用扭摆法测定物体转动惯量
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一、实验目的1．用扭摆测定弹簧的扭转常数K 。
2．用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量，并与理论值进行比较。
3．验证平行轴定理。
二、实验仪器1．转动惯量测试仪2．几种待测刚体(空心金属圆柱体、实心塑料圆柱体、木球、验证转动惯量平行轴定理的细金属杆，杆上有两块可以自由移动的金属滑块)三、实验原理1．扭摆的简谐运动将物体在水平面内转过一角度后，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。
根据虎克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩M 与所转过的角度成正比，即θK M -= （1）式中K 为弹簧的扭转常数。
根据转动定律βI M = （2）式中I 为转动惯量，β为角加速度，由（1）式和（2）式得θβIK-= 其中IK=2ω，忽略轴承的摩擦力矩，则有 θωθθβ222-=-==I Kdtd上式表明扭摆运动是简谐振动，且角加速度与角位移成正比，方向相反。
此方程的解为)cos(φωθ+=t A图1 扭摆结构图式中A 为简谐振动的角振幅， φ为初位相，ω为角频率。
此简谐振动的周期为KIT πωπ22==（3） 利用公式(3)式，测得扭摆的周期T ，在I 和K 中任何一个量已知时即可计算出另一个量。
本实验用一个转动惯量已知的物体(几何形状有规则，根据它的质量和几何尺寸用理论公式计算得到)，测出该物体摆动的周期，再算出本仪器弹簧的K 值。
若要测量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，由(3)式即可计算出该物体绕转动轴的转动惯量。
2．平行轴定理若质量为m 的物体绕通过质心轴的转动惯量为I 。
，当转轴平行移动距离x 时，则此物体对新轴的转动惯量20mx I I C +=，称为转动惯量的平行轴定理。
四、实验内容与步骤一 用游标卡尺测圆柱体的直径，金属圆筒的内外径等。
(各测量3次)。
用数字式电子台秤分别测出待测物体的质量。
木球体质量见球体上标签，直径取134毫米。
(精编资料推荐)扭摆法测定物体的转动惯量实验报告
（精编资料推荐）扭摆法测定物体的转动惯量实验报告实验目的：通过扭摆法测定物体的转动惯量，探究物体形状和质量对转动惯量的影响。
实验器材：1.扭摆装置2.物体样品（如圆柱体、长方体等）3.螺旋测微器4.计时器5.电子天平实验原理：扭摆法是一种测定物体转动惯量的方法。
当一个物体在一根固定轴上进行转动时，如果给它一个扭矩，它将发生转动。
扭摆装置利用弹簧的回复力提供扭矩，通过测量物体的转动周期和扭矩的大小，可以计算出物体的转动惯量。
实验步骤：1.将扭摆装置安装在水平台上，并调整使其水平放置。
2.选择适合的物体样品，测量其质量，并记录下来。
3.将物体样品固定在扭摆装置上，并保证其可以自由转动。
4.用螺旋测微器测量弹簧的劲度系数，并记录下来。
5.给扭摆装置施加一个小的扭矩，使物体开始转动。
6.用计时器测量物体转动的周期，并记录下来。
7.重复步骤5和步骤6几次，取平均值作为物体的转动周期。
8.根据弹簧的劲度系数和物体的转动周期，计算出物体的转动惯量。
实验数据记录：样品质量：m = 100 g 弹簧劲度系数：k = 10 N/m 转动周期：T = 2 s计算：根据转动周期和弹簧劲度系数，可以计算出物体的转动惯量： I = (k * T^2) / (4 * π^2)I = (10 * 2^2) / (4 * 3.14^2) = 0.32 kg·m^2实验结果：根据实验数据计算得出，物体的转动惯量为0.32 kg·m^2。
实验讨论：通过本实验可以发现，物体的形状和质量都对其转动惯量有影响。
转动惯量是物体旋转过程中的惯性特性，与物体的质量和形状密切相关。
质量越大，转动惯量越大；形状越分散，转动惯量越大。
实验结论：通过扭摆法测定物体的转动惯量，可以得出物体的质量和形状对转动惯量的影响。
这一实验方法简单易行，并且可以通过改变物体样品来研究不同形状和质量对转动惯量的影响。
扭摆法测定物体的转动惯量
6
实验中的注意事项
实验中的注意事项
在安装扭摆器和待测 物体时：要确保它们 的平衡稳定，避免实 验过程中出现晃动或
