大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)--實(shí)驗(yàn)要求

1、剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)【目的】1掌握利用剛體轉(zhuǎn)動(dòng)定律測定剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)驗(yàn)方法。2學(xué)習(xí)時(shí)間、速度、加速度的測量方法。3學(xué)習(xí)用作圖法消除實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)摩擦影響的方法。4. 驗(yàn)證平行軸定理【儀器和用具】轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀，滑輪，砝碼及砝碼盤，數(shù)字計(jì)時(shí)器及控制系統(tǒng)，游標(biāo)卡尺，水平儀，被測圓環(huán) , 被測圓柱體?！緦?shí)驗(yàn)的要求和方法】1) 儀器調(diào)整 - 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量儀水平。裝上滑輪后，調(diào)整固定螺絲，并在實(shí)驗(yàn)過程中維持摩擦力不變，繞線要密排。2 ) 測量有空載和負(fù)載時(shí)系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，根據(jù)作圖法求出圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I1.測定有負(fù)載（裝圓環(huán)）時(shí)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Ic+I 0+I 。要求改變至少 5m 的值，對(duì)每一個(gè)的值測出t1 、t

2、2 及 t，至少重復(fù)做3 次，計(jì)算 ，并求出 的平均值。在坐標(biāo)軸上以M（ mgR）為縱坐標(biāo)， 為橫坐標(biāo)作圖，求出直線的斜率 I0+I C+I ，并將直線外推，求出直線的截距M 負(fù) 。2測定空截（無圓環(huán)）時(shí)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I C+I 0，要求和方法同 1，并求出直線的截距 M 空。3用卡尺測量圓環(huán)的內(nèi)徑 D1、外徑 D 2、轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)半徑 r 以及塔輪中所用輪的半徑 R，各測 3 次取平均值。4用從兩個(gè)圖中求出的斜率計(jì)算出圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I ，再和用式（ 2-3）計(jì)算出的圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的理論值I 理 相比較（環(huán)的質(zhì)量由實(shí)驗(yàn)室給出） 。若將 I 理 視為真值，估計(jì)本實(shí)驗(yàn)測量的相對(duì)誤差。比較兩個(gè)圖截距M

3、 負(fù) 和 M 空 ，能說明什么問題嗎？3）利用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量儀驗(yàn)證平行軸定理在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上對(duì)稱地改變m0 的質(zhì)心至轉(zhuǎn)盤中心軸OO 質(zhì)量（如下圖） ，則根據(jù)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的平行軸定理，整個(gè)剛體系統(tǒng)繞OO 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量II 02m0 x2I 5 I 0 2m0 x52其中 I0 為 x= 0 時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，當(dāng)兩次測量 M 合 不變，根據(jù)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)定律，應(yīng)有 I = I5 5 ，由此可得52m0x2 I0I5I5上式反映出重物位置x 改變時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的影響。改變至少3 此 x 的值，作5 / - x2 圖線，如果得一條直線，便可證明I I0 2m0 x2 式成立，就驗(yàn)證了平行軸定理。【注意事項(xiàng)】在輪軸上繞線時(shí)應(yīng)先加上砝

4、碼，繞線不要重疊，選擇轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)時(shí)，以砝碼盤不觸地為準(zhǔn)?！绢A(yù)習(xí)思考題】1實(shí)驗(yàn)的步驟及記錄表格由同學(xué)自行設(shè)計(jì)（此項(xiàng)在實(shí)驗(yàn)課前必須完成）。2在實(shí)驗(yàn)中如何測定即時(shí)角速度？對(duì)擋光板有什么要求？3在實(shí)驗(yàn)中如何測量角加速度？4如何消除實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)摩擦阻力矩及實(shí)驗(yàn)裝置本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響？5. 在驗(yàn)證平行軸定理時(shí)，如果兩個(gè) m0 的位 置不是對(duì)稱地分布于轉(zhuǎn)盤的中心軸兩側(cè)，其系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式是什么？如果驗(yàn)證平行軸定理？【課后題】1利用本實(shí)驗(yàn)裝置，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，寫出測定剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法、公式及主要步驟？由于空載和有負(fù)載時(shí)摩擦阻力矩并不嚴(yán)格相等，對(duì)測量帶來了系統(tǒng)誤差，你能否通過實(shí)驗(yàn)曲線及比例內(nèi)差法消除其影響？

5、2. 在本實(shí)驗(yàn)中是如何檢驗(yàn)轉(zhuǎn)動(dòng)定理和平行軸定理的？3定量地估計(jì)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差的大?。ú豢紤]摩擦阻力矩可能變化的情況）。沁園春·雪北國風(fēng)光， 千里冰封， 萬里雪飄。望長城內(nèi)外， 惟余莽莽； 大河上下， 頓失滔滔。山舞銀蛇， 原馳蠟象， 欲與天公試比高。須晴日， 看紅裝素裹， 分外妖嬈。江山如此多嬌， 引無數(shù)英雄競折腰。惜秦皇漢武， 略輸文采； 唐宗宋祖， 稍遜風(fēng)騷。一代天驕， 成吉思汗， 只識(shí)彎弓射大雕。俱往矣， 數(shù)風(fēng)流人物， 還看今朝?？顺鰩煴韮蓾h：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

6、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。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰為督：愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。“能 ”，是以眾議舉寵親賢臣，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， 當(dāng)獎(jiǎng)率三軍， 北定中原，庶竭駑鈍，攘除奸兇，興復(fù)漢室，還于舊都。此臣所以報(bào)先帝而忠陛下之職分也。至于斟酌損益，進(jìn)盡忠言，則攸之、祎