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测量刚体的转动惯量实验报告及数据处理

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v1.0 可编辑可修改 实验讲义补充:

1. 刚体概念:刚体是指在运动中和受力作用后,形状和大小不变,而且内部各点的相

对位置不变的物体。

2. 转动惯量概念:转动惯量是刚体转动中惯性大小的量度。它取决于刚体的总质量,

质量分布、形状大小和转轴位置

3. 转动定律:合外力矩=转动惯量×角加速度 4. 转动惯量叠加:

空盘:(1)阻力矩(2)阻力矩+砝码外力→J1

空盘+被测物体:(1)阻力矩(2)阻力矩+砝码外力→J2 被测物体:J3=J2-J1

5. 转动惯量理式:圆盘&圆环

6. 转动惯量实验仪器:水准仪;线水平;线与孔不产生摩擦;塔轮选小的半径;至少

3个塔轮半径,3组砝码质量

7. 计数器:遮光板半圈π;单电门,多脉冲;空盘15圈,20个值;加上被测物体,8

个值; 8. 泡沫垫板 9. 重力加速度:s^2

10. 质量:1次读数,包括砝码,圆盘,圆环,以及两圆柱体;

11. 游标卡尺:6次读数,包括圆盘半径,圆环内外半径,塔轮半径,转盘上孔的内外

半径(求平均值)

12. 实验目的:测量值与理论值对比

实验计算补充说明:

1. 有效数字:质量,故有效数字为3位 2. 游标卡尺:,读数最后一位肯定为偶数; 3. 误差&不确定度:

(1) 理式计算的误差:

1

v1.0 可编辑可修改 圆盘:(注意:直接测量的是直径)

质量m=±;(保留4位有效数字)

um=*100%=% 半径R=±

若测6次,x1,x2,x3,x4,x5,x6,i=6,计算x平均值

取n=6时的

,我们处理为0

C=,仪器允差,δB=

总误差:,ux= m

,urx==%

R=± urx=%

计算转动惯量的结果表示:

,总误差:uJ=

,相对不确定=uJ/J

2

v1.0 可编辑可修改 圆环:

(2) 实验测量计算的误差:

,同上.

根据,求导,

,对R(塔轮半径),m(砝码质量),β2和β1

3

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