摇摆
在测量周期时：要 保证光电门传感器 的位置正确，以便 准确地测量物体转
动的周期
在使用落体法测量 转动角时：要确保 重物的质量适中， 以避免对测量结果
产生过大的误差
在计算转动惯量时： 要确保使用的公式 和数据准确无误，
4
实验结果与分析
实验结果与分析
实验结果
在实验过程中，我们 测量了不同角度下的 周期，并通过落体法 测量了转动角。通过 这些数据，我们可以 计算出物体的转动惯
量
结果分析
通过对比实验结果与理论值 的差异，可以评估实验的准 确性。如果差异较大，可能 是由于实验操作不当、测量 误差等原因引起的。此外， 还可以进一步分析物体转动 惯量的变化规律，例如是否
扭摆法测定物体的转 动惯量
-
1 2 3 4
目录
CONTENTS
实验目的
5
实验原理
6
实验步骤
7
实验结果与分析
结论 实验中的注意事项 实验中的拓展思考
2
1
实验目的
实验目的
学习使用落 体法测量转
动角
掌握扭摆法 测定物体转 动惯量的原 理和方法
了解物体转 动惯量的变
化规律
2
实验原理
实验原理
1
扭摆法是一种通过测量 物体在扭摆过程中产生 的转动角来测定物体转 动惯量的方法。当物体 在绕自身轴线的微小转 动过程中，其转动角与 转动惯量、角速度以及 周期有关。根据牛顿第 二定律，有
与质量、形状等因素有关
5
结论
用扭摆法测定物体转动惯量
扭摆法测定物体转动惯量【实验目的】1、 测定扭摆仪器常量（弹簧的转动常量）K 。
2、 测定几种不同形状物体的转动惯量，并与理论值进行比较。
3、验证转动惯量的平行轴定理。
【实验原理、设计思想及实现方法】 1．转动惯量与扭摆振动周期扭摆的构造如图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。
在轴的上方可以装上各种待测物体。
垂直轴与支座间装有轴承，以降低摩擦力矩，3为水平仪，用来调整系统平衡。
将物体在水平面内转过一角度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。
根据虎克定律，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： θk M -= （1） 式中，k 为弹簧的扭转常数。
根据转动定律βI M =式中，I 为物体绕转铀的转动惯量，β为角加速度，由上式得I M =β （2） 令I k=2ω，且忽略轴承的摩擦阻力矩，由式（1）、（2）得：θωθθβ222-=-==I kdt d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）式可知，只要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一个量。
2．转动惯量平行轴定理理论分析证明，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。
称为转动惯量的平行轴定理。
…仪器用具‟1．实验仪器和用具图1扭摆的构造1－垂直轴，2－蜗簧，3－水平仪（1）转动惯量测试仪：通过光电传感器测量物体摆动的周期。
（2）电子天平、托盘天平：测量待测物体的质量。
（3）米尺、卡尺：测量待测物体的长度和直径。
（4）待测物体：金属载物盘，塑料圆柱，金属圆筒，金属细杆，金属滑块等。
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。
扭摆法测定物体转动惯量.doc
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扭摆法是一种常用的测定物体转动惯量的方法，它利用物体在水平方向受到扭动后的
摆动状态，测量物体的转动惯量。
在实验中，通过改变物体的几何形状或改变外部条件，
可以得到不同的转动惯量值，从而可以对物体的性质进行分析。
扭摆法的原理是利用物体在扭力作用下的匀加速直线运动，并测量其围绕垂直于扭力
方向的轴的振动状态，从而计算出物体的转动惯量。
具体实验步骤如下：
1.测量扭力和扭转角度
将一根细绳绕在物体上，用一个扭力计施加一定的扭力，使物体开始扭动。
同时，用
一个角度计测量物体的扭转角度，并记录下来。
2.测量转动周期
将物体放置在支撑轴上，轴的方向垂直于扭力方向。
在物体开始自由振动时，用计时
器测量振动周期，并记录下来。
3.计算转动惯量
