1、物理實驗報告測剛體的轉(zhuǎn)動慣量班 級：_ 學(xué) 號：_ 姓 名：_實驗日期：_ 儀器編號：_ 同組人：_練習(xí)A 用扭擺測剛體的轉(zhuǎn)動慣量實驗?zāi)康模?） 學(xué)習(xí)一種比較測量法；（2） 用扭擺測量剛體的轉(zhuǎn)動慣量；（3） 學(xué)習(xí)幾種常用測量工具的使用。實驗原理圖1 扭擺扭轉(zhuǎn)彈性系數(shù)為k的鋼絲上端固定，下端與一剛體（圓盤）固連就構(gòu)成了圖1所示的扭擺。當(dāng)圓盤以鋼絲為軸作角振動時，其振動周期為： （1）式中I為圓盤的轉(zhuǎn)動慣量。 如果在圓盤上同心地加上一個轉(zhuǎn)動慣量為I1的圓環(huán)，則振動周期增加為： （2）若環(huán)的質(zhì)量為m，內(nèi)外直徑分別為d和d，則環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量I1可按下示計算： （3）由（1），（2），（3）式可得圓盤的轉(zhuǎn)

2、動慣量為： 可見，只要測出振動周期T1，T，環(huán)的質(zhì)量m及內(nèi)外徑d1 和d2，即可由上式得出待測剛體（圓盤）的轉(zhuǎn)動慣量。根據(jù)切變模量與扭轉(zhuǎn)彈性系數(shù)之間的關(guān)系，可進一步得出鋼絲的切變彈性模量 只要進一步測出鋼絲的長度L及鋼絲的直徑d，就能算出鋼絲的切變彈性模量。實驗儀器扭擺，停表，游標(biāo)卡尺（測環(huán)內(nèi)外徑），千分尺（測絲直徑），米尺（測鋼絲長度）。實驗內(nèi)容與數(shù)據(jù)處理1 振動周期測量：紅線以上內(nèi)容為課前完成，即為預(yù)習(xí)報告之要求；以下內(nèi)容課后完成。a) 使圓盤作扭轉(zhuǎn)振動，測出30次周期所需時間，重復(fù)5次，數(shù)據(jù)記錄于表1；b) 將圓環(huán)同心放置在圓盤上，重復(fù)步驟a）。2 記錄環(huán)的質(zhì)量m；用游標(biāo)卡尺測量環(huán)的內(nèi)外

3、徑，數(shù)據(jù)記錄于表2；3 用外徑千分尺測量鋼絲不同位置直徑，重復(fù)6次，數(shù)據(jù)記錄于表3。4 用米尺測量鋼絲長度。 表1：振動周期測量 單位：秒測周期無 環(huán) 時有 環(huán) 時50個周期周 期平均周期標(biāo)準(zhǔn)偏差不確定度注：B= 0.2/50 = 0.004（s） 表2測量圓環(huán)物理量質(zhì)量 m （g）內(nèi)徑d1 （cm）外徑d2 （cm）測量值不確定度/3 測鋼絲直徑 為了修正千分尺的偏零誤差，將校零讀數(shù)及鋼絲直徑讀數(shù)記錄如下：測直徑（cm）123456平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差校零示值Z0直徑示值Zd鋼絲直徑直徑不確定度4測得鋼絲的長度 L = （cm）； 不確定度 （cm）。5圓盤轉(zhuǎn)動慣量計算 （kgm2） =6切變彈性模量計算 = （Nm-2）=預(yù)習(xí)思考題（1） 使扭擺作角振動時應(yīng)