测量刚体的转动惯量实验报告及数据处理

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实验讲义补充:

1.刚体概念:刚体就是指在运动中与受力作用后,形状与大小不变,而且内部各点的相对

位置不变的物体。

2.转动惯量概念:转动惯量就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、形状大小与转轴位置

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.转动惯量理论公式: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:9、794m/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16、6g,故有效数字为3位

2.游标卡尺:0、02mm,读数最后一位肯定为偶数;

3.误差&不确定度:

(1)理论公式计算的误差:

圆盘:(注意:直接测量的就是直径)

质量m=485、9g±0、1000g;(保留4位有效数字)

um=0、1000/485、9*100%=0、02058%

半径R=11、99mm±0、02000/1、05mm

若测6次,x1,x2,x3,x4,x5,x6,i=6,计算x平均值

,

取n=6时的1、05

,我们处理为0

C=1、05,仪器允差0、02mm,δB=0、01905mm 总误差:,ux=0、01905m m

,u rx=0、01905/11、99=0、1589%

R=11、99mm±0、01905mm

urx=0、1589%

计算转动惯量的结果表示:

,总误差:uJ=,相对不确定=uJ/J 圆环:,同上、

(2)实验测量计算的误差:

根据,,对R(塔轮半径),m(砝码质量),β2与β1求导,