刚体转动惯量的测量实验报告-优秀物理实验报告.docx
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1、刚体转动惯量的测量实验报告【实验目的】1. 通过实验加深对刚体运动定律的理解 2. 学习两种测量刚体转动惯量的实验方法 3. 练习用曲线拟合方法处理数据【实验仪器】 PASCO 转动及扭摆实验组件(包含支架、转动传感器、力传感器、铝盘、测试圆环、挂 钩、砝码、金属丝等),550 通用接口,Capstone 软件等。 其它:水平尺,螺旋测微计,游标卡尺,钢卷尺,电子天平等【实验操作】一、测量相关数据计算转动惯量的理论值J1. 质量的测定用电子秤测量圆环和各个砝码的实际质量名称实际质量质量/g圆环469.69钩子5.00标记为5g的砝码4.98标记为10g的砝码9.80标记为20g的砝码19.89
2、2. 圆环内外径的测量用游标卡尺测得测量次数内直径d/mm外直径D/mm153.8676.64253.8476.63353.8676.66453.8276.64553.8576.62平均值53.84676.6383. 根据公式计算出圆环的转动惯量为:J=18mD2+d2=5150.6gm2二、利用转动定理T=J测量转动惯量情况测出一系列力矩Ti对应的角加速度i,用Ti=Ji+T拟合测量数据,得到转动惯量(1) 空载情况下的转动角加速度测量计算得到修正力矩T=mg-r0r0r0=0.02387m g=9.80m/s2砝码质量/gA/(rad/s2)A的不确定度/(rad/s2)角加速度/(rad
3、/s2)5.003.6930.00707.3869.987.1410.006114.28214.8010.8070.007321.61419.7814.4050.003628.8124.8917.9570.02135.91429.8721.0610.00442.12234.6924.0250.008348.05以动力矩 T=m(g r0)r0为纵坐标,以角加速度为横坐标,得到一条不过坐标原点的直线,其截距就是系统的摩擦阻力矩T,其斜率就是Jc + J0. 拟合结果如下:可得所圆盘转动惯量和滑轮转动惯量之和Jc + J0为:1718g*cm2(2) 有负载情况下的转动角加速度测量安装好圆环,加不
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