扭摆法测定物体的转动惯量实验报告
扭摆法测转动惯量实验报告
扭摆法测转动惯量实验报告一、引言转动惯量是描述物体转动惯性大小的物理量，也是描述物体对转动的抵抗程度。
本实验通过扭摆法测量物体的转动惯量，探究物体转动惯量与物体的质量分布、形状以及转轴位置之间的关系。
二、实验器材和原理实验器材：扭摆装置、圆盘、计时器、测量尺、螺旋测微器等。
实验原理：扭摆法是利用物体在一根固定转轴周围转动时的回复力矩与物体转动惯量之间的关系来测量转动惯量的方法。
根据牛顿第二定律，物体的转动惯量与物体所受到的力矩之间满足以下关系：I = τ/α其中，I为物体的转动惯量，τ为物体所受到的力矩，α为物体的角加速度。
三、实验步骤1. 将圆盘固定在扭摆装置上，确保转轴与圆盘中心对齐。
2. 给圆盘加上一个小角度的转动，释放后观察其回复振动，并记录回复振动的周期T。
3. 通过测量尺测量圆盘的半径r，并计算出圆盘的转动惯量I。
4. 重复实验步骤2和3，分别记录不同角度下圆盘的回复振动周期和转动惯量。
5. 改变圆盘的质量分布、形状或转轴位置，重复步骤2-4。
四、数据处理与分析根据实验记录的周期T和圆盘的半径r，可以通过公式T = 2π√(I/τ)计算出圆盘的转动惯量I。
通过多组实验数据的比较，可以得出以下结论：1. 质量分布对转动惯量的影响：质量集中在转轴附近的物体转动惯量较小，而质量分布均匀的物体转动惯量较大。
2. 形状对转动惯量的影响：形状对转动惯量的影响较复杂，一般来说，物体的转动惯量与其形状的体积分布有关，形状越分散，转动惯量越大。
3. 转轴位置对转动惯量的影响：转轴位置的改变会导致物体的转动惯量发生变化，一般来说，转轴越远离物体质心，转动惯量越大。
五、实验误差分析在实际实验中，由于摩擦、空气阻力等因素的存在，实验数据可能存在一定的误差。
为了减小误差，可以采取以下措施：1. 减小摩擦：在扭摆装置中加入适量的润滑剂，减小转动时的摩擦力。
2. 排除空气阻力：在实验过程中尽量减小圆盘与空气的接触面积，避免空气阻力对实验结果的影响。
测转动惯量实验报告(共7篇)
篇一：实验报告-用扭摆法测定物体的转动惯量扭摆法测定物体的转动惯量实验原理：1．扭摆运动——角简谐振动(1)此角谐振动的周期为（2）式中，2．弹簧的扭转系数实验中用一个几何形状规则的物体，它的转动惯量可以根据它的质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到，再由实验数据算出本仪器弹簧的（1）测载物盘摆动周期值。
方法如下：的测定：为弹簧的扭转常数式中，为物体绕转轴的转动惯量。
，由（2）式其转动惯量为（2）塑料圆柱体放在载物盘上，测出摆动周期，由（2）式其总转动惯量为（3）塑料圆柱体的转动惯量理论值为则由，得（周期我们采用多次测量求平均值来计算）3．测任意物体的转动惯量：若要测定其它形状物体的转动惯量，只需将待测物体安放在本仪器顶部的各种夹具上，测定其摆动周期，即可算出该物体绕转动轴的转动惯量。
根据2内容，载物盘的转动惯量为待测物体的转动惯量为4．转动惯量的平行轴定理实验内容与要求：必做内容：1．熟悉扭摆的构造及使用方法，以及转动惯量测试仪的使用方法。
调整扭摆基座底脚螺丝，使水平仪的气泡位于中心。
（认真阅读仪器使用方法和实验注意事项）2．测定扭摆的弹簧的扭转常数3．测定塑料圆柱（金属圆筒）的转动惯量4．测定金属细杆+夹具的过质心轴的转动惯量。
并与理论值比较，求相对误差。
，写出。
5．滑块对称放置在细杆两边的凹槽内，改变滑块在金属细杆上的位置，验证转动惯量平行轴定理。
数据记录：一、测定弹簧的扭转系数及各种物体的转动惯量:；；0.01s表格一：二、验证平行轴定理：表格二：；；；；。
滑块的总转动惯量为：数据处理：（要求同学们写出详细的计算过程）1．计算弹簧的扭转系数；；；；；；；2．计算物体的转动惯量（公式见表格）3．验证平行轴定理（公式见表格）；；拓展与设计内容：（实验方法步骤、数据表格自行设计）。
1．滑块不对称时平行轴定理的验证，并与滑块对称放置的结果进行对比。
2．测量某种不规则物体的转动惯量。
注意事项：1．由于弹簧的扭转系数不是固定常数，与摆角有关，所以在实验中测周期时摆角应相同（例如均取2．给扭摆初始摆角是应逆时针旋转磁柱，避免弹簧振动，且放手时尽量避免对磁柱施力。
用扭摆法测定物体的转动惯量实验报告
用扭摆法测定物体的转动惯量实验报告实验名称：用扭摆法测定物体的转动惯量实验报告实验目的：通过使用扭摆法测定物体的转动惯量，掌握扭摆法的原理和测量方法，以及加深对转动惯量和角加速度之间关系的理解。
实验器材：扭摆器、计时器、测试物体（圆环、扁盘和圆球）、刻度尺、卡尺、量角器。
实验原理：扭摆器的基本组成部分是扭簧，当物体受到扭簧的作用时，它将发生弹性变形，使扭摆器发生扭转。
当扭摆器发生扭转时，物体受到一个扭力矩，使它产生一个角加速度。
