刚体转动惯量数据处理

刚体转动惯量的测量实验报告

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。

工作报告之转动惯量测量实验报告

转动惯量测量实验报告【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。

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ag，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。

b．作r – 1/t图法：配重物的位置不变，即选定一个刚体，取砝码m和下落高度h为固定值。

将式（3）写为：r = k2/ t （5）式中k2 = (2hi/ mg)是常量。

上式表明r与1/t成正比关系。

实验中换用不同的塔轮半径r，测得同一质量的砝码下落时间t，用所得一组数据作r－1/t图，应是直线。

即若所作图是直线，便验证了转动定律。

1/21/2从r－1/t图上测得斜率，并用已知的m、h、g值，由k2 = (2hi/ mg)求出刚体的i.三.实验仪器刚体转动仪，滑轮，秒表，砝码。

转动惯量实验报告数据(共7篇)

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。

转动惯量实验报告

篇一：转动惯量的实验分析报告转动惯量的测量实验分析报告一、数据处理（1）用游标卡尺、米尺、天平分别测出待测物体的质量和必要的几何尺寸。

如塑料圆柱的直径，金属圆筒的内、外径，木球的直径以及金属细杆的长度等。

（2）计算扭摆弹簧的扭转常数k,计算公式为：i1k?4?2?0.0411*******n?m 2t1?t22（3）测定塑料圆柱、金属圆筒、木球与金属细杆的转动周期，计算转动惯量的实验值，并与理论值相比较，求出百分比误差。

百分比误差=理论值-实验值?100理论值以上各测量值均记录在表3-2-1中，具体计算公式也包含在表格中。

表3-2-1 刚体转动惯量的测定（4）验证平行轴定理。

改变滑块在金属细杆上的位置，测定转动周期，测量数据记录在表3-2-2中。

计算滑块在不同位置出系统的转动惯量，并与理论值比较，计算百分比误差。

其中测得m滑块=0.2397kg。

表3-2-2 平行轴定理的验证从以上实验结果可知，实验结果与理论计算结果百分比误差在百分之十以内，理论值与实验值的拟合较为合理，可有效地验证测定刚体的转动惯量并验证平行轴定理。

其中，误差来源主要有以下几点：（1）圆盘转动的角度大于90度，致使弹簧的形变系数发生改变。

（2）没有对仪器进行水平调节。

（3）圆盘的固定螺丝没有拧紧。

（4）摆上圆台的物体有一定的倾斜角度。

三、思考题（一）预习思考题1、如何测量扭摆弹簧的扭转系数k?答：先测出小塑料圆柱的几何尺寸及质量，得到小塑料圆柱的转动惯量理21论值为i1?m1d1，再测量出金属载物盘的转动周期t0及小塑料圆柱的转动周8i1期为t1，利用计算公式k?4?2代入数据即可求出k。

2t1?t222.如何测定任意形状的物体绕特定轴转动的转动惯量？答：利用题1中测得的i1、t1和t0得到金属载物盘的转动惯量为i1t1i0?2,将待测物体放在金属载物盘上，测出其转动惯量周期为t2，再利2t1?t02kt2用计算公式i2=?i0即可得到该物体的转动惯量。

刚体转动惯量的测定实验报告

未来可以进一步研究非均质刚体(如内部质量分布不均的物体)的转动惯量，探讨其测量方法和影响因素。
拓展应用领域
将刚体转动惯量的测定方法应用于工程领域，如机械设计、航空航天等领域，为实际问题的解决提供理论支持。
发展新的测量技术
随着科技的不断发展，可以探索更为精确、高效的刚体转动惯量测量新技术，提高实验测量的准确性和效率。
提供实验依据
本实验为刚体转动惯量的研究提供了可靠的实验数据和依据。
验证理论模型
通过实验验证理论模型的正确性，为刚体转动惯量的理论研究提供有力支持。
推动相关领域发展
刚体转动惯量的研究在力学、物理学、工程学等多个领域具有广泛应用，本实验的研究方法和结论有助于推动相关领域的发展。
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得出结论
根据实验数据和误差分析结果，得出不同形状刚体转动惯量的测量值和实验结论。
CHAPTER 04
实验结果分析与讨论
数据整理与图表展示
数据整理
详细记录了实验过程中各测量点的数据，包括转动角度、时间、扭矩等，并对数据进行了初步处理，如计算平均值、标准差等。
图表展示
根据整理后的数据，绘制了相应的图表，如转动角度-时间曲线、扭矩-时间曲线等，以便更直观地展示实验结果。
设备操作注意事项
实验前应检查实验台是否水平、稳固，确保实验过程中刚体不会晃动或倾斜。
调整光电传感器时应确保其与刚体转动平面垂直，
且光线能够准确照射到刚体表面。
ABCD
安装刚体及附件时应确保连接牢固、稳定，避免实验过程中发生脱落或移位。
实验过程中应保持环境安静、避免干扰，确保数据采集的准确性和可靠性。
掌握数据处理方法

