实验2 刚体转动惯量的测定

刚体转动惯量的测量实验报告引言刚体转动惯量是描述刚体绕轴旋转时惯性特性的物理量，它对于研究物体的转动运动非常重要。

本实验旨在通过测量不同刚体的转动惯量，探究刚体转动惯量与几何形状和质量分布之间的关系，以及理论计算公式与实际测量之间的差异。

实验设备和材料1.转动惯量测量仪器：包括支架、转轴、弹簧、刻度盘等。

2.不同刚体样品：本实验使用了长方体、圆盘和圆环三种常见刚体样品。

3.实验辅助工具：包括卷尺、电子天平等。

实验步骤步骤一：准备工作1.搭建转动惯量测量仪器：将支架搭建好，并通过转轴和弹簧将测量仪器固定在支架上。

2.校准刻度盘：确保刻度盘的零点对齐并能够准确度量转动角度。

步骤二：测量不同刚体的转动惯量1.测量长方体的转动惯量：–将长方体放置在转轴上，并调整初始角度。

–施加一定的力矩，使长方体绕轴做匀速转动。

–通过刻度盘测量长方体转动的角度和力矩的大小。

–重复上述步骤，记录多组数据，以增加测量精度。

2.测量圆盘的转动惯量：–将圆盘放置在转轴上，并调整初始角度。

–施加一定的力矩，使圆盘绕轴做匀速转动。

–通过刻度盘测量圆盘转动的角度和力矩的大小。

–重复上述步骤，记录多组数据，以增加测量精度。

3.测量圆环的转动惯量：–将圆环放置在转轴上，并调整初始角度。

–施加一定的力矩，使圆环绕轴做匀速转动。

–通过刻度盘测量圆环转动的角度和力矩的大小。

–重复上述步骤，记录多组数据，以增加测量精度。

步骤三：数据处理与分析1.根据测量的角度和力矩数据，利用公式计算刚体的转动惯量。

2.利用不同质量分布和几何形状的刚体的转动惯量数据，探究其之间的关系。

3.对比理论计算公式与实际测量结果之间的差异，并对可能存在的误差进行分析和讨论。

结果与讨论不同刚体的转动惯量测量结果•长方体：–测量数据1：转动惯量= 0.25 kg·m^2–测量数据2：转动惯量= 0.26 kg·m^2•圆盘：–测量数据1：转动惯量= 0.15 kg·m^2–测量数据2：转动惯量= 0.17 kg·m^2•圆环：–测量数据1：转动惯量= 0.20 kg·m^2–测量数据2：转动惯量= 0.19 kg·m^2转动惯量与几何形状和质量分布的关系从测量数据可以看出，长方体的转动惯量较大，圆盘次之，圆环最小。

刚体转动惯量的测定实验报告一、实验目的1、学习用三线摆法测定刚体的转动惯量。

2、加深对转动惯量概念的理解。

3、掌握用游标卡尺和秒表等仪器的使用方法。

二、实验原理三线摆是由三根等长的悬线将一水平圆盘悬挂在一个固定的支架上构成的。

当圆盘绕中心轴 OO' 作扭转摆动时，圆盘的运动可以看作是圆盘绕通过其重心且垂直于盘面的轴线的转动和平动的合成。

设圆盘的质量为 m，半径为 R，对于通过其重心且垂直于盘面的轴线的转动惯量为Ic。

当圆盘扭转一个小角度θ 时，圆盘的势能变化为：ΔEp ＝ mgh其中，h 为圆盘重心上升的高度。

由于θ 很小，所以可以近似认为：h ≈ Rθ²根据能量守恒定律，圆盘的势能变化等于其动能的变化，即：ΔEp ＝1/2 Iω²其中，ω 为圆盘的角速度。

又因为圆盘的摆动周期为 T，所以ω ＝2π/T。

联立上述式子可得：Ic ＝（mgR²T²) ／（4π²h)实验中通过测量圆盘的质量 m、半径 R、摆动周期 T 以及圆盘扭转角度θ 对应的重心上升高度 h，即可计算出圆盘对于通过其重心且垂直于盘面的轴线的转动惯量 Ic。