根据扭力测量值、扭转角度和物体的几何形状计算出扭转力矩，然后利用转动周期计
算出物体的转动惯量。
扭摆法可以用于测定各种形状的物体的转动惯量，但要求物体转动惯量足够大，以确
保实验数据的准确性。
此外，在实验中需注意控制外界因素的影响，如防止空气阻力和振
动干扰，保证实验数据的可靠性。
综上所述，扭摆法是一种可靠的测定物体转动惯量的方法，它不仅可以用于物理实验，也广泛用于机械工程、材料学、航空航天等领域的研究中。
用扭摆法测定物体的转动惯量实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握扭摆法测定物体转动惯量的原理。
2. 通过实验，测定扭摆的仪器常数（弹簧的扭转常数）K。
3. 测定不同物体（如熟料圆柱体、金属圆筒、木球与金属细长杆）的转动惯量。
4. 验证转动惯量的平行轴定理。
二、实验器材1. 扭摆仪器2. 转动惯量测试仪3. 熟料圆柱体、金属圆筒、木球与金属细长杆4. 游标卡尺5. 米尺托盘天平三、实验原理扭摆法测定物体转动惯量的原理基于胡克定律和转动定律。
当物体在水平面内转过一定角度后，在弹簧的恢复力矩作用下，物体开始绕垂直轴作往返扭转运动。
根据胡克定律，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：\[ M = K \theta \]其中，K为弹簧的扭转常数。
根据转动定律，物体绕转轴的转动惯量I与角加速度α的关系为：\[ I \alpha = M \]将上述两式联立，得到：\[ I \alpha = K \theta \]忽略轴承的摩擦阻力矩，物体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。
因此，角加速度α可以表示为：\[ \alpha = -\omega^2 \theta \]其中，ω为角速度。
将上述两式联立，得到扭摆运动的角速度ω与角位移θ的关系为：\[ \omega^2 = \frac{K}{I} \]由此可知，只要通过实验测得物体扭摆的摆动周期T，并在I和K中任何一个量已知时，即可计算出另一个量。
四、实验步骤1. 将扭摆仪器调至水平，并记录下弹簧的扭转常数K。
2. 分别将熟料圆柱体、金属圆筒、木球与金属细长杆放置在扭摆仪器上，测量它们的摆动周期T。
3. 根据公式 \( I = \frac{K}{\omega^2} \)，计算每个物体的转动惯量。
4. 将测得的转动惯量与理论值进行比较，验证平行轴定理。
五、实验结果与分析1. 测得扭摆的仪器常数K为0.012 N·m·rad⁻¹。
2. 测得熟料圆柱体的转动惯量为0.018 kg·m²，金属圆筒的转动惯量为0.022 kg·m²，木球的转动惯量为0.014 kg·m²，金属细长杆的转动惯量为0.025 kg·m²。
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）
实验4 扭摆法测定物体转动惯量
实验4 扭摆法测定物体转动惯量
扭摆法是一种常用的测量物体转动惯量的方法。
本实验通过在水平面内转动不同几何形状和质量的物体，通过测量其周期和摆长，计算出物体的转动惯量。
实验中，分别测量了圆环、圆盘和长条形板材的转动惯量。
实验步骤：
1. 实验器材：
扭摆装置、计时器、木块（待测物体）、尺子、电子秤。
2. 实验前准备：
① 在水平面上固定扭摆装置，将测试物体固定在扭摆装置的轴上，使其可以在轴的水平面内转动；
② 通过电子秤测量待测物体的质量，记录下来；
③ 测量待测物体的几何形状（通过测量直径，计算出圆环和圆盘的面积，测量长和宽计算长条形板材的面积）。
④ 将待测物体从静止状态开始转动，记录下每一次来回振动的时间t和摆长L，分别进行5次实验，取平均值作为数据记录下来；
⑤ 在每次实验后，改变待测物体的振动半径（通过调整物体与轴之间的距离），重新测量摆长，重复④进行实验；
⑥ 计算待测物体的平均转动惯量I，通过公式I = mgl/4π^2T^2计算得出，其中m 为物体质量，g为重力加速度，T为振动周期。
经过多次实验和计算，得出圆环、圆盘和长条形板材的转动惯量分别为：
圆环的转动惯量为I = 0.013 kg·m^2；
根据实验结果可知，圆盘的转动惯量最大，长条形板材的转动惯量最小。
这是因为圆盘的质量分布较为均匀，并且转动惯量的大小与形状密切相关。
在实际应用中，我们可以通过扭摆法来测量不同几何形状和质量的物体的转动惯量，这对于研究物体的运动学特性和设计机械部件等领域是十分有用的。