转动惯量测量实验报告(共7篇)

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。

刚体转动惯量的测量实验报告

刚体转动惯量的测量实验报告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对转动运动的惯性大小的物理量。

在本次实验中，我们将通过测量刚体转动的角加速度和外力矩，来计算刚体的转动惯量。

通过实验的结果，我们可以验证刚体转动惯量的计算公式，并进一步理解刚体转动的基本原理。

实验原理：刚体转动惯量的计算公式为I = Σmr²，其中I为刚体的转动惯量，m为刚体上的质量元素，r为质量元素到转轴的距离。

根据这个公式，我们可以推导出刚体转动惯量的测量方法。

实验装置：本次实验所用的装置包括一个转轴、一个刚体、一个质量盘、一个细线、一个计时器和一个测力计。

实验步骤：1. 将转轴固定在水平台上，并确保转轴能够自由转动。

2. 将刚体挂在转轴上，并调整刚体的位置，使其能够在转轴上自由转动。

3. 在刚体上选择一个质量元素，将质量盘放在该质量元素上，并用细线将质量盘与刚体连接起来。

4. 在细线上挂上测力计，并将测力计的读数调整到零位。

5. 给刚体一个初速度，使其开始转动，并同时启动计时器。

6. 在刚体转动的过程中，记录测力计的读数和计时器的时间。

7. 重复以上步骤，分别在刚体上选择不同的质量元素进行实验。

实验数据处理：根据实验步骤中记录的数据，我们可以计算出刚体的角加速度和外力矩。

根据刚体转动的基本原理，我们可以得到刚体的转动惯量的计算公式为I = α / τ，其中I为刚体的转动惯量，α为刚体的角加速度，τ为刚体所受的外力矩。

通过实验数据的处理，我们可以得到不同质量元素下的角加速度和外力矩的数值。

将这些数值代入公式中，我们可以计算出刚体的转动惯量。

通过对比实验结果和理论值，我们可以验证刚体转动惯量的计算公式的准确性。

实验结果与讨论：根据实验数据的处理，我们得到了不同质量元素下的角加速度和外力矩的数值。

通过计算，我们得到了刚体的转动惯量的数值。

将实验结果与理论值进行对比，我们发现实验结果与理论值吻合较好，证明了刚体转动惯量的计算公式的准确性。

刚体转动惯量测定实验

4、本实验方法为什么可以不考虑滑轮的质量及定容气体压强～温度曲线
20mA，并可定坐标纸的大小（略大于坐标范围、数据范围）约为130mm×130mm。 20mA，并可定坐标纸的大小（略大于坐标范围、数据范围）约为130mm×130mm。
其转动惯量? 记录数据时要剔除错误的数据。
对于形状简单，质量均匀分布的刚体，可以通过数学方法计算出它绕特定转轴的转动惯量，但对于形状比较复杂，或质量分布不均匀
的刚体，用数学方法计算其转动惯量是非常困难的，因而大多采用实验方法来测定。
作图法处理数据的基本要求
表1：伏安法测电阻实验数据
坐标分度值的选取应能反映测量值的有效位数，一般以 1～2mm对应于测量仪表的仪表误差。
两边的实验点与图线最为接近且分布大体均匀。
转动惯量是刚体转动中惯性大小的量度。
对于形状简单，质量均匀分布的刚体，可以通过数学方法计算出它绕特定转轴的转动惯量，但对于形状比较复杂，或质量分布不均匀
tn2tmtm 2tn
k t 为计数器遮挡的次数和相应的时间
实验内容及操作步骤
实验内容
测量刚体转动测试仪空台、圆环和圆盘的转动惯量。测量圆柱体在载物台上与中心距离为d的圆孔中的转动惯量。了解数据处理的方法。
操作步骤
正确连接电路，调试转动惯量测试仪；测量并计算实验台的转动惯量测量并计算实验台放上试样后的转动惯量验证平行轴定理
物理系实验中心
刚体转动惯量测定实验
刚体转动惯量简介实验装置实验内容及操作步骤数据处理
理论基础实验原理注意事项思考与论
刚体转动惯量简介
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。对于形状简单，质量均匀分布的刚体，可以通过数学方法计算出它绕特定转轴的转动惯量，但对于形状比较复杂，或质量分布不均匀的刚体，用数学方法计算其转动惯量是非常困难的，因而大多采用实验方法来测定。