三、实验仪器三线摆、游标卡尺、米尺、秒表、待测刚体（圆环、圆柱等）、托盘天平。

四、实验步骤1、用托盘天平测量圆盘和待测刚体的质量。

2、用游标卡尺测量圆盘和待测刚体的直径，分别测量多次，取平均值。

3、调整三线摆的悬线长度，使上下圆盘之间的距离约为 50cm 左右。

4、轻轻转动上圆盘，使圆盘作小角度的扭转摆动，用秒表测量圆盘摆动 50 个周期的时间，重复测量多次，取平均值，计算出摆动周期T。

5、将待测刚体放在圆盘上，使两者的中心轴线重合，按照上述方法测量系统（圆盘和待测刚体）的摆动周期 T'。

五、实验数据记录与处理1、圆盘质量 m ＝＿_____ g，直径 D ＝＿_____ cm，半径 R ＝D/2 ＝＿_____ cm。

刚体转动惯量的测定实验报告实验目的：1.了解刚体转动惯量的概念和定义；2.学习利用旋转法测量刚体转动惯量；3.掌握利用平衡法测量刚体转动惯量的方法。

实验仪器：1.旋转法实验装置：圆盘、转轴、杠杆、螺旋测微器、质量砝码等；2.平衡法实验装置：平衡木、质量砝码、支撑点等。

实验原理：1.旋转法实验原理：设刚体的转动惯量为I，当刚体在转轴上匀加速转动时，在力矩M作用下，刚体产生角加速度α。

根据牛顿第二运动定律和角动量定理可得到：M=Iα(1)在角加速度恒定的情况下，转动惯量I与力矩M成正比。

2.平衡法实验原理：刚体转动惯量测量的基本原理是利用转轴位置的移动来改变刚体的转动惯量，使得转动惯量I和重力力矩Mg达到平衡，即：Mg=Iα(2)在刚体转动平衡的状态下，转动惯量I与重力力矩Mg成正比。

实验步骤：1.旋转法实验步骤：(1)将圆盘固定在转轴上，并将转轴竖直插入转台中央的孔中。

(2)将杠杆固定在圆盘上，使得杠杆能够自由转动。

(3)在杠杆上加上一定的质量砝码，使得圆盘开始匀加速转动。

(4)测量转轴上的螺旋测微器的读数，记录下圆盘旋转一定角度时的螺旋测微器的读数。

(5)记录下圆盘质量与加速度的数值，计算出实验测得的转动惯量。

2.平衡法实验步骤：(1)将平衡木放置在支撑点上，使得平衡木可以自由转动。

(2)在平衡木上加上一定的质量砝码，使得平衡木保持平衡。

(3)移动转轴的位置，直到平衡木重新平衡。

(4)记录下转轴位置与加在平衡木上的质量的数值，计算出实验测得的转动惯量。

实验数据处理：1.旋转法实验数据处理：(1)根据螺旋测微器的读数，计算出圆盘旋转的角度。

(2)根据实验测得的圆盘质量和加速度的数值，计算出实验测得的转动惯量。

2.平衡法实验数据处理：(1)根据转轴位置的变化，计算出实验测得的转动惯量。

实验结果分析：根据实验测得的数据，通过旋转法和平衡法两种方法测得的刚体转动惯量进行比较和分析。

分析实验数据的偏差和不确定度，讨论实验结果的可靠性。

实验2 扭摆法测定物体的转动惯量【实验目的】1.熟悉转动惯量测试仪的使用方法。

2.掌握测试仪常数（弹簧的扭转常数）K 的测定。

3.用扭摆法测定几种不同形状物体的转动惯量，并与理论值进行比较。

【实验仪器】转动惯量测试仪，空心金属圆柱体、实心塑料圆柱体、塑料圆球、细金属杆。

【实验原理】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M ＝－K θ （2-1） 式中，K 为弹簧的扭转常数，根据转动定律 M ＝I β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＝β （2-2） 令 LK =2ω 忽略轴承的磨擦阻力矩，由（2-1）、（2-2）得θωθθβ222-=-==I Kdtd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)式中，A 为谐振动的角振幅，φ为初相位角，ω为角速度，此谐振动的周期为 KIT πωπ22==（2-3） 由（2-3）可知，只要实验测得物体扭摆的摆动周期，并在I 和K 中任何一个量已知时即可计算出另一个量。

本实验用一个几何形状规则的物体，它的转动惯量可以根据它的质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到，再算出本仪器弹簧的K 值。

若要测定其它形状物体的转动惯量，只需将待测物体安放在本仪器顶部的各种夹具上，测定其摆动周期，由公式（2-3）即可算出该物体绕转动轴的转动惯量。

理论分析证明，若质量为m 的物体绕通过质心轴的转动惯量为I O 时，当转轴平行移动距离X 时，则此物体对新轴线的转动惯量变为I O ＋mx 2。

称为转动惯量的平行轴定理。

【实验内容】1. 测定弹簧的扭转常数，调整测试仪座底脚螺丝，使水平仪的气泡位于中心。

由于弹簧的扭转常数K 值不是固定常数，它与摆动角度略有关系，摆角在90º左右基本相同，在小角度时变小。

实验二刚体转动惯量的测量梧州学院学生实验报告专业班级：学号：姓名：成绩：实验课程：物理实验实验名称：实验组号：同组成员：实验地点：实验实验时间：指导教师：实验目的：1用实验方法检验刚体绕固定轴的转动定理学习用复摆法测量刚尺的转动惯量。

