测定刚体的转动惯量2.pptVIP免费

测定刚体的转动惯量武汉理工大学物理实验中心2006年9月大学物理实验——一、用扭摆测刚体的转动惯量实验目的用扭摆测定形状不同的物体的转动惯量。学习几种常用测量工具的使用。学习一种比较测量法。实验原理扭摆如图1所示，一根钢丝上端固定，下端悬一水平圆盘，钢丝固定于圆盘中心。使圆盘旋转一角度，释放后圆盘就以钢丝为轴作扭转振动。这种振动为角谐振动，这样的装置就叫扭摆。其振动周期T满足：2241ITk（）式中：I为圆盘的转动惯量，k为钢丝的扭转恢复系数。图1扭摆装置为了消去k，在圆盘上同轴加上一个质量为m，内外半径分别为r1、r2的圆环，然后同圆盘一起绕轴作角振动，由（1）式可得此时振动周期T1满足：式中，I1为圆环的转动惯量。由(1)、(2)两式消去k，可得:式中，圆环的转动惯量221142TIIk（）212213TIITT（）2221222118121ddmrrmI将圆环的转动惯量代入(3)式，得利用(4)式还可测得金属杆的切变模量[1]：2221222148mTddITT（）2212422116mLddNdTT(5)实验内容1、使圆盘作扭转振动，测出往返振动30个周期所需时间，重复测5次，数据记入表1。表1考虑到手指的动作误差，30周期的最大计时误差约0.5s，则由此产生的周期测量不确定度T1T221cuTsTuT221111cuTsTuT测周期无环时有环时30个周期/s周期/s平均周期/sA类标准不确定度s(T)/s合成标准不确定度/s10.5(303)u2、将一铁环同心地放在圆盘上，重复步骤1。3、记下环的质量m,用游标卡尺测出环的内外直径d1和d2，记入表2表24、用千分尺测出钢丝不同位置的直径，记入表3，并用米尺测出钢丝长度L。表3L=cm2221181ddmI环的质量m（g）环的内径d1（cm）环的外径d2（cm）测直径（cm）123456平均值标准差s校零示值Z。(cm)直径示值Zd0ZZdd2220()()3ddusZsZ仪数据处理1、将各直接测量的平均值分别代入式（4）和式（5），计算及2、计算不确定度：IN222222121222221112222112222112duddddudddTuTTTTuTTTTIIuIucccccrel()22crelUIuIuII2221222111222212222221112222224...