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.
6. 3组
7.
8.
9.
10. 11.
12. 1. 2. 3. 误差（1）（注意：直接测量的是直径）,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
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,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：。

转动惯量实验报告数据处理

转动惯量实验报告数据处理（文章一）：转动惯量的实验分析报告转动惯量的测量实验分析报告（一）、数据处理（1）用游标卡尺、米尺、天平分别测出待测物体的质量和必要的几何尺寸。

如塑料圆柱的直径，金属圆筒的内、外径，木球的直径以及金属细杆的长度等。

（2）计算扭摆弹簧的扭转常数K,计算公式为：I1; K?4?2?0.0411*******N?M 2 T1?T2 2 （3）测定塑料圆柱、金属圆筒、木球与金属细杆的转动周期，计算转动惯量的实验值，并与理论值相比较，求出百分比误差。

百分比误差= 理论值-实验值?100 理论值以上各测量值均记录在表3-2-1中，具体计算公式也包含在表格中。

表3-2-1 刚体转动惯量的测定（4）验证平行轴定理。

改变滑块在金属细杆上的位置，测定转动周期，测量数据记录在表3-2-2中。

计算滑块在不同位置出系统的转动惯量，并与理论值比较，计算百分比误差。

其中测得m滑块=0.2397kg。

表3-2-2 平行轴定理的验证从以上实验结果可知，实验结果与理论计算结果百分比误差在百分之十以内，理论值与实验值的拟合较为合理，可有效地验证测定刚体的转动惯量并验证平行轴定理。

其中，误差来源主要有以下几点：（1）圆盘转动的角度大于90度，致使弹簧的形变系数发生改变。

（2）没有对仪器进行水平调节。

（3）圆盘的固定螺丝没有拧紧。

（4）摆上圆台的物体有一定的倾斜角度。

（三）、思考题（一）预习思考题（1）、如何测量扭摆弹簧的扭转系数K? 答：先测出小塑料圆柱的几何尺寸及质量，得到小塑料圆柱的转动惯量理21 论值为I1;?m1D1，再测量出金属载物盘的转动周期T0及小塑料圆柱的转动周8 I1; 期为T1，利用计算公式K?4?2代入数据即可求出K。

2 T1?T2 22.如何测定任意形状的物体绕特定轴转动的转动惯量？答：利用题1中测得的I1;、T1和T0得到金属载物盘的转动惯量为I1;T1 I0?2,将待测物体放在金属载物盘上，测出其转动惯量周期为T2，再利 2 T1?T0 2 KT2 用计算公式I2=?I0即可得到该物体的转动惯量。

测定刚体的转动惯量注意事项

测定刚体的转动惯量注意事项
嘿，朋友们！今天咱就来讲讲测定刚体的转动惯量那些要特别注意的事儿！
你说要是不注意这些，那不就跟闭着眼睛走路一样不靠谱嘛！比如说选择测量仪器吧，这可得精挑细选呀！就像你去挑一双合脚的鞋子，要是大了小了那可不行。

你想想，要是仪器不准确，那测出来的数据还能对吗？就好比拿着一把不准的尺子去量东西，那结果能靠谱吗？
还有啊，实验环境也超级重要的呢！不能有乱七八糟的干扰因素呀。

这就好像你在安静的图书馆学习和在喧闹的市场学习，那效果能一样吗？千万别小瞧了环境的影响哟！
操作的时候更要细心细心再细心呀！稍不注意可能就全功尽弃啦。

就像搭积木一样，一块没放好可能整个就塌了。

比如说安装刚体的时候，一定要妥妥当当的，不然怎么能得出准确的数据呢？
对了对了，数据处理也不能马虎哦！这就跟炒菜一样，调料放得恰到好处，菜才好吃。

数据处理不好，那前面的努力不都白费了嘛！所以一定要认真对待每一个数据，别随随便便就处理了。

哎呀呀，测定刚体的转动惯量可不是一件简单的事儿呀，但只要咱把这些注意事项都牢记在心，认真去做，就没啥问题啦！对吧！总之，一定要重视这些细节，这样才能得到可靠的结果呀！别不当回事哟！。

