5 刚 体 转 动 惯 量 的 测 定 物本1001 班 张胜东（201009110024） 李春雷（201009110059） 郑云婌（201009110019） 5 刚 体 转 动 惯 量 的 测 定 实 验 报 告 【 实 验 目 的 】 1.熟 悉 扭 摆 的 构 造 、 使 用 方 法 和 转 动 惯 量 测 试 仪 的 使 用 。 2.用 扭 摆 测 定 弹 簧 的 扭 转 常 数K 和 几 种 不 同 形 状 的 物 体 的 转 动 惯 量 ， 并 与 理 论 值 进 行比 较 。 3.验 证 转 动 定 理 和 平 行 轴 定 理 。 【 实 验 仪 器 】 （ 1） 扭 摆 （ 转 动 惯 量 测 定 仪 ）。 （ 2） 实 心 塑 料 圆 柱 体 、 空 心 金 属 圆 桶 、 细 金 属 杆 和 两 个 金 属 块 及 支 架 。 （ 3） 天 平 。 （ 4） 游 标 卡 尺 。 （5 ）HLD-TH-II转动惯量测试仪（计时精度0.001ms ） 。 【 实 验 原 理 】 1. 扭 摆 扭 摆 的 构 造 如 图 所 示 ，在 垂 直 轴 1 上 装 有 一 根 薄 片 状 的 螺 旋 弹 簧 2，用 以 产 生 恢 复 力 矩 。在 轴 的 上 方 可 以 装 上 各 种 待 测 物 体 。 垂 直 轴 与 支 座 间 装 有 轴 承 ， 以 降 低 磨 擦 力 矩 。 3 为 水 平仪 ， 用 来 调 整 系 统 平 衡 。 将 物 体 在 水 平 面 内转 过一 角度 θ 后， 在 弹 簧 的 恢 复 力 矩 作用 下物 体 就开始绕垂 直 轴 作往返扭 转 运将 物 体 在 水 平 面 内转 过一 角度 θ后，在 弹 簧 的 恢 复 力 矩 作用 下物 体 就开始绕垂 直轴 作往返扭 转 运动 。 根 据虎克定 律， 弹 簧 受扭 转 而产 生 的 恢 复 力 矩 M 与 所 转 过的 角度 θ成正比 ， 即 5 b M＝－Kθ （1） 式中，K 为弹簧的扭转常数，根据转动定律 M＝Iβ 式中，I 为物体绕转轴的转动惯量，β为角加速度，由上式得 IM （2） 令 LK2 ,忽略轴承的磨擦阻力矩，由（1）、（2）得 222IKdtd （3） 上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速度与角位移成正比，且方向相反。此方程的解为： θ＝Acos(ωt＋φ) （4） 式中，A 为谐振动的角振幅，φ为初相位角，ω...
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