剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量_評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1、“用剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x測(cè)定剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)第一部分：預(yù)習(xí)報(bào)告（20分）一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握使用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x檢驗(yàn)剛體的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)定律。2. 學(xué)會(huì)測(cè)定圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和摩擦力矩。3學(xué)會(huì)一種處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法-作圖法（曲線改直法）二.實(shí)驗(yàn)儀器剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x、通用電腦毫秒計(jì)、水準(zhǔn)儀、游標(biāo)尺、砝碼等三.實(shí)驗(yàn)原理1 .轉(zhuǎn)動(dòng)定律2 .單角度設(shè)置法（W0 =0），測(cè)量剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和摩擦力矩，曲線改直法應(yīng)用;*3 雙角度設(shè)置法，測(cè)量剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和摩擦力矩；*4 .驗(yàn)證平行軸定理四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.單角度設(shè)置法（W0 =0），測(cè)量剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和摩擦力矩;2雙角度設(shè)置法，測(cè)量剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和摩擦力矩。第二部分

2、：數(shù)據(jù)采集與實(shí)驗(yàn)操作（40分）有較好的動(dòng)手能力， 能夠很好解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，數(shù)據(jù)采集記錄完整準(zhǔn)確， 操作過,數(shù)據(jù)采集記錄完整，操作過程無程無誤（35-40分）;有一定的動(dòng)手能力，能夠解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的一般問題 大的違規(guī)（35-20）;動(dòng)手能力較差，難以解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的一般問題，數(shù)據(jù)采集與記錄不完整、有偏差，有 違規(guī)操作（0-20分）。操作要點(diǎn):1.拉線要與繞線塔輪水平，且相切。2.單角度設(shè)置法中要確保初角速度為零，即W0=O ；第三部分：數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)處理（30分）數(shù)據(jù)處理要求:1原始數(shù)據(jù)需重新抄入實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)處理部分的正文中，再進(jìn)行具體處理，注意各測(cè)量量 的單位；2測(cè)量塔輪半徑

3、r，剛體圓盤質(zhì)量 M盤，剛體圓盤直徑 R盤；設(shè)置系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)角度 日；3.使用作圖法（曲線改直）處理單角度設(shè)置法的數(shù)據(jù):1）作圖時(shí)要有清楚標(biāo)注，如空載圖還是載荷圖，坐標(biāo)軸是否有標(biāo)注，數(shù)據(jù)是否齊全，比例 是否合適等；2)由圖可得，空載時(shí)的截距 Co和斜率Ko ；載荷時(shí)的截距C和斜率K ；3）計(jì)算空載時(shí)系統(tǒng)的 Jo，載荷時(shí)系統(tǒng)的J，得到剛體圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jx ；4）計(jì)算剛體圓盤理論值 Jx理，并與上述實(shí)驗(yàn)值作比較;5）計(jì)算系統(tǒng)空載和載荷時(shí)的摩擦力矩Mr、M卩，并作比較。4.1)根據(jù)公式處理雙角度設(shè)置法的數(shù)據(jù)：根據(jù)公式，計(jì)算系統(tǒng)空載時(shí) P0、P0 ，以及載荷時(shí)的P、P ；P為有恒外力矩（繞線上掛有固定質(zhì)

4、量砝碼）時(shí)的角加速度，P為無外力矩（繞線上沒有掛砝碼）時(shí)的角加速度；2)根據(jù)公式，計(jì)算空載時(shí)系統(tǒng)的J。，載荷時(shí)系統(tǒng)的J，得到剛體圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jx ；3)計(jì)算剛體圓盤理論值 Jx理，并與上述實(shí)驗(yàn)值作比較;4)計(jì)算系統(tǒng)相應(yīng)的摩擦力矩 M 4。測(cè)量結(jié)果參考值:1. 基本數(shù)據(jù)測(cè)量:鋁質(zhì)圓盤直徑：D盤=（240.00 0.05） mm砝碼質(zhì)量：（5.00 0.05） g圓盤質(zhì)量：M盤=482g2.單角度設(shè)置法數(shù)據(jù)記錄與處理: 1）空載數(shù)據(jù)記錄:日=(N-1)2兀=10兀(取N =6) ,3.000cm , M盤=0m(g)t(s)t-2t丄t204.9794.9994.9894.98924.89010.

