扭摆法测定物体转动惯
量
Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
《扭摆法测定物体转动惯量》实验报告一、实验目的
1．熟悉扭摆的构造、使用方法和转动惯量测试仪的使用；
2．利用塑料圆柱体和扭摆测定不同形状物体的转动惯量I和扭摆弹簧的扭摆常数K；
3．验证转动惯量平行轴定理。

二、实验原理
1．不规则物体的转动惯量
，得到它的转动惯量：
测量载物盘的摆动周期T
，得到总的转动惯量：塑料圆柱体放在载物盘上测出摆动周期T
1
塑料圆柱体的转动惯量为
即可得到K，再将K代回第一式和第三式可以得到载物盘的转动惯量为
只需测得其它的摆动周期，即可算出该物体绕转动轴的转动惯量：2．转动惯量的平行轴定理
时，当转轴平行移动距离x 若质量为m的物体绕质心轴的转动惯量为J
c
时，则此物体对新轴线的转动惯量：
3．实验中用到的规则物体的转动惯量理论计算公式
圆柱体的转动惯量：
金属圆筒的转动惯量：
木球的转动惯量：
金属细杆的转动惯量：
三、实验步骤
1．用游标卡尺、钢尺和高度尺分别测定各物体外形尺寸，用电子天平测出相应质量；
2．根据扭摆上水泡调整扭摆的底座螺钉使顶面水平；
3．将金属载物盘卡紧在扭摆垂直轴上，调整挡光杆位置和测试仪光电接收探头中间小孔，测出其摆动周期T；
4．将塑料圆柱体放在载物盘上测出摆动周期T1。

已知塑料圆柱体的转动惯量
理论值为J
1’，根据T
、T
1
可求出K及金属载物盘的转动惯量J。

5．取下塑料圆柱体，在载物盘上放上金属筒测出摆动周期T2。

6．取下载物盘，测定木球及支架的摆动周期T3。

7．取下木球，将金属细杆和支架中心固定，测定其摆动周期T4，外加两滑块卡在细杆上的凹槽内，在对称时测出各自摆动周期，验证平行轴定理。

由于此时周期较长，可将摆动次数减少。

四、注意事项
1．由于弹簧的扭摆常数K不是固定常数，与摆角有关，所以实验中测周期时使摆角在90度左右。

2．光电门和挡光杆不要接触，以免加大摩擦力。

3．安装支架要全部套入扭摆主轴，并将止动螺丝锁紧，否则记时会出现错误。

4．取下支架测量物体质量。

处理时支架近似为圆柱体。

五、实验结果
1．各种物体转动惯量的测量
塑料圆柱体转动惯量理论值：金属载物盘转动惯量：
弹簧扭转常数：
不确定度：
塑料圆柱体转动惯量实验值：不确定度：
金属圆筒的转动惯量实验值：不确定度：
金属圆筒转动惯量理论计算值：木球的转动惯量实验值：
不确定度：
木球的转动惯量计算值： 金属细杆转动惯量实验值： 不确定度：
金属细杆转动惯量理论计算值：
2．验证平行轴定理
m 滑块= D 滑块外=㎜ D 滑块内=㎜ L 滑块=㎜ 滑块的总转动惯量为（x=0）
J 4为金属细杆的转动惯量；
3．滑块不对称时平行轴定理的验证
2是线性的。

平行轴定理得证。

T2和x
2。