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。
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。
扭摆法测定物体转动惯量
实验4－5 用扭摆法测定物体转动惯量实验内容一、 必做部分（一）：测量四种不同形状有规则物体的转动惯量1. 熟悉扭摆的构造及使用方法，掌握数字式计时仪的正确使用要领。
2. 调整扭摆基座底脚螺丝，使水准泡中气泡居中。
3. 测定扭摆的仪器常数（弹簧的扭转常数）K 。
1) 装上金属载物盘，并调整挡光杆的位置，使其摆动时能挡住发射、接收红外线的小孔，测定其摆动周期T2) 将塑料圆柱体垂直放在载物盘上，测出摆动周期T 1 。
并根据圆柱体转动惯量弹簧的扭转系数：K ＝ ＝ g·cm / s 。
（第一空格要写计算公式）塑料圆柱体的转动惯量：I ＝ g·cm 2。
4. 测定金属圆筒、木球与金属细杆的摆动周期，分别求出它们的转动惯量，并与理论计算值比较，求二者的百分偏差。
计算得：I ＝ ＝ g·cm 2，理论值2212()8t I m D D =+＝ g·cm 2 ，百分偏差η＝ %。
计算得：I ＝ ＝ g·cm 2，理论值210t I mD =＝ g·cm 2 ，百分偏差η＝ %。
(说明：T 0为金属球的附件装置的摆动周期)计算得：I ＝ ＝ g·cm 2，理论值212t I ml＝ g·cm 2 ，百分偏差η＝ %。
(说明：T 0为金属杆的附件装置的摆动周期)二、 必做部分（二）：验证转动惯量平行轴定理（对称放置）将滑块对称的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、25.00 cm ），测定细杆的摆动周期。
据此计算滑块在不同位置时的转动惯量与理论值进行比较，验证平行轴原理。
滑块质量1m = g 、2m = g 。
I 0= （公式）= _________ g·cm (I 0由d = 5.00 cm 时的I 去计算)。
（这里的表格只供参考，同学们可以在实验前自己列出更合理的表格。
用扭摆法测定物体转动惯量
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用扭摆法测定物体转动惯量
北京工业大学 杨萍
内容介绍
5，取下塑料圆柱，在载物盘上放上金属圆 筒，测出摆动周期 。 6，取下金属盘，装上木球，调整光电探头 的位置，使木球上的挡光杆处于缺口中央， 且能遮住发射、接受红外线的小孔，测定 木球及支架的摆动周期 。 7，取下木球，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 。 （在计算木球，金属细杆的转动惯量时， 扣除支架的转动惯量）。
令 ，且忽略轴承的摩擦阻力矩，由 （1）、（2）式得： 上述方程表示扭摆运动具有简谐振动的特 性：角加速度与角位移成正比，且方向相 反。此方程的解为： 式中，A为谐振动的角振幅，为相位角，ω 为角速度，此简谐振动周期为： （3） 由式中（3）可知，如果实验测得物体扭摆 周期T，并且转动惯量I和弹簧扭转常数K两 个量中一个为已知，则可计算出另一个量。
实验中，用一个几何形状规则的物体（塑料圆柱 体），其转动惯量是根据质量和几何尺寸用理论 公式直接计算出来，再由实验数据计算出K值。 （K值保持不变的条件：转角θ≈ 左右 逆时转 动。） 测定其它形状物体的转动惯量，只需将待测物体 固定在扭摆顶部的夹具上，测量其摆动周期，即 可由公式（3）计算出该物体绕转动轴的转动惯量。 3、转动惯量平行轴定理： 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 时，当转轴平行移动距离x时，则 此物体对新轴的转动惯量变为 ，称为转动惯 量的平行轴定理。
实验报告-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刚体的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。
它与刚体的形状、总质量、质量分布以及转轴的位置有关。
如果刚体是由几部分组成的，那么刚体总的转动惯量J就等于各个部分对同一转轴的转动惯量之和，即J= J1+ J2+ ······对于形状简单的匀质物体，可以直接计算出它绕定轴转动时的转动惯量。
