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高中物理测定薄木板绕给定轴的转动惯量课外实验,
高中物理测定薄木板绕给定轴的转动惯量课外实验
仪器
取一木制米尺作为待测定的薄木板,在距一端h厘米处钻个小孔,往孔中紧紧地插进一段玻璃管,用碳化硅磨石打磨一支编织针后,将针穿过玻璃管作轴,把这轴水平搁置在两刀口上,使尺能在竖直面绕这水平轴摆动。此外,还要一只停表。
实验原理
尺的小振动周期为

其中h是转轴到重心的距离。
m是尺的质量。
I是尺绕该转轴的转动惯量。
T是周期。
g是重力加速度。
均匀的矩形薄板绕通过重心与其表面垂直的转轴的转动惯量为
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其中m是板的质量,矩形的长、宽分别为2a,2b。
实验步骤
找出尺的重心,并把尺挂在水平的刀口上,测量摆动50次的时间,摆角不宜超过10°。
测量重心到转轴的距离h、以及尺的长和宽,量尺的质量。
数据处理
把观测数据制成表并代入

,计算I的值。
按

计算出转动惯量来验证实验结果,这个公式是由垂直轴定理及平行轴定理导出的。
还可以分别计算绕转轴和绕通过重心的转轴的迴转半径(定义转动惯量的另一方法是
I=mk
2
其中m是物体的质量,k是相应于I的迴转半径)。
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