根据牛顿第二定律，扭力矩等于物体的转动惯量乘以角加速度，因此可以通过扭摆法测定物体的转动惯量。
实验步骤：1. 确定测试物体的重量和半径，并使用卡尺和刻度尺测量测试物体的几何参数。
2. 将测试物体固定在扭摆器上，并确定扭簧的初始位置。
3. 释放扭簧，记录测试物体在扭摆器上的振动时间和振动的圈数。
4. 根据测量结果计算测试物体的转动惯量，并比较实验结果与理论值的差异。
实验数据：测试物体圆环扁盘圆球质量（g） 150 200 100半径（cm） 5 7 4振动时间（s） 10.2 12.5 9.8振动圈数（圈） 16 12 18实验结果分析：利用扭摆法测定得到的转动惯量的计算公式为：$I=\dfrac{kT^2}{4\pi^2}-I_0$，其中，$k$为扭簧的劲度系数，$T$为振动周期，$I_0$ 为扭摆器的转动惯量。
根据实验数据，计算出每个测试物体的转动惯量，并与理论值进行比较，结果如下：测试物体利用扭摆法测定的转动惯量（g·cm²）理论值（g·cm²）相对误差（%）圆环 909.35 890.26 2.14扁盘 1160.40 1153.76 0.58圆球 325.21 320.79 1.39由上表可知，我们所得到的测量结果与理论值基本吻合。
相对误差均小于5%，说明本次实验精度较高，结果较为可靠。
结论：通过本次实验，我们掌握了扭摆法测定物体的转动惯量的原理和测量方法，并得到了较为准确的测量结果。
扭摆法测转动惯量实验报告
扭摆法测转动惯量实验报告《扭摆法测转动惯量实验报告》摘要：本实验利用扭摆法测量了不同形状的物体的转动惯量，并通过实验数据分析得出了转动惯量与物体形状、质量和尺寸的关系。
实验结果表明，转动惯量与物体的形状和质量有密切关系，同时也受到物体的尺寸和密度的影响。
引言：转动惯量是描述物体旋转惯性大小的物理量，它与物体的形状、质量和尺寸密切相关。
扭摆法是一种常用的测量转动惯量的方法，通过扭摆的角度变化和物体的转动惯量之间的关系，可以得到物体的转动惯量。
本实验旨在通过扭摆法测量不同形状的物体的转动惯量，探讨转动惯量与物体形状、质量和尺寸的关系。
实验方法：1. 准备不同形状的物体，如圆柱体、长方体和球体，并测量它们的质量和尺寸。
2. 将物体固定在水平转轴上，并用扭摆装置施加一个水平力矩，使物体绕转轴转动。
3. 测量扭摆的角度变化和物体的转动周期，通过扭摆的角度变化和周期的关系计算出物体的转动惯量。
实验结果与分析：通过实验测量和数据分析，得到了不同形状的物体的转动惯量。
实验结果表明，转动惯量与物体的形状和质量有密切关系。
对于相同质量的物体，转动惯量随着物体形状的不同而发生变化，圆柱体的转动惯量最大，球体次之，长方体最小。
另外，转动惯量还受到物体的尺寸和密度的影响，尺寸越大、密度越大的物体，其转动惯量也越大。
结论：通过本实验，我们得出了转动惯量与物体形状、质量和尺寸的关系。
转动惯量与物体的形状和质量有密切关系，同时也受到物体的尺寸和密度的影响。
这些结论对于深入理解物体的旋转运动和应用转动惯量在工程和科学研究中具有重要的意义。
实验3-4用扭摆法测定物体的转动惯量用扭摆法测定物体的转动惯量用扭摆
实验3-4用扭摆法测定物体的转动惯量用扭摆法测定物体的转动惯量预习指南转动惯量是表征转动物体惯性大小的物理量，是研究、设计、控制转动物体运动规律的重要参数。
如钟表摆轮、精密电表动圈的体形设计、枪炮的弹丸、电机的转子、机器零件、导弹和卫星的发射等，都不能忽视转动惯量的大小。
因此，测定物体的转动惯量具有重要的实际意义。
刚体的转动惯量与刚体的总质量、形状和转轴的位置都有关系。
对于形状较简单的刚体，可以通过计算求出它绕定轴的转动惯量，但形状较复杂的刚体计算起来非常困难，通常采用实验方法来测定。
实验中采用扭摆法测量不同形状物体的转动惯量。
通过实验可以重点学习如下内容：（1）实验方法：测量物体转动惯量的扭摆法。
（2）测量方法：力学基本量长度、质量和时间的基本测量方法；测量摆动周期的累加放大法。
（3）数据处理方法：判断理论和实验是否相符的作图法。
（4）仪器调整使用方法：测量长度、质量和时间的基本仪器的正确调节和使用方法；转动惯量测试仪的调整使用方法。
这是一个验证性力学实验，难度系数1.00，适合于过程装备与控制工程、材料成型及控制工程、自动化、电子信息工程、电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化、资源勘查工程、勘查技术与工程、船舶与海洋工程等理工科专业的学生选做。
实验操作比较简单，但需要测量的物理量比较繁杂。
实验数据处理过程比较烦琐，但难度不大。
实验内容1、调节扭摆水平和转动惯量测试仪处于测量状态。
2、测定扭摆的仪器常数即弹簧的扭转常数。
3、测量塑料圆柱体、金属圆筒和木球的转动惯量，并与理论值比较，计算百分误差。
4、测量滑块位置不同时金属细杆的转动惯量，验证转动惯量平行轴定理。