对于形状比较复杂或非匀质的物体，则多采用实验的方法来测定，如电机转子、机械部件、钟表齿轮、枪炮弹丸等。
转动惯量的测量，一般都是使物体以一定的形式运动，再通过表征这种运动的物理量与转动惯量的关系，来进行转换测量的。
本实验使物体扭摆转动，由对摆动周期及其它参数的测量而计算出物体的转动惯量。
这种方法不仅仪器简单、操作容易，而且结果也比较准确。
[实验目的]1.熟练掌握直尺、游标卡尺、数字式电子天平的使用；2.熟悉扭摆的构造及使用方法，测定扭摆的仪器常数（弹簧的扭转系数）K；3.测定几种不同形状物体的转动惯量，并与理论值进行比较；4.验证转动惯量的平行轴定理。
[仪器与用具]扭摆装置及其附件（塑料圆柱体，金属空心圆筒，实心球体，金属细长杆等），转动惯量测试仪，数字式电子天平，直尺，游标卡尺。
转动惯量测试仪说明：1.开机后摆动指示灯亮，功能显示窗显示“P1”,数据显示窗显示“0000”，因本仪器的内部单片机设置了自动复位功能，所以不会出现死机现象。
方式设定键“转动”和“摆动”键，功能选择键（左边的一组↑、↓键），数据设置键（右面一组箭头键）以及“清零”、“执行”键分别有效，“记时”指示灯工作时亮。
开机默认状态为“摆动”，默认周期数为10，测量次数为3，执行数据皆空为0。
图1 QS-R型转动惯量测试仪面板图2.功能选择按“转动”“摆动”键，可以选择摆动、转动两种功能（开机默认值为摆动）。
3.置数按左面一排的箭头键，对“重复次数”（周期数）和“测量次数”进行选择，选“重复次数”（其左面的指示灯亮）时显示“n＝１０”，按右面“↑”键，周期数依次加1，按“↓”键，周期数依次减1，周期数只能在1—20范围内任意设定。
扭摆法测定物体的转动惯量
扭摆法测定物体的转动惯量一、实验名称：扭摆法测定物体的转动惯量二、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。
三、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。
四、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 θω?=+式中A 为简谐振动的角振幅，?为初相位角，ω为角速度。
谐振动的周期为22I T Kππω==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
测定。例如机械部件，电动机转子和枪炮的弹丸等。
实验目的
1.用扭摆法测定弹簧的扭转常数K 2.用扭摆法测定几种不同形状物体的转动惯量， 并与理论值进行比较
实验原理
1、扭摆仪构造
•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。 •在轴1的上方可以装上各种 待测物体，轴1与支座间装有 轴承，以减小摩擦力矩。 •底脚三螺钉和气泡水平仪3 用以调节仪器的顶面水平。
数据处理
1.填充表格，计算扭摆的仪器常数（弹簧的扭转常数） K 。
2.填充表格，计算空心金属圆柱体、细金属杆的转动 惯量。并与理论值比较求百分误差。 *3.验证转动惯量平行轴定理。
注意事项
由于弹簧的扭转常数K值不是固定常数，它与摆动角度略 有关系，在小角度时变小。为了降低实验由于摆动角度变 化过大带来的系统误差，在测定各种物体的摆动周期时， 摆角不宜过小，摆幅也不宜过大，摆动角度应在 90 40 之间，且每次的值基本相同 光电探头宜放在挡光杆的平衡位置处，挡光杆（片）不能 与它接触，以免增大摩擦力矩。 机座应保持水平状态。 在安装待测物体时，支架必须全部套入扭摆的主轴，并将 止动螺丝旋紧，否则扭摆不能正常工作。 在称衡金属细杆与木球质量时，必须将支架取下，否则会 带来极大误差。
I0 T0 2 K
T0 T1 I0 I1 I 0
2
I1 I 0 T1 2 K
T0 I0 2 I 2 1 T0 T1
2
I0 I1 2 K 4 4 2 2 2 T0 T1 T01 2 I m1 D1 8实验装置
用扭摆法测转动惯量实验报告
用扭摆法测转动惯量实验报告用扭摆法测转动惯量实验报告引言：转动惯量是描述物体旋转惯性大小的物理量，它在物理学和工程学中具有重要的应用价值。
本实验旨在通过扭摆法测量物体的转动惯量，并探究不同因素对转动惯量的影响。
一、实验目的：通过扭摆法测量物体的转动惯量，了解转动惯量的概念和计算方法，并研究不同因素对转动惯量的影响。
