10大学物理实验转动惯量.ppt
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1、转动惯量是描述刚体转动惯性大小的物理量,是研究和描述刚体转动规律的一个重要物理量。,转动惯量的大小不仅取决于刚体的总质量,而且与刚体的形状、质量分布以及转轴位置有关。,对于质量分布均匀、有规则几何形状的刚体,可通过数学方法计算出转动惯量的大小。,对于质量分布不均匀、没有规则几何形状的刚体,通常要用实验的方法来测定其转动惯量。,一、转动惯量的测量原理,与弹簧相连的物体转动时,弹簧会产生一个恢复力矩,由转动定律:,这里I就是转动惯量。由胡克定律,恢复力矩正比于弹簧的扭转常数K:,由上两式可得:,令 得:,这是一个关于转动角位移的标准的简谐振动微分方程,就是转动的圆频率。,转动周期,由此可知,通过测
2、量刚体转动的周期,再由已知的扭转常数K,就可以计算出转动惯量I。,二、仪器描述,塑料圆柱体,实心球体,周期测定仪,光电探头,空心金属 圆柱体,扭摆,挡光杆,游标卡尺,金属杆,滑块,夹具,螺旋弹簧,转动轴,载物盘,气泡水平仪,水平调节螺钉,三、转动的平行轴定理,对形状简单且质量分布均匀的物体,转动惯量可直接理论计算,如,这些物体绕其他与特定轴平行的轴转动时,转动惯量由平行轴定理计算。,若刚体绕过质心的轴转动的转动惯量为I0,则绕另一与之平行的轴转动的转动惯量为,x为两平行轴之间的距离。,四、弹簧扭转常数K和载物盘转动惯量的测定,设载物盘的转动惯量为I0,转动周期可测量为T0,另一转动惯量可理论计
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