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测量刚体的转动惯量实验报告及数据处理

实验讲义补充:
1.刚体概念:刚体是指在运动中和受力作用后,形状和大小不变,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
和转轴位置
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: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,故有效数字为3位
2.游标卡尺:,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:直接测量的是直径)
质量m=±;(保留4位有效数字)
um=*100%=%
半径R=±
若测6次,x1,x2,x3,x4,x5,x6,i=6,计算x平均值

取n=6时的
,我们处理为0
C=,仪器允差,δB=
总误差:,ux= m
,u rx==%
R=±
urx=%
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和β1求导,。

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