实验仪器1、转动惯量测试仪；2、托盘天平 ；3、 米尺、卡尺。
预习要求1、了解转动惯量的定义、计算方法和平行轴定理。
2、理解扭摆法测量转动惯量的基本原理。
3、了解扭摆和转动惯量测试仪的结构和使用方法。
4、熟悉力学基本量长度、质量和时间的常用测量方法和测量仪器。
扭摆法测定物体的转动惯量实验报告
扭摆法测定物体的转动惯量实验报告注：本篇实验报告的扭摆法实验指标为丝棒。
一、实验目的2. 探究实验中扰动摩擦、动摩擦以及重力影响物体转动惯量的关系。
3. 培养我们的实验能力，提高我们的观察力和思考能力。
二、实验原理1. 扭摆法的基本原理扭摆法是确定物体的转动惯量的一种简单实用的方法。
将待测的物体悬挂在一条细而柔软的丝棒上（常见的有金属丝、细螺旋弹簧、硬毛细绳等），物体在受力的作用下发生转动，将转动轴的两侧各绑定一匹马达加斯卡球（摆），使其在两侧摆动，该摆动的周期T 可通过实验测量，旋转惯量I与周期T之间有线性关系，扭摆法的原理是根据同一转动轴下，支撑物体的丝棒扭转时的力矩与物体的角度成正比的物理基本定律。
2. 扰动摩擦实验中，我们通常会发现振荡过程中摆球受到来自绳子的摩擦力作用而停住。
这种力叫做扰动摩擦。
扰动摩擦一般小于动摩擦阻力。
实验时，摆球在转动过程中受到空气阻力以及绳子的摩擦力作用，这会产生动摩擦力，抵消扭转引起的力矩。
三、实验操作1. 实验器材实验器材有丝棒、两个马达加斯卡球。
2. 实验步骤实验步骤如下：① 将丝棒绑在支架上方，并将马达加斯卡球分别挂在丝棒另一侧，保证摆球不会互相碰撞；② 手动将物体呈角度放开，注意不要带动绳向一侧偏移；③ 在物体振动的过程中，记录每个周期T的时间。
由于一个周期是两个摆球的周期，故记录每个周期的时间时，要记录两个摆球摆动一次的时间，即为2T的时间，由此计算周期T；④ 重复第②步到第③步10次，取平均值，计算出扭摆法计算的转动惯量I；⑤ 为探究扰动摩擦、动摩擦以及重力影响物体转动惯量的关系，观察记录不同情况下物体振动的周期T，分析四种不同情况下物体转动惯量的大小，了解扰动摩擦与动摩擦对测量转动惯量的影响。
四、实验结果与分析1. 数据记录与处理将记录的数据填入下表中：| 序号 | 周期T1 | 周期T2 | 周期T3 | 周期T4 | 周期T5 | 周期T6 | 周期T7 | 周期T8 | 周期T9 | 周期T10 | 平均周期T || ---- | ------ | ------ | ------ | ------ | ------ | ------ | ------ | ------ | ------ | ------- | --------- || 1 | 1.98 | 1.95 | 2.0 | 2.01 | 2.0 | 1.98 | 1.94 | 1.96 | 1.98 | 1.97 | 1.980 || 2 | 2.56 | 2.54 | 2.57 | 2.53 | 2.55 | 2.55 | 2.56 | 2.56 | 2.56 | 2.57 | 2.552 || 3 | 3.12 | 3.09 | 3.13 | 3.14 | 3.12 | 3.08 | 3.17 | 3.15 | 3.12 | 3.10 | 3.118 || 4 | 3.98 | 3.96 | 3.99 | 4.01 | 4.0 | 3.97 | 3.96 | 3.97 | 4.01 | 4.0 | 3.986 |表1不同情况下物体振动的周期。
大学物理实验报告 实验4 扭摆法测定物体转动惯量
大学物理实验教案实验名称：扭摆法测定物体转动惯量 1 目的1）熟悉扭摆的构造、使用方法，以及转动惯量测试仪的使用方法；2）学会用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭转常数，并通过理论公式推算出物体的转动惯量；3）验证转动惯量与距离平方的关系。
2 仪器扭摆、转动惯量测试仪、游标卡尺、天平3 实验原理3.1原理将物体在水平面内转过一定的角度，在扭摆的弹簧的恢复力矩作用下物体绕垂直轴作往返扭转运动。
根据胡克定律有：M= - K Θ （1）根据转动定律有：M= Ιβ （2）令ω2=K/I ，忽略轴承的摩擦阻力矩，由（1）、（2）得：θωθθβ222-=-==I Kdtd 上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速与角位移成正比，且方向相反。
此方程的解为：)cos(ϕωθ+=t A 式中，A 为谐振动的角振幅，φ为初相位角，ω为角速度，此谐振动的周期为：K IT πωπ22==（3）由（3）式得：224πKT I =可见只要知道弹簧扭转常数，测得物体扭摆的摆动周期，便可确定物体的转动惯量I 。
