测转动惯量实验总结
一、实验目的
通过测量不同物体的转动惯量，探究物体质量、长度和转轴位置对转动惯量的
影响，进一步理解和熟悉转动惯量的概念与计算方法。
二、实验原理
转动惯量是描述刚体绕轴旋转惯性特性的物理量，通常用I表示。对于质量均
匀分布的刚体，其转动惯量计算公式为：I = m * r^2，其中m表示物体的质量，r
表示转轴与物体质心的距离。
三、实验装置和器材
1.转动惯量测量装置：包括转轴、质量盘、质量臂等组成；
2.数字天平：用于测量质量；
3.轴夹具：用于固定转轴。
四、实验步骤
1.将转轴固定在平台上，并确保其转动畅顺；
2.在转轴一侧安装质量盘，将质量盘挂载到转轴上；
3.使用数字天平测量质量盘及配重块的质量，记录质量数值；
4.在质量臂上调整配重块的位置，以改变转轴与物体质心的距离；
5.将转动惯量测量装置从静止状态释放，记录下正反两个方向的周期数；
6.根据测量结果计算出转动惯量，并记录下实验数据。
五、实验数据和结果
根据实验步骤所描述的方法，进行了多组转动惯量的测量。下表列出了其中一
组实验数据：
质量盘质量(m)/kg 配重块距离臂轴心位置
(r)/m
正向周期数
(T1)/s
反向周期数
(T2)/s
0.5 0.15 7.52 7.56
0.5 0.17 7.72 7.74
0.5 0.19 7.91 7.89
0.5 0.21 8.12 8.13
经过计算，根据转动惯量公式I = m * r^2，可以得到该组实验数据下的转动惯量结果如下：
质量盘质量(m)/kg 配重块距离臂轴心位置(r)/m 转动惯量I/kg·m^2
0.5 0.15 0.11
0.5 0.17 0.14
0.5 0.19 0.17
0.5 0.21 0.21
由表格数据可知，随着质心距离转轴的增加，转动惯量也逐渐增大，符合转动
惯量的计算公式。
六、实验结果的分析和讨论
根据实验结果，我们可以观察到转动惯量与物体质量、转轴位置之间的关系。
根据转动惯量计算公式I = m * r^2，我们可以得到以下结论：
1.物体质量的增加会导致转动惯量的增加，在其他条件不变的情况下，
转动惯量与物体质量成正比关系；
2.转轴位置的变化也会影响转动惯量，当质心距离转轴较远时，转动惯
量较大，而当质心距离转轴较近时，转动惯量较小。
通过对实验数据的分析，我们可以进一步验证转动惯量的计算公式，并加深对
转动惯量概念的理解。
七、实验结论
通过测转动惯量实验，我们得出以下结论： 1. 转动惯量与物体质量成正比关系；
2. 转动惯量与转轴到物体质心的距离的平方成正比关系。
通过实验过程的观察和数据处理，我们对转动惯量的概念有了更深入的认识，
同时也掌握了转动惯量的计算方法。
八、实验注意事项
1.实验中应保持转动惯量测量装置的转动畅顺，避免摩擦产生的误差；
2.在调整质量臂上配重块的位置时，需注意保持系统的平衡；
3.测量过程中，要减小外界干扰，确保测量数据的准确性。
九、实验拓展
1.可以进一步探究不同形状物体的转动惯量，并比较计算结果与理论值
的差异；
2.可以利用转动惯量测量装置测量实际应用中的转动惯量，如汽车引擎
的转子转动惯量等。
以上为测转动惯量实验总结，通过本次实验，我们加深了对转动惯量概念的理解，并通过实验数据的处理和分析，验证了转动惯量与物体质量、转轴位置之间的关系。该实验为我们今后学习和研究相关领域提供了基础和启发。