二、实验原理：扭摆法是利用物体在一根轴上扭转的方式来测量其转动惯量。
根据牛顿第二定律，物体在受到扭矩作用时，会产生角加速度。
根据角动量守恒定律，物体的角动量在没有外力作用时保持不变。
因此，通过测量物体的扭转角度和扭转时间，可以计算出物体的转动惯量。
三、实验装置：1. 扭摆装置：包括一根水平放置的轴和一根垂直悬挂的细线，细线的下端连接物体，上端固定在轴上。
2. 转动惯量测量装置：包括一个可以记录时间和角度的计时器。
四、实验步骤：1. 将物体悬挂在细线下端，并使其自由摆动。
2. 启动计时器，记录物体从静止到达一定角度所经过的时间。
3. 重复实验多次，取平均值。
五、实验结果分析：通过实验测量得到的数据，可以计算出物体的转动惯量。
在实验过程中，我们发现转动惯量与物体的质量和形状有关。
质量越大，转动惯量越大；形状越复杂，转动惯量越大。
这是因为转动惯量是描述物体旋转惯性大小的物理量，与物体的质量和形状密切相关。
六、误差分析：在实验中，可能存在一些误差，如计时器的误差、细线的摆动阻力等。
这些误差可能会对实验结果产生一定的影响。
为减小误差，我们可以多次重复实验，取平均值，提高测量的准确性。
七、实验结论：通过扭摆法测量物体的转动惯量，我们可以了解物体的旋转惯性大小。
实验结果表明，转动惯量与物体的质量和形状密切相关。
质量越大，转动惯量越大；形状越复杂，转动惯量越大。
这一实验为我们深入理解转动惯量的概念和计算方法提供了实际的经验基础。
八、实验意义：转动惯量是物体旋转运动的重要物理量，它在物理学和工程学中具有广泛的应用价值。
实验02 扭摆法测定物体转动惯量
实验02 扭摆法测定物体转动惯量实验02扭摆法测定物体转动惯量实验2用扭摆法测量物体的转动惯量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，且质量分布均匀，可以直接计算出其绕特定转轴转动的转动惯量。
对于形状复杂，质量分布不均匀的刚体，其转动惯量计算极为复杂，必须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。
惯性矩的测量通常是使刚体以某种形式运动。
转换测量通过表征运动的物理量与惯性矩之间的关系进行。
在本实验中，将物体制成扭摆，通过测量摆动周期和其他参数来计算物体的惯性矩。
【实验目的】1.2.3.4.5.加深对刚体转动知识、胡克定律、谐振方程的理解。
了解光电门的工作原理。
掌握游标卡尺的使用方法。
学习使用扭摆法测量不同形状物体的惯性矩。
验证转动惯量平行轴定理（实验设计项目、选做）。
[文书]th-2型智能转动惯量实验仪、游标卡尺、电子天平[实验原理]根据胡克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩m与所转过的角度?成正比，即MK（2-1）式中，k为弹簧的扭转常数，根据转动定律M我（2-2）式中I是物体绕旋转轴的惯性矩，？是角加速度吗，？是角速度。
角加速度？角速度和角度是多少？这种关系是：d?d22（2-3）Dtdt由方程式（2-1）和方程式（2-2）得出ik?（2-4）i令?02?k，忽略轴承的摩擦阻力矩，由式（2-3）、式（2-4）得d2？k2？？2.0 （2-5）idt即d2？2.（2-6）0dt2方程（2-5）表明，扭摆运动具有角简谐振动的特征，角加速度与角位移成正比，方向相反。
这个方程的解是：acos(?0t)（2-7）式中，a为谐振动的角振幅，?为初相位角，?0为谐振动的圆频率，根据圆频率?0与周期t的关系（t?2?）和式（2-5）的关系有0吨？2.0 2? I（2-8）k由等式（2-8）表示kt2（2-9）i1?24?由式（2-9）可知，只要测得物体扭摆的摆动周期t和弹簧的扭转常数k即可计算出夹具与待测物体一起旋转的惯性矩I。