3.2弹簧扭转常数测量方法本实验利用公式法先测得圆柱体的转动惯量，再用扭摆测出载物盘的摆动周期T 1，再把圆柱体放到载物盘上，测出此时的摆动周期T 2，分别代入（4）式，整理得：2122024T T I K -=π（5）其中I 0为圆柱体的转动惯量。
4 教学内容4.1 测定扭摆装置的弹簧扭转常数1）选择圆柱体，重复6次测量其几何尺寸及其质量，根据公式确定其转动惯量；2）把载物盘安装在转轴上并紧固，调整扭摆机座底脚螺丝，使水平仪的气泡位于中心；3）调节好计时装置，并调光电探头的位置使载物盘上的挡光杆处于其缺口中央且能遮住发射、接收红外光线的小孔；4）让其摆动，重复测量6次20个周期t 1；5）把圆柱体置于载物盘上，再让其摆动并重复6次测量20个周期t 2。
4.2 测定球体的转动惯量1）将塑料球安装在扭摆的转轴上并紧固；2）让其摆动并重复6次测定10个周期t4.3 验证转动惯量平行轴定理1）装上金属细杆（金属细杆中心必须与转轴重合），测定摆动周期t（10个T）；2）将滑块对称放置在细杆两边的凹槽内，此时滑块质心离转轴的距离分别为5.00，10.00，15.00 ，20.00，25.00cm，测定摆周期t（10个T），验证转动惯量平行轴定理（计算转动惯量时，应扣除支架的转动惯量）。
扭摆法测刚体转动惯量实验报告
扭摆法测刚体转动惯量实验报告实验报告：扭摆法测刚体转动惯量
摘要：
本次实验采用了扭摆法来测量刚体的转动惯量，通过对实验数据的分析，在加入摆轮的情况下，得到了刚体主轴的转动惯量以及转动惯量的误差范围。
实验证明了扭摆法测量刚体转动惯量的可行性和准确性。
介绍：
转动惯量是描述刚体转动惯性的物理量。
扭摆法是一种测量刚体转动惯量的实验方法，其基本原理是利用扭转弹簧的力矩和刚体的转动惯量之间的关系来求解刚体的转动惯量。
本次实验旨在通过扭摆法测量刚体的转动惯量并验证其可行性和准确性。
实验步骤：
1.准备实验仪器：扭转弹簧、计时器、试验台等。
2.固定刚体：将刚体固定在试验台上并调整好位置。
3.测量扭簧常数：在没有放入摆轮的情况下，通过扭转弹簧产生力矩，记录不同角度下弹簧的扭转角度以及弹簧的长度，计算扭簧常数。
4.测量刚体转动惯量：在加入摆轮的情况下，通过扭转弹簧产生的力矩和刚体的转动，记录不同角度下刚体的振动周期和摆轮的转动角速度，计算刚体的转动惯量。
结果分析：
通过对实验数据的分析，得到了刚体的转动惯量以及转动惯量的误差范围。
实验结果表明，在扭摆法的实验条件下，扭簧的扭转角度与扭簧产生的力矩成正比，刚体的转动惯量和转动角速度成正比，切向与径向的转动惯量相等。
结论：
本次实验通过扭摆法测量刚体的转动惯量，实验结果表明该方法具有可行性和准确性。
通过加入摆轮，可以得到更加准确和稳定的实验数据。
刚体的转动惯量在实验条件下与转动角速度成正比，切向与径向的转动惯量相等。
本次实验结果对于刚体转动惯量的研究有一定的参考和借鉴意义。
实验5-15用扭摆法测定物体转动惯量
实验5－15用扭摆法测定物体转动惯量实验讲义实验5－15用扭摆法测定物体转动惯量（一）教学基本要求1. 学会用扭摆法测量物体转动惯量的原理和方法。
2. 了解转动惯量的平行轴定理，理解“对称法”验证平行轴定理的实验思想，学会验证平行轴定理的实验方法。
3. 掌握定标测量思想方法。
4. 学会转动惯量测试仪的使用方法。
5. 学会测量时间的累积放大法。
6. 掌握不确定度的估算方法。
（二）讲课提纲1．实验简介转动惯量是表征转动物体惯性大小的物理量，是研究、设计、控制转动物体运动规律的重要工程技术参数。
如钟表摆轮、精密电表动圈的体形设计、枪炮的弹丸、电机的转子、机器零件、导弹和卫星的发射等，都不能忽视转动惯量的大小。
因此测定物体的转动惯量具有重要的实际意义。
刚体的转动惯量与刚体的质量分布、形状和转轴的位置都有关系。
对于形状较简单的刚体，可以通过计算求出它绕定轴的转动惯量，但形状较复杂的刚体计算起来非常困难，通常采用实验方法来测定。
2．实验设计思想和实现方法（1）基本原理转动惯量的测量，基本实验方法是转换测量，使物体以一定的形式运动，通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量的关系，进行转换测量。
实验中采用扭摆法测量不同形状物体的转动惯量，就是使物体摆动，测量摆动周期，通过物体摆动周期T 与转动惯量I 的关系kIT π2=来测量转动惯量。
（2）间接比较法测量，确定扭转常数K已知标准物体的转动惯量I 1，被测物体的转动惯量I 0；被测物体的摆动周期T 0，标准物体被测物体的摆动周期T 1。
通过间接比较法可测得20212010T T T I I -=也可以确定出扭转常数K2021124T T I k -=π定出仪器的扭转常数k 值，测出物体的摆动周期T ，就可计算出转动惯量I 。
（3）“对称法”验证平行轴定理平行轴定理：若质量为m 的物体（小金属滑块）绕通过质心轴的转动惯量为I 0时，当转轴平行移动距离x 时，则此物体的转动惯量变为I 0+mx 2。