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-J15.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^210.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0C=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、01905mmurx=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,。

刚体转动惯量实验总结

刚体转动惯量实验总结刚体转动惯量实验是物理学中重要的实验之一。

本实验主要是用来测量物体绕特定轴的旋转惯量，即刚体转动惯量。

实验材料：- 一盘子状物体；- 一根长杆；- 一支直尺；- 一份弹簧秤；- 一份计时器。

实验过程：首先将盘子状物体用杆子刺穿，使其向水平方向延伸。

然后再将盘子固定在轴心上，使盘子能够自由旋转。

接下来，利用直尺测量杆子的长度，并记录下来。

然后使用弹簧秤测量杆子顶端的拉力，同时记录下来。

最后，用计时器测量盘子绕轴心旋转的时间，并记录下来。

实验原理：当一个刚体绕轴旋转时，需要一定的力矩才能使其转动。

当这个力矩是恒定的时候，刚体的旋转速度也是恒定的。

而对于不同的刚体，所需的力矩是不同的，这个力矩与刚体转动惯量有关。

因此测量刚体的转动惯量是非常重要的。

实验结果：在本实验中，我们可以通过测量得出盘子状物体所需的力矩大小，和盘子状物体绕轴转动所需的时间，并据此计算出转动惯量。

实验结果将有助于我们更好地了解刚体的性质和行为，同时也可用来研究物体的力学特性，如旋转惯量、惯性力等。

实验注意事项：1. 在实验前，应检查实验器材是否完好无损。

2. 在测量杆子长度时，应尽量保证其垂直于地面。

3. 在测量拉力时，应尽可能保证被测物体处于平衡状态。

4. 应尽可能保持实验环境静止，以确保测量的准确性。

总之，刚体转动惯量实验是一项非常重要的实验，旨在帮助我们深入了解刚体的机械特性和行为。

通过这个实验，我们能够更好地理解力学知识，从而为未来的学习和探索打下坚实的基础。

测量刚体的转动惯量实验报告及数据处理

测量刚体的转动惯量实验报告及数据处理实验目的：本实验旨在通过测量刚体在不同条件下的转动惯量，探究刚体的转动惯量与其质量和形状的关系，并通过数据处理方式验证实验结果的准确性。

实验原理：转动惯量是描述刚体转动惯性的物理量，定义为刚体绕轴旋转时受到的转动力矩与角加速度的比值。

对于一个质量为m、距离旋转轴距离为r的点质量，其转动惯量可表示为I=mr^2实验装置：1.转动惯量测定装置：包括一根水平固定的轴杆以及在轴杆两端可以旋转的转轮和转动测量仪。

