《武漢理工大學(xué) 物理實(shí)驗(yàn) 物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《武漢理工大學(xué) 物理實(shí)驗(yàn) 物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告（3頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 測(cè)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓名： 實(shí)驗(yàn)日期： 儀器編號(hào)： 同組人： 練習(xí)A用扭擺測(cè)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? （1） 學(xué)習(xí)一種比較測(cè)量法； （2） 用扭擺測(cè)量剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； （3） 學(xué)習(xí)幾種常用測(cè)量工具的使用。 ［實(shí)驗(yàn)原理］ 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(dòng)時(shí)，其振 /〃/ T = 2兀' — 式中I為圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。如果在圓盤上同心地加上一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 為I1的圓環(huán)，則振動(dòng)周期增加為： 動(dòng)周期為: （1） (2) 若環(huán)的質(zhì)量為m， 下示計(jì)算： 內(nèi)外直徑

2、分別為金和d2，則環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量i1可按 圖1扭擺 -mV2 + r2)= —m^d 2 + d 2） 8 1 2 由（1），（2），（3）式可得圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： m T2 （d2 + d2 ） 8 （T2 - T 2 ） (3) （4） 可見，只要測(cè)出振動(dòng)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(cè)剛體 （圓盤）的轉(zhuǎn)動(dòng)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(jìn)一步得出鋼絲的切變彈性模量 16 m 兀 L （d2 + d2 ） -d4 （T2 - T2 ） 1 只要進(jìn)一步測(cè)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。

3、［實(shí)驗(yàn)儀器］ 扭擺，停表，游標(biāo)卡尺（測(cè)環(huán)內(nèi)外徑），千分尺（測(cè)絲直徑），米尺（測(cè)鋼絲長度）。 ［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與數(shù)據(jù)處理］ 1. 振動(dòng)周期測(cè)量： a） 使圓盤作扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，測(cè)出30次周期所需時(shí)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）。 紅線以上內(nèi)容為課前完 2. 記錄環(huán)的質(zhì)量m；用游標(biāo)卡尺測(cè)量環(huán)的內(nèi)外徑，數(shù)據(jù)記錄于表2； 成，即為預(yù)習(xí)報(bào)告之要求; 3. 用外徑千分尺測(cè)量鋼絲不同位置直徑，重復(fù)6次，數(shù)據(jù)記錄于表3。 以下內(nèi)容課后完成。 4. 用米尺測(cè)量鋼絲長度。 X' ---- 表1：振動(dòng)周期測(cè)量 單位：秒 測(cè)周期 無環(huán)時(shí) 有環(huán)時(shí) 50個(gè)周期

4、 周 期 平均周期 T = T1 = 標(biāo)準(zhǔn)偏差 S = T S = T 不確定度 A =(S2 + A 2 = A t = ^S2 + A；= 注：△廣 0.2/50 = 0.004 (s) 表2.測(cè)量圓環(huán) 物理量 質(zhì)量m (g) 內(nèi)徑d1 (cm) 外徑d2 (cm) 測(cè)量值 不確定度 / A = d % =氣= 3.測(cè)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(cè)直徑（cm） 1 2 3 4 5

5、 6 平均值 標(biāo)準(zhǔn)偏差 校零示值Z0 直徑示值Z d 直徑不確定度A d = JS2° + S： +△儀= 4. 測(cè)得鋼絲的長度L = （cm）； 不確定度A i = （cm）。 5. 圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 I mT 2 (d 2 + d 2) 8(T 2 - T 2) (kg ? m2) A = 2］「(1 +一-——)2 A2 + W A2 + — rI \ T T 2 - T 2 T (T 2 - T 2)2 T d 2 + d 2 2 A = IA = I = I + A = i 6. 切變彈性模量計(jì)算 N 1 6 兀 m (d12 + d ；) L d 4 (T 2 - T 2) (N ? m-2) + 4 )2 T 2 — T 2 + ( 2 TA T )2 T 2 — T 2 ,'(M )2 +(% )2 + 4A' \ L d d： + d 22 N = N ± A = N ［預(yù)習(xí)思考題］ (1)使扭擺作角振動(dòng)時(shí)應(yīng)注意什么？ (2)為什么圓環(huán)必須同心地加到圓盤上? ［討論思考題］ (1)為什么鋼絲的直徑必須準(zhǔn)確測(cè)定?