实验五用扭摆法测定物体的转动惯量
理论分析证明,若质量为 m 的物体绕通过质心轴的转动惯量为 I 0 ，当转轴平
行移动距离 x 时，此物体对新转轴的转动惯量为 I 0 mx 2 ，这个结论称为转动惯
量的平行轴定理. ［实验仪器]
扭摆、转动惯量测试仪、待测的物体（如空心金属圆柱体、实心塑料圆柱体、 细金属杆、塑料球体等)。 ［实验内容]
0０、1０。００、15。00、２０．00、2５。００厘米,测定摆动周期Ｔ.验证转动 惯量平行轴定理。 [注意事项］
1、为了降低实验时由于摆动角度变化带来的系统误差，在测定各种物体的 摆动周期时，摆动角度应在 90 40 之间,且每次的值基本相同。
2、光电探头宜放置在挡光杆平衡位置处，挡光杆不能和它接触,以免增大摩 擦力矩.
百分误差
已知:两滑块绕质心轴的转动惯量理论值为：
I s
2[ 1 16
m(D外2
D内2 )
1 12
ml2 ]
0.809 10 42
kg·m２
[思考题]
１、在实验中，为什么在测量球和细杆的质量时必须将安装夹具取下?为什
么它们的转动惯量在计算中又未考虑？
２、数字计时仪的仪器误差为０．01s，实验中为什么要测量 10T？
M I
图 5-1 扭－摆构造图
式中, 为物体绕转轴的转动惯量， 为角加速度,由上式得
M I
(5—２）
令 2 K ,忽略轴承的摩擦阻力矩，由（5－1）、(5-2)得 I
d 2 K 2
dt 2
I
即
（5—３)
d 2 2 0 dt 2 上述方程表明，扭摆的运动是简谐振动,此方程的解为： Acos(t )
T0 （ｓ)
T1 (s）
塑料圆柱体的转动惯量(理论值）
扭摆法测物体转动惯量实验报告
扭摆法测物体转动惯量实验报告扭摆法测物体转动惯量实验报告引言转动惯量是描述物体绕某一轴旋转时所表现出的惯性特征的物理量。
在本次实验中，我们使用了扭摆法来测量物体的转动惯量。
扭摆法是一种简单而有效的实验方法，通过扭转物体并观察其振动周期，可以间接地计算出物体的转动惯量。
实验装置和原理实验装置主要由一根细长的金属丝、一个物体样品和一个计时器组成。
首先，将金属丝悬挂在支架上，并将物体样品固定在金属丝的下端。
然后，用手扭转金属丝，使物体样品发生转动。
通过观察物体样品的振动周期，可以推导出物体的转动惯量。
实验步骤1. 将金属丝悬挂在支架上，并确保其水平放置。
2. 将物体样品固定在金属丝的下端，确保物体的重心与金属丝的轴线重合。
3. 用手扭转金属丝，使物体样品发生转动。
4. 计时器开始计时，记录物体样品的振动周期。
5. 重复实验多次，取平均值作为最终结果。
数据处理与结果分析根据实验数据，我们可以计算出物体的转动惯量。
假设物体的转动惯量为I，振动周期为T，金属丝的扭转角度为θ。
根据扭摆法的原理，可以得出以下公式：I = (4π^2mL^2) / T^2其中，m为物体的质量，L为金属丝的长度。
通过对实验数据的处理，我们可以得到物体的转动惯量的数值。
进一步分析实验结果，我们可以发现转动惯量与物体的质量、金属丝的长度以及振动周期之间存在一定的关系。
首先，转动惯量与物体的质量成正比。
物体的质量越大，其转动惯量也越大。
这是因为物体的质量增加会使其惯性增加，从而使得转动惯量增大。
其次，转动惯量与金属丝的长度平方成正比。
金属丝的长度越长，物体的转动惯量也越大。
这是因为金属丝的长度增加会使得物体的有效转动半径增加，从而使得转动惯量增大。
最后，转动惯量与振动周期的平方成正比。
振动周期越大，物体的转动惯量也越大。
这是因为振动周期的增大意味着物体的转动速度较慢，从而使得转动惯量增大。
结论通过扭摆法测量物体的转动惯量，我们可以得出以下结论：1. 物体的转动惯量与其质量成正比。
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。
扭摆法测定物体转动惯量实验报告
扭摆法测定物体转动惯量实验报告
1. 实验目的：
通过扭摆法探究物体的转动惯量，了解静力学转动定理的应用。
扭摆仪、时钟、卡尺、质量块、转动轴，数码千分秤。
3. 实验原理与步骤：
（1）扭摆法是通过测定加在物体上的扭矩和物体角加速度之间的关系，确定物体转动惯量的一种方法。
（2）实验器材按要求安装。
（3）用数码千分秤测定转动轴的直径，记录数据。
（4）将实验物体(质量块)挂在转动轴上，在竖直方向上产生一定的摆角，用卡尺测定摆角，记录数据。
（5）用时钟计时，记录实验物体从静置状态开始，逐渐产生的摆运动的周期T。
（6）使质量块转动加速度为ω，用扭摆仪测定产生扭矩M，记录数据。
根据静力学转动定理得到模型方程：M = Iα
其中，M为扭矩，I为物体转动惯量，α为角加速度。
（7）用逐差法(差分法)处理数据，求得转动轴的平均直径D。
（8）根据实验公式，求出物体转动惯量的值。
计算得到实验物体的转动惯量为：I = 0.014kg.m²。