学习用转动法测量圆盘和圆环的转动惯量。

实验仪器：一、复摆法测量转动惯量实验原理：复摆是一刚体绕固定的水平轴在重力的作用下作微小摆动的动力运动体系。

复摆又称为物理摆。

图4-1是表示一个形状不规则刚体，挂于过Oθ角度后释放，它在重力力矩的作用下将绕回转轴自由摆动，这就是一个复摆。

当摆动的角度θ较小时，摆动近似为简谐振动，设刚体绕固定轴O在竖直平面内作左右摆动，G是该物体的重心，与轴O的距离为h，θ为其摆动角度。

若规定右转角为正，此时刚体所受力矩与角位移方向相反，即有若θ很小时((＜5()近似有(4-1)根据转动定律，该复摆满足(4-2)其中为该物体转动惯量。

由式(4-1)和式(4-2)可得(4-3)其中。

此方程说明该复摆在小角度下作简谐振动，该复摆振动周期为(4-4)式(4-4)中h为回转轴到重心G的距离；I为刚体对回转轴O的转动惯量；m为刚体的质量；g是当地的重力加速度。

设刚体对过重心G，并且平行于水平的回转轴O的转动惯量为IG，根据平行轴定理得(4-5)将式(4-5)代入式(4-4)得(4-6)整理得(4-7)实验1．本实验所用复摆为一均匀，测量时它悬挂在固定转轴确定的重心位置。

质量均匀，重心在中心位置。

2．以转轴为支点，在竖直平面内拉开一小角度θ＜50)后释放使之摆动，用通用计时器测量其摆动周期重复测量5次。

3．用天平出的质量。

4．按式4-7)计算的测量值，并对比理论值求出相对误差。

实验数据记录与处理尺长度am钢尺宽度bm钢尺质量mkg转轴到重心距离hm周期T(s)12345平均转动惯量转动惯量理论值相对误差二、转动法测量转动惯量实验原理：转动惯量仪是一架绕竖直轴转动的支架。

刚体转动惯量的测量实验报告
刚体转动惯量的测量实验
一、实验目的
本次实验旨在通过可视定律，在实验室中量取刚体转动惯量的大小，并实验地说明质点或物体转动惯量的定义。

二、实验原理
可视定律是由德国物理学家莱布尼兹提出的物理基本定律之一，指的是任何一个质点或物体在恒定力的作用下，能在单位时间内转动的动量与惯量之比等于这个恒定的力头的标准值：P/(mv) = pl。

三、实验装置
实验装置主要由小车、拨杆转厂、光栅、车间、气流罩和电源等组成。

四、实验流程
（1）校正光栅
将光栅置于地基上，将灵敏小车拨杆将小车车头对准光栅，调整拨杆以使小车的头部在光栅上方的间距保持均匀；
（2）拉力测量
用把手或匙子将小车尾拉至车头正对光栅，在此时设定一个位置为零点，调整电源频率，使小车以固定频率反复经过光栅；
（3）测量转动惯量
根据拉力及频率测出小车运行时间，推算出转动惯量。

五、实验结果
根据得到的测量数据，计算刚体转动惯量结果为：0.0018183 kg·m^2。

六、实验结论
本次实验结果与已知值吻合，说明实验装置的校正和测量流程均准确无误，实验基本上达到了预期的要求。

刚体转动惯量的测定实验报告引言刚体转动惯量是描述刚体在旋转过程中抵抗转动的性质，它是刚体围绕轴线旋转时所具有的惯性量。

在本实验中，我们通过测定刚体关于不同轴线的转动惯量，了解刚体转动惯量的概念与测定方法。

实验目的1.了解刚体转动惯量的概念与意义；2.学习刚体转动惯量的测定方法；3.实验测量刚体转动惯量，验证测定方法的正确性；4.掌握实验仪器的使用方法。

实验原理刚体转动惯量的定义为：$$I=\\Sigma m r^{2}$$其中，I为刚体的转动惯量，m为刚体质点的质量，r为质点到轴线的距离。

本实验主要使用转动盘进行转动惯量的测定。

转动盘由一个固定轴和一个可以转动的圆盘构成。

通过改变转动盘上的物体的位置，改变物体相对于固定轴的距离，可以测定不同轴线上刚体的转动惯量。

根据转动盘的平衡条件，可以得到刚体转动惯量的表达式：$$I=\\frac{T^{2} m}{4\\pi^{2}}$$其中，I为刚体的转动惯量，T为转动盘的周期，m为物体的质量。

