扭擺法測定物體的轉動慣量實驗報告

1、扭擺法測定物體的轉動慣量扭擺法測定物體的轉動慣量一、實驗目的一、實驗目的1.測定扭擺的儀器常數（彈簧的扭轉常數）K。2.測定熟料圓柱體、金屬圓筒、木球與金屬細長桿的轉動慣量。3.驗證轉動慣量的平行軸定理。二、實驗器材二、實驗器材扭擺、轉動慣量測試儀、金屬圓筒、實心塑料圓柱體、木球、驗證轉動慣量平行軸定理用的金屬細桿（桿上有兩塊可以自由移動的金屬滑塊）、游標卡尺、米尺托盤天平。三、實驗原理三、實驗原理1.測量物體轉動慣量的構思與原理將物體

2、在水平面內轉過以角度θ后，在彈簧的恢復力矩作用下物體就開始繞垂直軸作往返扭轉運動。更具胡克定律，彈簧受扭轉而產生的恢復力矩M與所轉過的角度θ成正比，即MK???式中K為彈簧的扭轉常數。若使I為物體繞轉軸的轉動慣量，β為角加速度，由轉動定律可得MI??MKII?????令，忽略軸承的磨察阻力距，得2KI??222ddt???????上式表示扭擺運動具有角簡諧振動的特性，角加速度與角位移成正比，且方向相反。方程的解為cos()At?????

3、式中A為簡諧振動的角振幅，為初相位角，為角速度。諧振動的周期為??22ITK?????由上式可知，只要通過實驗測得物體扭擺的擺動周期，并在I和K中任何一個量已知時即可計算出另外一個量。本實驗使用一個幾何形狀規(guī)則的小塑料圓柱，它的轉動慣量可以根據質量和幾何尺寸用理論公式直接計算得到，將其放在扭擺的金屬載物盤上，通過測定其在扭擺儀上擺動時的周期，可算出儀器彈簧的K值。若要測定其他形狀物體1.熟悉扭擺的構造及使用方法，熟悉轉動慣量測試儀的使用

4、方法。2.測出塑料圓柱體的外徑，金屬圓筒的內、外徑，木球直徑，金屬細長桿長度及個物體質量（各測量3次）。3.調整扭擺基座底腳螺絲，使水平儀的氣泡位于中心。4.裝上金屬載物盤，調整光電探頭的位置使載物盤上的擋光桿處于其缺口中央且能遮住發(fā)射、接受紅外光線的小孔。測定擺動周期。0T5.將塑料圓柱體垂直放在載物盤上，測定擺動周期。1T6.用金屬圓筒代替塑料圓柱體，測定擺動周期。3T7.取下載物盤、裝上木球，測定擺動周期（在計算木球的轉動慣量時，