本次实验中，利用扭摆仪的扭矩检测功能，结合静力学转动定理的运用，实现了对实验物体转动惯量的测定。
通过实验，我们可以了解到扭摆法的基本原理和步骤，能够进一步认识到物体的转动惯量是一个重要的物理量，而转动惯量的大小决定了物体在旋转状态中的惯性大小。
在实验过程中，需严格控制各项实验条件，保证实验数据的准确性和可靠性。
扭摆法测定转动惯量实验报告
扭摆法测定转动惯量实验报告扭摆法测转动惯量研究性实验报告吞吞吐吐吞吞吐吐吞吞吐吐11-21吞吞吐吐吞吞吐吐吞吞吐吐吞吞吐吐吞吞2011吐吐物理研究性实验报告研究性报告————扭摆法测转动惯量第一作者：孟勤超10031123第二作者：郭瑾10031126第三作者：张金凯10031108目录摘要 (3)一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)1.基本原理 (3)2.间接比较测量法，确定扭转常数K (3)3.验证平行轴定理 (4)4.光电转换测量周期 (4)三、实验仪器 (4)四、实验步骤 (4)1.调整测量系统 (4)2.测量数据 (5)五、注意事项 (5)六、数据记录与处理 (5)1.原始数据记录 (5)2.数据处理 (7)七、讨论 (9)1.误差分析 (9)2.总结 (10)实验名称：扭摆法测转动惯量摘要转动惯量是刚体转动惯性大小的量度，是表征刚体特性的一个物理量。
转动惯量的测量，一般都是使刚体以一定的形式运动。
通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量之间的关系，进行转换测量。
本实验使物体作扭转摆动，由摆动周期及其它参数的测定算出物体的转动惯量。
一、实验目的1.熟悉扭摆的构造、使用方法和转动惯量测量仪的使用；2.利用扭摆法测量不同形状物体的转动惯量和扭摆弹簧的扭摆常数；3.验证转动惯量的平行轴定理；4.学会测量时间的累积放大法；5.掌握不确定度的计算方法。
二、实验原理1.基本原理转动惯量的测量，基本实验方法是转换测量，使物体以一定的形式运动，通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量的关系，进行转换测量。
实验中采用扭摆法测量不同形状物体的转动惯量，就是使物体摆动，测量摆动周期，通过物体摆动周期T与转动惯量I的关系T=2π2.间接比较测量法，确定扭转常数K已知标准物体的转动惯量I1，被测物体的转动惯量I0，被测物体的摆动周期T0，标准物体被测物体的摆动周期T1，通过间接比较法可测得：=???? ?????????也可以确定出扭转常数K定出仪器的扭转常数K，测出物体的摆动周期T，就可计算出转动惯量I。
扭摆法测定物体的转动惯量实验报告
扭摆法测定物体的转动惯量一、实验目的1.测定扭摆的仪器常数〔弹簧的扭转常数〕K。
2.测定熟料圆柱体、金属圆筒、木球与金属细长杆的转动惯量。
3.验证转动惯量的平行轴定理。
二、实验器材扭摆、转动惯量测试仪、金属圆筒、实心塑料圆柱体、木球、验证转动惯量平行轴定理用的金属细杆〔杆上有两块可以自由移动的金属滑块〕、游标卡尺、米尺托盘天平。
三、实验原理1.测量物体转动惯量的构思与原理将物体在水平面内转过以角度θ后，在弹簧的恢复力矩作用下物体就开场绕垂直轴作往返扭转运动。
更具胡克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩M与所转过的角度θ成正比，即式中K为弹簧的扭转常数。
假设使I为物体绕转轴的转动惯量，β为角加速度，由转动定律M Iβ=可得令2Kω=，忽略轴承的磨察阻力距，得I上式表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速度与角位移成正比，且方向相反。
方程的解为式中A为简谐振动的角振幅，ϕ为初相位角，ω为角速度。
谐振动的周期为由上式可知，只要通过实验测得物体扭摆的摆动周期，并在I和K中任何一个量时即可计算出另外一个量。
本实验使用一个几何形状规则的小塑料圆柱，它的转动惯量可以根据质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到，将其放在扭摆的金属载物盘上，通过测定其在扭摆仪上摆动时的周期，可算出仪器弹簧的K 值。
假设要测定其他形状物体的转动惯量，只需将待测物体安放在同一扭摆仪顶部的各种夹具上，测定其摆动周期，即可算出该物体绕转动轴的转动惯量。
假设扭摆上只放置金属载物圆盘时的转动惯量为0I ，周期为0T ，则假设在载物圆盘上放置转动惯量为'1I 的小塑料圆柱后，周期为1T ，由转动惯量的可加性，总的转动惯量为'01I I ，则 解得 以及假设要测量任何一种物体的转动惯量，可将其放在金属载物盘上，测出摆动周期T ，就可算出其转动惯量I ，即本实验测量木球和金属细杆的转动惯量时，没有用金属载物盘，分别用了支架和夹具，则计算转动惯量时需要扣除支架和夹具的转动惯量。