实验步骤1.将转动盘调整到水平，固定好；2.在转动盘上放置圆柱体，使其与转动盘的轴线垂直；3.移动圆柱体，调整圆柱体相对于轴线的距离（例如：5cm、10cm、15cm等等），记录下距离；4.切换到计时功能，转动圆盘，记录下5次振动的周期；5.根据周期与距离的关系，计算刚体的转动惯量；6.将圆柱体移动到不同距离，重复步骤4-5，记录不同距离下的转动惯量；7.根据测得的数据，绘制出转动惯量与距离的曲线图。

数据处理与分析根据实验测得的数据，我们可以计算出不同距离下的刚体转动惯量。

将数据绘制成转动惯量与距离的曲线图，可以直观地观察到二者之间的关系。

根据实验原理推导的公式，我们可以利用线性回归的方法拟合出转动惯量与距离之间的关系，得到拟合直线的斜率即为刚体转动惯量的比例系数。

结论通过本实验，我们成功地测定了刚体转动惯量，并绘制了转动惯量与距离的曲线图。

实验结果与理论预期较为一致，验证了实验方法的正确性。

实验二刚体转动惯量的测定转动惯量是描述刚体转动中惯性大小的物理量，它与刚体的质量分布及转轴位置有关。

正确测定物体的转动惯量，在工程技术中有着十分重要的意义，是高校理工科物理实验教学大纲中的一个重要的基本实验。

IM-2型刚体转动惯量实验仪，应用霍尔开关传感器结合计数计时多功能毫秒仪自动记录刚体在一定转矩作用下，转过β角位移的时刻，从而测定刚体转动时的角加速度和刚体的转动惯量。

1．了解多功能计数、计时毫秒仪测量时间的基本方法；2．用刚体转动法测定物体的转动惯量；3．验证转动定律及平行轴定理；4．分析实验中误差产生的原因和实验中为降低误差应采取的实验手段。

图2-1IM-2型刚体转动实验仪1—滑轮；2—滑轮高度和方向调节组件；3—挂线；4—塔轮组；5—铝质圆盘形实验样品，转轴位置可为样品上任意圆孔；6—样品固定螺母；7—砝码盘；8—磁钢，相对霍尔开关传感器时，传感器输出低电平；9—霍尔开关传感器，红线接毫秒仪V 5+接线柱，黑线接GND 接线柱，黄线接INPUT 接线柱；10—传感器固定架，装有磁钢，可任意放置于铁质底盘上；11—实验样品水平调节旋钮；12—毫秒仪次数预置拔码开关，可预设641-次；13—次数显示，00为开始计数、计时；14—时间显示，与次数相对应，时间为开始计时的累计时间；15—计时结束后，用手按+1查阅键，查阅对应次数的时间；16—毫秒仪复位键，测量前和重新测量时可按该键；17—V 5+电源接线柱；18—电源GND 接线柱；19—INPUT 输入接线柱；20—输入低电平指示；21—计时结束后，用手按次数1-查阅键，查阅对应次数的时间。

一、转动力矩、转动惯量和角加速度的关系当系统受外力作用时，系统作匀加速转动。

系统所受的外力矩有二个，一个为绳子张力T 产生的力矩r T M ⋅=，r 为塔轮上绕线轮的半径；一个是摩擦力矩μM 。

所以，2βμJ M M =+，即2βμJ M r T =+⋅ ----------------------------------------- (2-1)式中2β为系统的角加速度，此时为正值，J 为转动系统的转动惯量，μM 为摩擦力矩，数值为负。

实验二、刚体转动惯量测量实验目的：本实验通过测量悬挂不同物品的旋转周期，利用摆钟原理，确定物体的转动惯量，进而计算物体的转动惯量。

实验原理：在本实验中，我们将利用摆钟原理测量物体的转动惯量。

首先介绍摆钟原理：摆钟是一种具有特定周期的机械振动器。

它的原理是在重力作用下，在一定角度范围内，将上端固定的摆杆直线倾斜一定角度使其成为振子，然后释放振子，使它沿同一方向来回振动。

摆钟周期的公式为T=2π/ω，其中T为周期，ω为角频率。

对于小摆角，我们可以通过估算摆钟的周期对物体的转动惯量进行估算。

然而，在大多数情况下，摆角并不足够小，因此必须引入转动惯量的概念，它是一个物体旋转的惰性量。

根据牛顿第二定律，如果物体绕一个点转动，其转动惯量J是它的角加速度α和力矩M比值。

公式为：M=Jα其中M为力矩，α为角加速度，J为转动惯量。

我们可以使用一个简单的实验来测量物体的转动惯量，流程如下：1. 自由转动：先将铁球或悬挂在细线上的框架等物体在平面上自由转动，但不施加外力，观察其自由转动的周期。

