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刚体转动定律
2015-05-13 09:43   审核人:

实验名称:刚体转动定律     

[实验目的]

1.学习通过实验测量测定刚体转动惯量的一种方法;

2.学习用作图法处理实验数据,了解最小二乘法

[实验原理]

根据刚体定轴转动定律, 设实验时所受摩擦力矩 大小不变, 细绳与塔轮间无相对滑动, 细绳不可伸长。让重物 作无初速的匀加速直线运动, 下落位移 所需时间为 ,

           (1)

        (2)

      (3)

             (4)

            (5)

 

                                   1 转动实验仪

实验中, 保持g>>a,保持 不变,只改变 ,由(1)-(5)联立得

   (6)

在直角坐标纸上做出 图,若为一直线则说明(6)式成立。利用 图得到斜率和截距进而求出转动惯量 和摩擦力矩

[实验仪器]

转动实验仪、秒表、米尺

 

 

[实验步骤]

(1)    调节转动实验仪处于水平状态;

(2)    细线一端连接质量为20g的砝码,另一端从塔轮的细缝塞入并单层密绕于 cm的塔轮上

(3)    将细线搭在滑轮上,调节滑轮高度和方位使细线与塔轮转轴垂直

(4)    砝码从一固定高度由静止开始下落,用秒表记录下落所需时间,重复三次;

(5)    改变塔轮半径重复上述步骤,测量数据填入数据表格

(6)    测量固定高度

 

[数据表格](要求计算刚体的转动惯量和摩擦力矩,并作图)

 

r(cm)  t(s)

t1

t2

t3

1/(2r)

1.50

 

 

 

 

 

2.00

 

 

 

 

 

2.50

 

 

 

 

 

3.00

 

 

 

 

 

3.50

 

 

 

 

 

 

=      cm

 

[数据处理]

图,得到斜率K和截距C,计算

 

 [注意事项]

1.    细线要单层密绕于塔轮上,并尽可能使细线与塔轮转轴垂直

2.    要保证砝码每次从一固定高度由静止开始下落

3.严格按作图要求作图

[分析讨论]

1、分析摩擦力矩为负的原因

2、用最小二乘法处理数据与作图法进行比较。

.

 

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