5、0402254.4654.4324.4684.45519.84700.0504304.0493.9983.9984.01516.12020.0620353.6943.6593.6863.68013.54240.0738403.3893.3933.4083.39711.53960.0867453.2223.2083.2183.21610.34260.0967503.0433.0073.0533.0349.20510.1086552.8362.8772.8932.8659.2082一2）載荷數(shù)據(jù)記錄:Q = (N 1)2 兀=10兀(取 N = 6) r = 3.000cm M = 428 gm(

6、g)t(s)t-2t1 t207.9377.9897.9057.94463.10180.0158257.0077.0287.0037.01349.17750.0203306.3656.3456.3966.36940.55990.0246355.8735.8665.8915.87734.53520.0290405.4815.4585.4795.47329.95000.0334455.1515.1565.1575.15526.57060.0376504.8734.8924.8894.88523.85990.0419555.6854.6674.6314.66121.72490.04603）.作圖法數(shù)

7、據(jù)處理:1m-一曲線（直線圖）（略） t2由圖可知，空載時(shí)：C。= M 3 =2.50g= M R =7.35X10(N m) gr032Ko=0.437= J。=2.089天 10 (kg m2) gr由圖可知，載荷時(shí):kQC =也=2.50g 二 M p = 7.3503(N m) gr= 1.13= J =5.40M0(kg m2) gr計(jì)算可得:Jx = J - Jo =3.31%102(kg m2)1 MR2 = 1 xoxj X0.24000)2 =3.47x10-(kg ”m)2 2 2EjJx Jx理Jx理10000=4.600雙角度設(shè)置法數(shù)據(jù)記錄與處理（略）驗(yàn)證平行軸定理（略

8、）第四部分：思考題 （10分）1.實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要因素有哪些?a. w0 H 0，即亂hO產(chǎn)生的誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響很大。b.拉線不水平（塔輪與定滑輪之間的拉線），定滑輪與所選用的塔輪半徑不垂直。c.實(shí)驗(yàn)中拉線的張力 T,應(yīng)是T =m（g-a），忽略了 a。d.繞線的粗細(xì)、質(zhì)量。2. 本實(shí)驗(yàn)中拉線的張力 T,應(yīng)是T =m（g -a），忽略了砝碼的加速度a,這將會(huì)使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量結(jié)果偏大還是偏?。繛槭裁?？ 由轉(zhuǎn)動(dòng)定律：Tr-Mp = JP m(g -a)r - M A = jpm(g a)r M J =當(dāng)忽略了 a.時(shí)，j/ =mg；MP J .所以偏大。3. 在本實(shí)驗(yàn)中，如果塔輪和定滑輪之間

9、的拉線不呈水平狀態(tài)，定滑輪與所選用的塔輪半徑TrcosB，而我們并沒不垂直，這將會(huì)使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量結(jié)果偏大還是偏??？為什么?偏大。簡(jiǎn)要解釋為：由于不水平，不垂直，導(dǎo)致分力作用在塔輪上, 有考慮COS0。所以偏大。4. 若所求出的摩擦力矩 M 心負(fù)值，試分析產(chǎn)生的原因，并作出合理的推斷，若有興趣請(qǐng) 設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案加以驗(yàn)證。因?yàn)镸 p = mgr - J尋,當(dāng)J尋 比實(shí)際大出的量不可忽略時(shí)，可得出M #0的結(jié)果。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化，如沒有考慮繞線的粗細(xì)和彈性，且繞線并非每次都是水平纏繞而形成圓形（也可能是斜繞形成橢圓）等，從而導(dǎo)致Mp的測(cè)量值會(huì)小于真實(shí)值，而 M#的真實(shí)值是一個(gè)較小的量，從而很可能

10、測(cè)出一個(gè)負(fù)值?？刹殚單墨I(xiàn)：徐榮歷，物理實(shí)驗(yàn)1995.15.（6）。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣 不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光 先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。能”，是以眾議舉寵為

11、督:將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰 愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時(shí), 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長(zhǎng)史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣, 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于 敗軍之際，奉命于危難之間，爾來二十有一年矣。先帝知臣謹(jǐn)慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來，夙夜憂嘆，恐托付不效，以傷先帝之 明；故五月渡瀘，深入不毛。今南方已定，兵甲已足