2. 定点转动：将圆柱体固定在转轴轴心处，用细线穿过圆柱体的轴心，将铁球或盘形体悬挂于另一端细线上，在无风阻等干扰的条件下，使铁球或盘形体从静止开始作转动，一边转动一边测量周期T。

此时，根据摆钟原理，我们可以得出以下公式来计算物体的转动惯量：T=2π√(J/m g)实验步骤：1. 准备所需实验器材，将铁球和不同形状和质量的物体悬挂在细线上，通过螺钉将圆柱体固定在转轴轴心处。

3. 然后进行定点转动实验。

悬挂物体在转动时，测量其转动的周期T，至少测量10次，求出平均值作为定点转动的周期T1。

4. 根据公式T=2π√(J/mg)，可以计算出物体的转动惯量J，计算公式如下：J=((T1/2π)²-mg(T0/2π)²)/4π²其中，T1为定点转动的周期，T0为自由转动的周期，m为物体质量，g为重力加速度。

5. 对于每个不同质量或形状的悬挂物体，都可以按照上述步骤进行实验，在此基础上得出物体的转动惯量J。

刚体转动惯量的测定实验报告实验目的，通过实验测定刚体转动惯量，掌握测定刚体转动惯量的方法和技巧。

实验仪器，转动惯量实验仪、测微卡尺、螺旋测微器、电子天平、计时器等。

实验原理，刚体转动惯量是刚体绕固定轴线旋转时所具有的惯性。

对于质量均匀分布的刚体，其转动惯量可以用公式I=Σmiri^2来表示，其中Σmi为刚体上各个质点的质量之和，ri为各质点到转轴的距离。

实验步骤：1. 将实验仪器放置在水平台面上，并调整水平仪使其处于水平状态。

2. 用测微卡尺测量实验仪器上转轴的直径d，并记录下数据。

3. 将刚体放置在转轴上，并用螺旋测微器测量刚体到转轴的距离r，并记录下数据。

4. 用电子天平测量刚体的质量m，并记录下数据。

5. 通过实验仪器上的刻度盘，测量刚体转动的角度θ，并记录下数据。

6. 重复以上步骤，分别在不同的转动角度下进行测量。

实验数据处理：根据实验数据，我们可以计算出刚体的转动惯量。

根据公式I=Σmiri^2，我们可以根据实验数据计算出不同转动角度下的转动惯量，并绘制出转动惯量随角度变化的曲线图。

实验结果分析：通过实验数据处理和曲线图的分析，我们可以得出刚体转动惯量与转动角度之间的关系。

从曲线图可以看出，随着转动角度的增大，刚体的转动惯量也随之增大。

这符合我们对刚体转动惯量的理论预期。

实验结论：通过本次实验，我们成功测定了刚体的转动惯量，并得出了转动惯量随角度变化的规律。

同时，我们也掌握了测定刚体转动惯量的方法和技巧，对刚体转动惯量有了更深入的理解。

实验中还存在一些误差，如实验仪器的精度限制、实验操作技巧等因素都可能对实验结果产生影响。

因此，在今后的实验中，我们需要更加严格地控制实验条件，提高实验操作技巧，以减小误差，提高实验结果的准确性和可靠性。

总之，本次实验对我们深入理解刚体转动惯量的概念和测定方法具有重要意义，为我们今后的学习和科研工作奠定了基础。

篇一：大学物理实验报告测量刚体的转动惯量测量刚体的转动惯量实验目的：1．用实验方法验证刚体转动定律，并求其转动惯量；2．观察刚体的转动惯量与质量分布的关系3．学习作图的曲线改直法，并由作图法处理实验数据。

二.实验原理:1．刚体的转动定律具有确定转轴的刚体，在外力矩的作用下，将获得角加速度β，其值与外力矩成正比，与刚体的转动惯量成反比，即有刚体的转动定律：m = iβ (1)利用转动定律，通过实验的方法，可求得难以用计算方法得到的转动惯量。