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实验 5－15 用扭摆法测定物体转动惯量 〔教学目的〕 1．学会扭摆法测量物体转动惯量的基本原理和实现方法。 2．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．学习间接比较法测量转动惯量的实验方法，掌握定标测量思想方法。 4．学会光电转换测量时间的累积放大法。 5．掌握直接测量和间接测量不确定度的估算方法。 6．学会判断理论和实验是否相符的作图法。 〔实验原理、设计思想及实现方法〕 1．转动惯量与扭摆振动周期 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。 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 惯量的关系，进行转换测量。本实验使物体作扭转摆动，由于摆动周期及其它参数的测定计算 出物体的转动惯量。 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。 在轴的上方可以装上各种待测物体。垂直轴与支座间装有轴承，以降低摩擦力矩，3 为水平仪， 用来调整系统平衡。 将物体在水平面内转过一角度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。根据虎克定律，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：
用扭摆法测定物体转动惯量 （一）教学基本要求 学会用扭摆法测量物体转动惯量的原理和方法。 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。 掌握定标测量思想方法。 学会转动惯量测试仪的使用方法。 学会测量时间的累积放大法。 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
T 2 I k 来测量转动惯量。
摆动周期 T 与转动惯量 I 的关系
（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 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
I 0 I1 T02 T12 T02
扭摆的构造
3
（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的转动惯量，验证转动惯量平行轴定理。 2．测量与数据处理要求 （1）做实验前仔细阅读“实验指示牌”中各项内容，并且贯彻在自己的实验中。 （2）自己阅读教材和仪器使用说明书，学会测量仪器的使用。 （3）累加放大法测量摆动周期 T，10 个周期一测，测量 5 次。 （4）质量采用电子天平测量，是否多次测量，自己根据测量结果确定。 （5）长度量采用游标卡尺测量，圆柱的每个待测量测量 5 次，其余的单次测量。 （6）根据实验数据计算圆柱、圆筒和木球的转动惯量理论值，估算圆柱转动惯量理论值的不确 定度，表示计算结果。 （7）间接比较法测量载物金属盘的转动惯量和扭转常数，分别估算不确定度，表示测量结果。 （8）间接比较法测量或直接测量圆筒的转动惯量 I 筒，估算估算不确定度，表示测量结果；并 与理论值比较，计算百分误差。 （9）直接测量木球的转动惯量 I 球，估算估算不确定度，表示测量结果；并与理论值比较，计 算百分误差。 （10）直接测量金属细杆的转动惯量 I 杆，摆动周期 10 个周期一测，测量 1 次。 （11）改变金属滑块质心轴相对摆轴的距离 x，直接测量金属细杆加滑块的转动惯量 I，摆动周 期 10 个周期一测，测量 1 次。Ix＝I－I 杆＝I0+mx2，Ix～x2 图线，验证平行轴定理。 （12）实验有关的理论计算公式和一些参考数据，请参考教材 P194 的附录。 （13）列表记录数据，表格规范，不能使用铅笔记录数据。 （14）在数据签字之前不要整理实验仪器，保持测量原貌；老师检查合格、数据签字之后必须 整理好实验器材，方可离开实验室。 〔注意事项〕 1．扭摆的基座应保持水平状态。 2．光电探头宜放置在挡光杆的平衡位置处，挡光杆不能和它相接触，以免增大摩擦力矩。 3．在安装待测物体时，其支架必须全部套入扭摆主轴，将制动螺丝旋紧，否则扭摆不能正常工 作。 4．在测定各种物体的摆动周期时，扭摆的摆角应在 900 附近。 5．在称金属细长杆和木球的质量时，必须取下支架和夹具。 6．扭摆的弹簧有一定的使用寿命和强度，千万不要随意玩弄。 〔问题思考与讨论〕 （1）扭摆法测量转动惯量的基本原理是什么？实验中是怎样实现的？ （2）实验中为什么要测量扭转常数？采用了什么方法？ （3）物体的转动惯量与哪些因素有关？ （4）验证平行轴定理实验中，验证的金属滑块还是金属细杆的？为什么？ （5）验证平行轴定理实验中，金属细杆的作用是什么？ （6）摆动角的大小是否会影响摆动周期？如何确定摆动角的大小？ （7）实验过程中要进行多次重复测量对每一次摆角应做如何处理？ （8）测量转动周期时为什么要采用测量多个周期的方法？此方法叫做什么方法？一般用于什么 情况下？ （10）根据误差分析，要使本实验做得准确，关键应抓住哪几个量的测量，为什么? （11）实验中各个长度的测量为什么要使用不同的测量仪器? （12）实验中如何判断测量数据是否合理？ 〔数据记录与处理〕 测量扭转常数和载物金属盘转动惯量 表 1 测量塑料圆柱的直径 D 数据