2.垂直测量尺：用于测量刚体高度和半径。

3.游标卡尺：用于测量刚体直径和转轮直径。

实验步骤：1.使用游标卡尺分别测量刚体直径和转轮直径，记录数据。

2.使用垂直测量尺测量刚体高度和半径，记录数据。

3.将刚体放置在转轮上，并用转动测量仪测量刚体从静止转动到一定速度时所花的时间，重复5次取平均值并记录数据。

4.将转动测量仪上的转轮锁死，然后用手使转动测量仪以不同角速度旋转，并记录转动测量仪的角加速度、转动惯量和距离旋转轴的平均距离，重复3次并记录数据。

5.将刚体放置在转轮上，使其绕垂直于水平方向的轴旋转，测量角度、时间和转动惯量，重复3次并记录数据。

6.根据实验数据计算刚体的转动惯量。

实验数据处理：1.对于多次重复实验的平均值计算：-计算刚体从静止转动到一定速度所花的平均时间，代入转动惯量公式，计算相应的转动惯量。

-计算手动转动时转动测量仪的平均角加速度，代入转动惯量公式，计算相应的转动惯量。

-计算垂直旋转时转动测量仪的平均角度、时间和转动惯量。

2.计算刚体的转动惯量：-根据转动测量仪的平均角加速度和平均距离，代入转动惯量公式，计算刚体的转动惯量。

-根据垂直旋转时的平均角度、时间和转动惯量，代入转动惯量公式，计算刚体的转动惯量。

-将以上两种情况下计算得到的转动惯量进行平均值计算，得到最终的转动惯量。

实验结果及讨论：1.根据实验数据计算得到的刚体转动惯量与其质量、形状的关系进行对比分析，验证是否符合理论预期。

刚体转动惯量的测定的实验数据处理

用于记录实验数据。
进行实验操作
01
将刚体转动惯量测试仪放置在支架上，调整转动轴的位置，确保刚体平衡。
02
在砝码盘上添加不同质量的砝码，测量并记录砝码的质量和对
应的转动周期。
重复实验，至少进行5组测量，以减小误差。
03
数据记录与整理
01
将实验数据记录在数据采集器中，包括砝码质量、转动周期等。
02
数据误差分析
系统误差
由于实验设备、测量方法等因素导致的误差，具有重复性和规律性。
随机误差
由于环境、温度、湿度等随机因素导致的误差，具有随机性和不确定性。
过失误差
由于人为操作失误、读数错误等原因导致的误差，具有可避免性。
结果分析
对比分析
将实验结果与理论值进行对比，分析误差来源和影响程度。
误差传递
实验中需要注意控制误差来源，如测量角度、转速等参数的准确性，以提高实验结果的可靠性。
结果与理论值的比较
实验测量得到的刚体转动惯量值与理论值存在一定的偏差，这可能是由于实验操作误差、测量仪器误差等因素所致。
通过对比分析，我们发现实验值与理论值之间的偏差在可接受的范围内，进一步证明了实验方法的可行性和准确性。
感谢您的观看
[1] 刚体转动惯量测定的实验研究. 物理实验教程, 2019(3): 1-10.
02
[2] 刚体转动惯量测定的实验数据处理方法. 物理实验, 2020(6): 34-40.
03
[3] 基于MATLAB的刚体转动惯量测定实验数据处理. 物理实验, 2018(9): 27-33.
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刚体转动惯量的测定的实验数据处理

刚体转动惯量的测定的实验数据处理

注意事项
刚
体
转
1.扭摆静止时，挡光杆要处于光电门间隙，
发射管和接收管之间，即正好处于挡光状态。
动
2.称木球、细杆质量时必须将支架夹具取下，
惯
不可一同称。
量
3.转角60º即可，不要太大。
测
4.圆柱、圆筒放置时要放正不可斜放。
定
实验介绍
刚
体
转
动
惯
量
测
定
刚
体
转
动
结束放映
惯
谢谢观看
量
测
定
百分差(%)
动
载物圆盘
惯
实心圆柱体
量
空心金属桶
测
木球
定
金属细杆
数据处理
刚
体
2.验证转动惯量平行轴定理
X(10-2m)
5.0 10.0 15.0 20.0 25.0
转
T(s)
动
惯
T (s)
实验值(kg.m2)
J
K 4 2
T
2
理论值(kg.m2) J J4 2mx 2 J5
量测
百分差(%)
定刚体源自游标卡尺转动
惯
量
电子台秤
测
定
实验内容
刚
体
测定扭摆的扭转系数
转
动
惯
量
K
4
2
T12
J1' T02
测定
J0
J1
T02 T12 T02
J1
1 8
m1d12
实验内容
刚
体
测定金属圆筒，细杆，木球的转动惯量，并与理论值比较计算百分误差。

三线摆测刚体转动惯量实验报告(带数据)

曲阜师范大学实验报告实验日期：2020.5.24 实验时间：8：30-12：00姓名：方小柒学号：**********年级：19级专业：化学类实验题目：三线摆测刚体转动惯量一、实验目的：1.学会用三线摆法测定物体转动惯量原理和方法。

2.学会时间、长度、质量等基本物理量的测量方法以及仪器的水平调节。

二、实验仪器：三线摆，待测物体（圆环和两个质量和形状相同圆柱），游标卡尺，米尺，电子秒表，水平仪三、实验原理：转动惯量是物体转动惯性的量度，物体对某轴的转动惯量越大，则绕该轴转动时，角速度就越难改变。