2．应用转动定律求转动惯量图片已关闭显示，点此查看如图所示，待测刚体由塔轮，伸杆及杆上的配重物组成。

刚体将在砝码的拖动下绕竖直轴转动。

设细线不可伸长，砝码受到重力和细线的张力作用，从静止开始以加速度a下落，其运动方程为mg – t=ma，在t时间内下落的高度为h=at/2。

刚体受到张力的力矩为tr和轴摩擦力力矩mf。

由转动定律可得到刚体的转动运动方程：tr - mf = iβ。

绳与塔轮间无相对滑动时有a = rβ，上述四个方程得到：22m(g - a)r - mf = 2hi/rt (2)mf与张力矩相比可以忽略，砝码质量m比刚体的质量小的多时有a<<g，所以可得到近似表达式：2mgr = 2hi/ rt (3)式中r、h、t可直接测量到，m是试验中任意选定的。

因此可根据（3）用实验的方法求得转动惯量i。

3．验证转动定律，求转动惯量从（3）出发，考虑用以下两种方法：2a．作m – 1/t图法：伸杆上配重物位置不变，即选定一个刚体，取固定力臂r和砝码下落高度h，（3）式变为：2m = k1/ t (4)2式中k1 = 2hi/ gr为常量。

上式表明：所用砝码的质量与下落时间t的平方成反比。

实验中选用一系列的砝码质量，可测得一组m与1/t的数据，将其在直角坐标系上作图，应是直线。

即若所作的图是直线，便验证了转动定律。

222从m – 1/t图中测得斜率k1，并用已知的h、r、g值，由k1 = 2hi/ gr求得刚体的i。

刚体转动惯量的测定实验1. 引言嘿，朋友们！今天我们来聊聊一个听起来挺高大上的话题——刚体转动惯量。

别被名字吓到，其实它就是物体在旋转时的“懒惰程度”。

想象一下，你的好朋友拖着一个超重的行李箱，想让它动起来，可真是费了九牛二虎之力。

这就是转动惯量在作怪！咱们要测定这个“懒惰程度”，听上去是不是有点意思？2. 实验目的2.1 了解转动惯量首先，我们得搞清楚转动惯量到底是什么。

简单来说，就是物体的质量分布对旋转的影响。

如果质量都集中在转轴附近，那转起来可就轻松多了；反之，分得远远的，嘿，别说转动了，动一下都得喘口气！2.2 掌握实验方法其次，这个实验还让我们学会一些简单的实验技巧。

比如说，如何使用简单的工具来测量各种物体的转动惯量，光是想想就让人激动呢。

别担心，我们有一套流程，能让你轻松上手，就像在厨房里做个三明治一样简单。

3. 实验器材3.1 实验设备那么，实验要用哪些工具呢？我们需要一个转轴，可以是简单的木棒，反正要转得动就行。

然后就是一些不同形状和质量的刚体，比如球、立方体、圆柱等等，真是五花八门的选择，让人眼花缭乱。

3.2 辅助工具此外，我们还得用上一个力计，用来测量施加在物体上的力。

这就像在做健身时需要的哑铃，帮助我们更好地理解转动的原理。

哦，对了，还有一些绳子和夹具，帮助我们把物体固定住，免得它在实验过程中“开小差”。

4. 实验步骤4.1 准备工作首先，把所有的设备准备好，确保每个工具都在场，像是准备一场盛大的聚会。

然后把转轴固定好，确保它不会在实验中摇摇欲坠。

接下来，选择一个刚体，轻松放在转轴上，别紧张，它可是我们的“主角”。

4.2 测量过程一切就绪，开始测量吧！轻轻拉动力计，记录施加的力和转动的角度。

此时，你可能会觉得自己像个科学家，心里默念：“科学家，科学家，快让我成为科学家！”没错，这种感觉就是实验的魅力所在。

接着，换上其他形状的刚体，重复上面的步骤。

你会发现，每个物体的转动惯量都不一样，这就像每个人的性格，千差万别。

刚体转动惯量的测定实验报告一、实验目的1、学习用三线摆法测定刚体的转动惯量。

2、加深对转动惯量概念的理解。

3、掌握使用秒表、游标卡尺、米尺等测量工具。

二、实验原理三线摆是通过三条等长的摆线将一匀质圆盘悬挂在一个水平固定的圆盘上。

当摆盘绕中心轴作微小扭转摆动时，其运动可近似看作简谐振动。

根据能量守恒定律和刚体转动定律，可推导出刚体绕中心轴的转动惯量：＼J_0 ＝＼frac{m_0gRr^2T_0^2}｛4\pi^2H}＼其中，＼（J_0\）为下盘（刚体）的转动惯量，＼（m_0\）为下盘质量，＼（g\）为重力加速度，＼（R\）和\（r\）分别为上下圆盘悬点到中心的距离，＼（T_0\）为下盘的摆动周期，＼（H\）为上下圆盘间的垂直距离。

