θ1、θ2…θn所需的时间t1、t2…tn...