扭摆法测定物体转动惯量实验报告
扭摆法测定物体的转动惯量一、实验目的1.测定扭摆的仪器常数（弹簧的扭转常数）K 。
2.测定熟料圆柱体、金属圆筒、木球与金属细长杆的转动惯量。
3.验证转动惯量的平行轴定理。
二、实验器材扭摆、转动惯量测试仪、金属圆筒、实心塑料圆柱体、木球、验证转动惯量平行轴定理用的金属细杆（杆上有两块可以自由移动的金属滑块）、游标卡尺、米尺 托盘天平。
三、实验原理1.测量物体转动惯量的构思与原理将物体在水平面内转过以角度θ后，在弹簧的恢复力矩作用下物体就开始绕垂直轴作往返扭转运动。
更具胡克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩M 与所转过的角度θ成正比，即M K θ=-式中K 为弹簧的扭转常数。
若使I 为物体绕转轴的转动惯量，β为角加速度，由转动定律M I β=可得M K I Iβθ==- 令2KIω=，忽略轴承的磨察阻力距，得 222d dtθβωθ==-上式表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速度与角位移成正比，且方向相反。
方程的解为cos()A t θωϕ=+式中A 为简谐振动的角振幅，ϕ为初相位角，ω为角速度。
谐振动的周期为22T πω==由上式可知，只要通过实验测得物体扭摆的摆动周期，并在I 和K 中任何一个量已知时即可计算出另外一个量。
本实验使用一个几何形状规则的小塑料圆柱，它的转动惯量可以根据质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到，将其放在扭摆的金属载物盘上，通过测定其在扭摆仪上摆动时的周期，可算出仪器弹簧的K 值。
若要测定其他形状物体的转动惯量，只需将待测物体安放在同一扭摆仪顶部的各种夹具上，测定其摆动周期，即可算出该物体绕转动轴的转动惯量。
假设扭摆上只放置金属载物圆盘时的转动惯量为0I ，周期为0T ，则22004T I Kπ=若在载物圆盘上放置已知转动惯量为'1I 的小塑料圆柱后，周期为1T ，由转动惯量的可加性，总的转动惯量为'01I I +，则222'2'1010144()T I I T I K Kππ=+=+解得'2122104I K T T π=- 以及'21002210I T I T T =- 若要测量任何一种物体的转动惯量，可将其放在金属载物盘上，测出摆动周期T ，就可算出其转动惯量I ，即2024KT I I π=- 本实验测量木球和金属细杆的转动惯量时，没有用金属载物盘，分别用了支架和夹具，则计算转动惯量时需要扣除支架和夹具的转动惯量。
扭摆法测物体的转动惯量物理实验研究性报告
扭摆法测定物体的转动惯量实验原理：转动惯量是刚体转动时惯性大小的量度,是表明刚体特性的一个物理量.刚体转动惯量除了与物体质量有关外,还与转轴的位置和质量分布(即形状、大小和密度分布)有关。
如果刚体形状简单，质量分布均匀，可以直接计算出它绕特定转轴的转动惯量。
对于形状复杂,质量分布不均匀的刚体,计算将极为复杂,通常采用实验方法来测定,例如机械部件,电动机转子和枪炮的弹丸等。
转动惯量的测量,一般都是使刚体以一定形式运动,通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量的之间的关系,进行转换测量.本实验使物体作扭转摆,由摆动周期及其它参数的测定计算出物体的转动惯量。
1．扭摆运动——角简谐振动(1)此角谐振动的周期为（2）式中，为弹簧的扭转常数式中，为物体绕转轴的转动惯量。
2．弹簧的扭转系数的测定：实验中用一个几何形状规则的物体，它的转动惯量可以根据它的质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到，再由实验数据算出本仪器弹簧的值。
方法如下：（1）测载物盘摆动周期，由（2）式其转动惯量为（2）塑料圆柱体放在载物盘上，测出摆动周期，由（2）式其总转动惯量为（3）塑料圆柱体的转动惯量理论值为则由，得（周期我们采用多次测量求平均值来计算）3．测任意物体的转动惯量：若要测定其它形状物体的转动惯量，只需将待测物体安放在本仪器顶部的各种夹具上，测定其摆动周期，即可算出该物体绕转动轴的转动惯量。
根据2内容，载物盘的转动惯量为待测物体的转动惯量为4．转动惯量的平行轴定理实验内容与要求：1．熟悉扭摆的构造及使用方法，以及转动惯量测试仪的使用方法。
2．测定扭摆的弹簧的扭转常数，写出。
3．测定塑料圆柱（金属圆筒）的转动惯量。
并与理论值比较，求相对误差。
4．测定金属细杆+夹具的过质心轴的转动惯量。
5．滑块对称放置在细杆两边的凹槽内，改变滑块在金属细杆上的位置，验证转动惯量平行轴定理。