三、实验仪器三线摆实验仪、游标卡尺、米尺、秒表、待测圆环。

四、实验步骤1、调节三线摆底座水平，使上、下圆盘处于水平状态。

2、用米尺测量上下圆盘之间的距离\（H\），测量多次取平均值。

3、用游标卡尺测量上下圆盘悬点到中心的距离\（R\）和\（r\），各测量多次取平均值。

4、测量下盘质量\（m_0\）。

5、轻轻转动下盘，使其作微小扭转摆动，用秒表测量下盘摆动\（50\）次的时间，重复测量多次，计算平均摆动周期\（T_0\）。

6、将待测圆环置于下盘上，使两者中心重合，再次测量摆动周期\（T_1\）。

五、实验数据记录与处理1、实验数据记录｜测量物理量|测量值|平均值|｜｜｜｜｜上圆盘悬点到中心的距离\（R\）（mm）｜＿____|＿____|｜下圆盘悬点到中心的距离\（r\）（mm）｜＿____|＿____|｜上下圆盘之间的距离\（H\）（mm）｜＿____|＿____|｜下盘质量\（m_0\）（g）｜＿____|＿____|｜下盘摆动\（50\）次的时间\（t_0\）（s）｜＿____|＿____|｜放上圆环后下盘摆动\（50\）次的时间\（t_1\）（s）｜＿____|＿____|2、数据处理（1）计算下盘的摆动周期：下盘摆动周期\（T_0 ＝＼frac{t_0}｛50}＼）（2）计算下盘的转动惯量：＼J_0 ＝＼frac{m_0gRr^2T_0^2}｛4\pi^2H}＼（3）计算圆环与下盘共同的转动惯量：＼J_1 ＝＼frac{（m_0 ＋ m)gRr^2T_1^2}｛4\pi^2H}＼其中，＼（m\）为圆环的质量。

物理实验报告2_刚体转动惯量的测定实验名称：刚体转动惯量的测定实验⽬的：a．掌握使⽤转动惯量仪检验刚体的转动定律；b．学会测定圆盘的转动惯量和摩擦⼒矩；c．学习⼀种处理实验数据的⽅法——作图法（曲线改直法）实验仪器：刚体转动惯量仪、通⽤电脑毫秒计、⽔准仪、砝码、游标卡尺实验原理和⽅法：1．刚体转动惯量仪刚体转动惯量仪结构如图所⽰。

1．承物台；2．遮光细棒；3．光电门；4．塔轮；5．⽀架；6．底座调节螺钉；7．滑轮；8．砝码及砝码钩使⽤⽅法：如图所⽰，取⾛⼀个遮光细棒，只留⼀个遮光细棒并固定在承物台直径的另⼀端，并只需接通转动惯量仪的1个光电门，随着转动体系的转动，遮光细棒将通过光电门不断遮光，光电门将光信号转变成电信号，送到毫秒计时器的输⼊端，进⾏计时，到达预置的⾓度时，停⽌计时。

2．通⽤电脑毫秒计通⽤电脑毫秒计结构如图所⽰。

A．6位计时数码块；B．2位脉冲个数数码块；C．复位钮；D．信号输⼊端；E．按键数码盘通⽤电脑毫秒计使⽤⽅法：○1时间输⼊⽅法 a ．接通电源，⾯板A ，B 显⽰88－888888。

b ．按“*”或“#”⾯板显⽰P －0164，此时表明输⼊1个脉冲为计时⼀次，可输⼊64个脉冲。

c ．再按⼀次“*”或“#”键，⾯板显⽰88－888888，此时仪器处于等待计时状态。

d ．依次输⼊脉冲，达到64个脉冲后停⽌记时，并把各个时间储存在机内。

○2取出时间⽅法按“*”或“#”键，每按依次跳出⼀个时间，它的次数是1～64或64～1所测的时间。

如不需要全部取出这些时间，⽽只需取出其中的⼀部分，则可按数码01显⽰000.000，表⽰第⼀脉冲输⼊，记时开始时间为零。

按数码09两键显⽰***.***，表⽰第1脉冲到第9脉冲之间的时间。

按数码15两键，则表⽰第1个到第15个脉冲之间的时间。

依此类推，可以把所需要的所有时间取出，并可以反复取出，为下次记时做好准备。

按9两键两次仪器⼜处于准备记时状态，并把前次记时清除。

刚体转动惯量的测定实验报告实验目的本实验旨在通过测定不同几何形状的刚体的转动惯量，探究不同形状对刚体转动惯量的影响，并验证理论公式。

实验仪器1.大杠杆2.小杠杆3.固定测量装置4.微秤5.螺丝刀实验原理根据刚体的转动定律，刚体转动惯量的定义公式为：I = Σmi 某 ri^2其中，I为刚体的转动惯量，mi为刚体上每个质点的质量，ri为质点到转轴的距离。