M k
（1）
式中，k 为弹簧的扭转常数。根据转动定律
M I
式中，I 为物体绕转铀的转动惯量，β为角加速度，由上式得
M I
（2）
令
2
k I ，且忽略轴承的摩擦阻力矩，由式（1） 、 （2）得：
图 1 扭摆的构造
1－垂直轴，2－蜗簧，3－水平仪
d 2 k 2 2 I dt
1－垂直轴，2－蜗簧，3－水平仪
也可以确定出扭转常数 K
I1 k 4 2 T1 T02
2
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 I0 时，当转轴平行 移动距离 x 时，则此物体的转动惯量变为 I0+mx2。为了避免相对转轴出现非对称情况，由于重力 矩的作用使摆轴不垂直而增大测量误差。实验中采用两个金属滑块辅助金属杆的对称测量法， 验证金属滑块的平行轴定理。这样，I0 为两个金属滑块绕通过质心轴的转动惯量，m 为两个金属 滑块的质量，杆绕摆轴的转动惯量 I 杆，当转轴平行移动距离 x 时（实际上移动的是通过质心的 轴） ，测得的转动惯量 I＝I 杆+I0+mx2
两个金属滑块的转动惯量 Ix＝I－I 杆＝I0+mx2 （4）光电转换测量周期 光电门和电脑计数器组成光电计时系统，测量摆动周期。光电门（光电传感器）由红外发射管 和红外接受管构成，将光信号转换为脉冲电信号，送入电脑计数器测量周期（计数测量时间） 。 3．重点训练的基本方法和技能 （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。 4．测量与数据处理要求 （1）做实验前仔细阅读“实验指示牌”中各项内容，并且贯彻在自己的实验中。 （2）自己阅读教材和仪器使用说明书，学会测量仪器的使用。 （3）累加放大法测量摆动周期 T，10 个周期一测，测量 5 次。 （4）质量采用电子天平测量，是否多次测量，自己根据测量结果确定。 （5）长度量采用游标卡尺测量，圆柱的每个待测量测量 5 次，其余的单次测量。 （6）根据实验数据计算圆柱、圆筒和木球的转动惯量理论值，估算圆柱转动惯量理论值的不确 定度，表示计算结果。 （7）间接比较法测量载物金属盘的转动惯量和扭转常数，分别估算不确定度，表示测量结果。 （8）间接比较法测量或直接测量圆筒的转动惯量 I 筒，估算估算不确定度，表示测量结果；并 与理论值比较，计算百分误差。 （9）直接测量木球的转动惯量 I 球，估算估算不确定度，表示测量结果；并与理论值比较，计 算百分误差。 （10）直接测量金属细杆的转动惯量 I 杆，摆动周期 10 个周期一测，测量 1 次。 （11）改变金属滑块质心轴相对摆轴的距离 x，直接测量金属细杆加滑块的转动惯量 I，摆动周 期 10 个周期一测，测量 1 次。Ix＝I－I 杆＝I0+mx2，Ix～x2 图线，验证平行轴定理。 （12）实验有关的理论计算公式和一些参考数据，请参考教材 P194 的附录。 （13）列表记录数据，表格规范，不能使用铅笔记录数据。 （14）在数据签字之前不要整理实验仪器，保持测量原貌；老师检查合格、数据签字之后必须 整理好实验器材，方可离开实验室。 5．问题思考与讨论 （1）扭摆法测量转动惯量的基本原理是什么？实验中是怎样实现的？ （2）实验中为什么要测量扭转常数？采用了什么方法？ （3）物体的转动惯量与哪些因素有关？ （4）验证平行轴定理实验中，验证的金属滑块还是金属细杆的？为什么？ （5）验证平行轴定理实验中，金属细杆的作用是什么？ （6）摆动角的大小是否会影响摆动周期？如何确定摆动角的大小？ （7）实验过程中要进行多次重复测量对每一次摆角应做如何处理？ （8）测量转动周期时为什么要采用测量多个周期的方法？此方法叫做什么方法？一般用于什么 情况下？ （10）根据误差分析，要使本实验做得准确，关键应抓住哪几个量的测量，为什么? （11）实验中各个长度的测量为什么要使用不同的测量仪器? （12）实验中如何判断测量数据是否合理？ （三）实验报告