五、实验步骤: 1、熟悉扭摆的构造及使用方法,熟悉转动惯量测试仪的使用方法。 2、测出塑料圆柱体的外径,金属圆筒的内、外径,木球直径,金属细长杆长 度及个物体质量(各测量3 装上金属载物盘,调整光电探头的位置使载物盘上的挡光杆处于其缺口中央且能遮住发射、接受红外光线的小孔。测定摆动周期 (在计算木球的转动惯量时,应扣除支架的转动惯量)。 将滑块对称放置在细杆两边的凹槽内,此时滑块质心理转轴的距离分别为5.00cm,10.00cm,15.00cm,20.00cm,25.00cm,测定摆动周期T,验证转动 惯量的平行轴定理(在计算转动惯量时,应扣除夹具的转动惯量)。 六、实验数据记录: 刚体转动惯量的测定 /kg几何尺寸 /kg几何尺寸 /kg几何尺寸 5.0010.00 15.00 20.00 25.00 实验值/-4 理论值/-4 百分差七、实验数据处理: 10942 10637 10942 10020 10637 10526 10020 (915.410 (12.500010 1.43010 1010 0.04481.171 0.187 10 1.537 10 (135.010 61.00010 5.02310 1010 0.04482.100 0.321 10 4.972 10 夹具八、预习思考题: 1、如何测量扭摆弹簧的扭转系数? 答:测量出金属载物盘的转动周期、小塑料圆柱的质量、直径、转动周期, 通过公式 可计算出扭转系数。2、如何测定任意形状的物体绕特定轴转动的转动惯量? 答:可利用平行轴定理。先测定物体绕与特定轴平行的过物体质心的轴的转 动惯量J',仪器可用扭摆或三线摆。若特定轴与过质心轴的距离为L,则物体绕 特定轴转动的转动惯量 3、数字计时仪的仪器误差是0.01s,实验中为什么要测量10个周期? 答:因为在测量过程中有所谓的正负偏差,在测量量较小时,这些误差值可 能会占有较大的比例即相对偏差,因此在测量过程中,适当的增加测量次数或者 测量量分散误差,或者说减小相对偏差的值。 4、如何验证平行轴定理? 答:采用三线摆和刚体转动实验仪来验证 九、操作后思考题:1、在测量形状规则的物体的转动惯量时,若物体在载物盘中放置不平稳,会 对计算结果产生什么影响? 答:实验结果不精确,出现较大误差。 2、扭摆角度的大小对测量会产生什么影响? 答:弹簧扭摆常数K 不是固定值,与扭摆角度略有关系,扭摆角在90度左右基本 相同,在小角度时K 偏小。 3、验证平行轴定理时,为什么不用一个圆柱体而采用两个对称放置? 答:若只用一个,则圆盘会受到一个沿盘切向的力矩的作用,转动时,必然会导 致摩擦力矩的增加。一方面增大了测量误差。另一方面影响仪器的使用寿命。如 果采用两个对称放置,两力矩大小相等,方向相反,于是相互抵消了。