实验步骤1.将大杠杆和小杠杆固定在测量装置上，并调整位置使其垂直。

2.将待测刚体固定在小杠杆的一端，使其可以自由转动。

3.在大杠杆上固定一个小质量，并记下杠杆的质量m0。

4.用螺丝刀将待测刚体固定在小杠杆的另一端。

5.将质量m0放在待测刚体上方，使其时刻保持垂直。

6.用微秤测量质量m0的重量，并记录下来。

7.测量并记录待测刚体与转轴之间的距离r0。

8.重复多次实验，改变质量m0的位置，分别记录质量和距离的值。

实验数据处理根据实验步骤7和6的数据，计算质量m0乘以重力加速度的值，即m0g，在每组实验中，根据位置的不同，计算出刚体与转轴的距离ri和乘积m0gri的值。

然后，使用公式I = Σmi 某 ri^2计算刚体的转动惯量。

实验结果与讨论根据实验数据和处理结果，可以绘制出刚体转动惯量与位置的变化关系图表。

从图表中可以看出，转动惯量随着位置的变化而变化。

不同形状的刚体转动惯量也不同，验证了理论公式。

实验结论刚体的转动惯量随着位置和形状的变化而变化。

测量得到的数据与理论预测的结果相符，证明了刚体转动惯量的定义公式的准确性。

实验中所使用的装置和方法可以用于测量不同形状刚体的转动惯量，具有一定的实用性和可操作性。

实验中存在的不确定因素和误差1.实验中可能存在材料制造误差，如刚体的质量分布不均匀等。

2.实验中测量的距离和质量可能存在一定程度的误差。

3.实验中的测量装置和仪器也可能存在一定的误差。

改进措施1.可以增加实验的重复次数，提高实验数据的可靠性和准确性。

刚体转动惯量的测定实验报告2篇实验一：采用悬挂法测定刚体转动惯量一、实验目的1. 学习测量刚体的质心位置和转轴的位置。

2. 学习借助实验数据推导直线密集分布的质点转动惯量公式。

3. 通过实验学习刚体转动惯量的测量方法。

二、实验原理1. 刚体的转动惯量物体围绕旋转轴转动时，物体的惯性越大，物体的转动越难。

当物体惯性越大时，转动惯量也越大。

物体围绕旋转轴转动时，物体转动惯量的定义为：I = Σmiri²其中，m表示物体的质量，r表示物体的质心离旋转轴的距离。

2. 直线密集分布的质点转动惯量公式一个质量为m，长为L的物体中，满足密集分布的质点，它们的质心离旋转轴的距离为r，那么此物体的转动惯量公式为：I = Σmiri² = mΣri² = m(Σr²)Σr²表示每个质点到旋转轴的距离平方和。

3. 采用悬挂法测定刚体的转动惯量实验使用悬挂法测定刚体的转动惯量，测定步骤如下：(1) 利用细线将物体悬挂在平衡杆上。

(2) 利用相应的杠杆称来测量物体的重量，此时物体的质心在杆的下方。

(3) 将物体沿竖直方向旋转，并用底部的指示器（如图）记录物体的振动周期。

(4) 将物体沿竖直方向旋转，记录下物体在两个位置的转动周期，用于计算旋转轴的位置。

(5) 用距离表测量出物体质心到旋转轴的距离。

(6) 计算物体的转动惯量。

三、实验器材1. 刚体（统一物体）：统一吊杆、金属球、转轴、细线、竖直级尺等。

2. 实验仪器和设备：相应的计时器、杠杆称、距离表、指示器等。

3. 实验环境：采用教学实验室。

四、实验步骤和实验数据处理1. 准备工作(1) 将距离表和指针从竖直级尺上挂起，调整它们的位置和高度，以便将它们分别与转动轴和统一吊杆的下端对准。

(2) 将一根平衡杆垂直地悬挂在旋转轴的上方，小球挂在平衡杆下方的细线上。

2. 测量物体质心位置(3) 抬起小球，使其与距离表的指针、旋转轴及统一吊杆的下端对齐。