仪器：1．扭摆的构造如图1所示，在垂直轴1上装有一根薄片状的螺旋弹簧2，用以产生恢复力矩。
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扭摆法测定物体的转动惯量
一、实验目的
1.测定扭摆的仪器常数（弹簧的扭转常数）K 。
2.测定熟料圆柱体、金属圆筒、木球与金属细长杆的转动惯量。
3.验证转动惯量的平行轴定理。
二、实验器材
扭摆、转动惯量测试仪、金属圆筒、实心塑料圆柱体、木球、验证转动惯量平行轴定理用的金属细杆（杆上有两块可以自由移动的金属滑块）、游标卡尺、米尺 托盘天平。
三、实验原理
1.测量物体转动惯量的构思与原理
将物体在水平面内转过以角度θ后，在弹簧的恢复力矩作用下物体就开始绕垂直轴作往返扭转运动。
更具胡克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩M 与所转过的角度θ成正比，即
M K θ=-
式中K 为弹簧的扭转常数。
若使I 为物体绕转轴的转动惯量，β为角加速度，由转动定律M I β=可得
M K I I
βθ=
=- 令2K
I
ω=
，忽略轴承的磨察阻力距，得 222d dt
θ
βωθ==-
上式表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速度与角位移成正比，且方向相反。
方程的解为
cos()A t θωϕ=+
式中A 为简谐振动的角振幅，ϕ为初相位角，ω为角速度。
谐振动的周期为
22T πω
=
=由上式可知，只要通过实验测得物体扭摆的摆动周期，并在I 和K 中任何一个量已知时即可计算出另外一个量。
本实验使用一个几何形状规则的小塑料圆柱，它的转动惯量可以根据质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到，将其放在扭摆的金属载物盘上，通过测定其在扭摆仪上摆动时的周期，可算出仪器弹簧的K 值。
若要测定其他形状物体的转动
惯量，只需将待测物体安放在同一扭摆仪顶部的各种夹具上，测定其摆动周期，即可算出该物体绕转动轴的转动惯量。
假设扭摆上只放置金属载物圆盘时的转动惯量为0I ，周期为0T ，则
2
20
04T I K
π=
若在载物圆盘上放置已知转动惯量为'1I 的小塑料圆柱后，周期为1T ，由转动惯量的可加性，总的转动惯量为'01I I +，则
222
'2
'1
010144()T I I T I K K
ππ=+=+
解得
'
2
12
2
10
4I K T T π=- 以及
'2
1002
2
10I T I T T =- 若要测量任何一种物体的转动惯量，可将其放在金属载物盘上，测出摆动周期T ，就可算出其转动惯量I ，即
202
4KT I I π
=- 本实验测量木球和金属细杆的转动惯量时，没有用金属载物盘，分别用了支架和夹具，则计算转动惯量时需要扣除支架和夹具的转动惯量。
2.验证物体转动惯量的平行轴定理
本实验利用金属细杆和两个对称放置在细杆两边凹槽内的滑块来验证平行轴定理。
测量整个系统的转动周期，可得整个系统的转动惯量的实验值为
22
4KT I π
= 当滑块在金属细杆上移动的距离为x 时，根据平行轴定理，整个系统对中心轴转动惯量的理论计算公式应为
'2+2+2m I I I I x =+细杆夹具滑块滑块
式中I 滑块为滑块通过滑块质心轴的转动惯量理论值。
如果测量值I 与理论计算值'I 相吻合，则说明平行轴定理得证。
四、实验步骤
1.熟悉扭摆的构造及使用方法，熟悉转动惯量测试仪的使用方法。
2.测出塑料圆柱体的外径，金属圆筒的内、外径，木球直径，金属细长杆长度及个物体质量（各测量3次）。
3.调整扭摆基座底脚螺丝，使水平仪的气泡位于中心。
4.装上金属载物盘，调整光电探头的位置使载物盘上的挡光杆处于其缺口中央且
T。
能遮住发射、接受红外光线的小孔。
测定摆动周期
T。
5.将塑料圆柱体垂直放在载物盘上，测定摆动周期
1
T。
6.用金属圆筒代替塑料圆柱体，测定摆动周期
3
T（在计算木球的转动惯量时，应扣除7.取下载物盘、装上木球，测定摆动周期
4
支架的转动惯量）。
T（在8.取下木球，装上金属细杆（金属细杆中心必须与转轴重合），测量摆动周期
5
计算金属细杆的转动管粮食以扣除夹具的转动惯量）。
9.将滑块对称放置在细杆两边的凹槽内，此时滑块质心理转轴的距离分别为5.00cm，10.00cm，15.00cm，20.00cm，25.00cm，测定摆动周期T，验证转动惯量的平行轴定理（在计算转动惯量时，应扣除夹具的转动惯量）。
五、实验数据记录
2m ）
2m ）
'210
2
2
10I T T T -
2m ）
2m ）
2+D D 外内（23
24KT I π
-
2
m）
2
m）
1
m 10D
直
2
4
2
0.187
T I-
支座
2
m）
2
m）
22
+
mx I
滑块。