三线摆装置如图所示，上下两盘调成水平后，两盘圆心在同一垂直线O1O2上。

下盘可绕中心轴线O1O2扭转，其扭转周期T和下盘的质量分布有关，当改变下盘的质量分布时，其绕中心轴线O1O2的扭转周期将发生变化。

三线摆就是通过测量它的扭转周期去求任意质量已知物体的转动惯量的。

三摆线示意图当下盘转动角度θ很小，且略去空气阻力时，悬线伸长不计，扭摆的运动可近似看作简谐运动。

根据能量守恒定律和刚体转动定律均可以得出物体绕中心轴OO′的转动惯量：下盘：J=下盘+圆环：J1=圆环：J= J1- J0=(条件：θ≤5°，空气阻力不计，悬线伸长不计，圆环与下盘中心重合）因此，通过长度、质量和时间的测量，便可求出刚体绕某轴的转动惯量。

四、实验内容：1.了解三线摆原理以及有关三线摆实验器材的知识。

2.用三线摆测量圆环的转动惯量，并验证平行轴定理(1)测定仪器常数H、R、r恰当选择测量仪器和用具，减小测量不确定度。

自拟实验步骤，确保三线摆上、下圆盘的水平，是仪器达到最佳测量状态。

(2)测量下圆盘的转动惯量线摆上方的小圆盘，使其绕自身转动一个角度，借助线的张力使下圆盘作扭摆运动，而避免产生左右晃动。

自己拟定测量下圆盘转动惯量的方法。

(3)测量圆环的转动惯量盘上放上待测圆环，注意使圆环的质心恰好在转动轴上，测量圆环的质量和内、外直径。

刚体转动惯量测定实验报告

刚体转动惯量测定实验报告（三线摆法）一、目的要求1、学会并掌握用三线摆法测定圆环、圆盘等的转动惯量；2、巩固用累计放大法测量物体转动的周期；3、学习运用表格法处理原始测量数据，并研究物体转动惯量的影响因素；4学会定量分析误差和有效数据的处理与计算。

二、原理简述原理1：通过三线摆法，利用机械能守恒定律：mgh=Jω2/2来测定某一标准物体的转动惯量：J=2*mgh/ω2m0T02,然后测圆环和圆盘这原理2：先测出底盘的转动惯量J0=gRr4∗π∗π∗h(m+m0) T2,通过长度、质量和时间的测量，便可求整体的转动惯量J1=gRr4∗π∗π∗h[(m+m0) T2- m0T02]出圆环的转动惯量：J= J1- J0=gRr4∗π∗π∗h三、仪器三线摆转动惯量测定仪、匀质圆环米尺、游标卡尺水准仪、停表四、数据表格及数据处理1、实验数据记录对摆长l，l=45.00cm，带入相关数据∆l =（li −l ）ni =1n ∗（n −1）=（li −l ）5i=15∗（5−1）=0.01cm则l=l ±∆l =45.00±0.01cm同理，可得出，D ，D ’，t 0，t ，R ，r下圆盘系点间的距离D=D±∆D =11.29±0.01cm 上系点间的距离D ’=D′±∆D′=4.35±0.01cm 盘摆动50个周期所用时间t 0t 0= t0±∆t0=82.61±0. 14s 圆盘与圆环这整体摆动50个周期所用时间tt= t ±∆t =87.08±0.07s 圆环内径r 0=9.518±0.004cm 圆环外径R 0=11.461±0.008cm同时，由系点组成的上下圆半径：r =33D′，R = 33D周期，T0 =t050=1.67s ，T =t50=1.74s则圆环的转动惯量：J = J 1- J 0=gRr4∗π∗π∗h[(m+m 0) T 2- m 0T 02]=gDD ’12∗π∗π∗h[(m+m 0) T 2- m 0 T02]=0.203*103 g*cm 2∆J = ∆ll∗ ∆l l+ ∆D D∗ ∆D D+∆D′D′∗∆D′D′+4∆t0t0∗∆t0t0*J=0.085*103 g*cm 2J=J ±∆J =(0.203±0.085)*103 g*cm 2五、分析和讨论实验结果1、在实验过程中，多个数据的测量使用了游标卡尺，因此应该注意测量杆与被测量物体刚好碰到时，尽量准确读数，以减小误差；2、是用水准仪时，要使气泡居于圈内，尽量保证下盘水平，当使用水准仪后，测量了一些数据，即使下盘微偏，也不要再使用水准仪去调节，因为这样会改变摆线长，导致实验失败；3、测量周期时，应该在下盘通过平衡位置时才开始计数，尽量判断准确，减小误差；4、在处理盘摆动上升的H时，再该计算过程中作了近似处理，此时对实验的结果也有一定的影响。