PASCO物理组合实验系列 转动系统组合实验 周红编译 上海交通大学物理实验中心
PASCO 物理组合实验系列 转动系统组合实验 周红 编译 上海交通大学物理实验中心
目录 引言 I 实验】质点的转动惯量… 1 实验2向心力 4 实验3质点的角动量守恒… 8 实验4圆盘和圆环的转动惯量… 12 实验5圆盘绕偏轴的转动惯量（固定轴/转动轴） 16 实验6角动量守恒…19 演示实验六例… 21 实验一角动量守恒… 23 实验二向心力… 27 实验三证明角动量守恒： 30 实验四旋转马达… 31 实验五 旋转加逆水槽 32 实验六法拉第定律… 34
目 录 引言·································································································································· Ⅰ 实验1 质点的转动惯量································································································ 1 实验 2 向心力··············································································································· 4 实验3 质点的角动量守恒······························································································ 8 实验4 圆盘和圆环的转动惯量···················································································· 12 实验 5 圆盘绕偏轴的转动惯量（固定轴/转动轴）·················································· 16 实验6 角动量守恒········································································································ 19 演示实验六例·················································································································· 21 实验一 角动量守恒······································································································ 23 实验二 向心力·············································································································· 27 实验三 证明角动量守恒······························································································ 30 实验四 旋转马达·········································································································· 31 实验五 旋转加逆水槽·································································································· 32 实验六 法拉第定律······································································································ 34
转动系统组合实验 引言 Pascos的该套装置提供了一系列的向心力和转动动力学的实验，它包括了一坚实的底 座，一旋转平台，一T型沟槽，一套向心力装置和一套转动惯量装置，同时该系统提供一 750接口，通过一轻质滑轮来测量该装置的运动情况
转动系统组合实验 引言 Pascos 的该套装置提供了一系列的向心力和转动动力学的实验，它包括了一坚实的底 座，一旋转平台，一 T 型沟槽，一套向心力装置和一套转动惯量装置，同时该系统提供一 750 接口，通过一轻质滑轮来测量该装置的运动情况。 1
实验1质点的转动惯量 实验装置 A型底座 旋转平台 轻质滑轮及计时程序 砝码等 实验目的 测量质点的转动惯量，并证明它与理论值相一致。 实验原理 由理论可知，一个质点的转动惯量可由公式I=MR给出，其中M是质量，R是质点至转轴 的距离。 实验时可将一已知力矩作用于物体上，且其产生的角加速度可测出。因为t=α， I=va 其中a是角加速度，等于r,t是由悬挂的砝码产生的力矩。绳子缠绕在装置底坐上，其上 有卡口，用于卡绳头。R是绕绳圆半径，T是装置转动时绳中张力。 运用牛顿第二定律，得ΣF=mg-T=ma(见图1.1) rotating platform "A"base mg hanging mass 图1.1转动惯量装置和隔离体图 绳中张力为： T=m (g-a) 因为砝码的线加速度可测得，则通过计算就可测得T及。 实验内容 1.调节底座水平 实验前，必须仔细地调节底座的水平，如果导轨不水平，实验就会有影响，在加上附件 以前，先按下列步骤调水平。 (1)在导轨外侧加上一300g砝码，先使装置不平衡，拧紧螺丝使之固定。 (2)调整A型底座上的底脚螺丝直至导轨有砝码的一侧与另一底脚螺丝成一线，见图 1.2
实验 1 质点的转动惯量 实验装置 A 型底座 轻质滑轮及计时程序 旋转平台 砝码等 实验目的 测量质点的转动惯量，并证明它与理论值相一致。 实验原理 由理论可知，一个质点的转动惯量可由公式I=MR2 给出，其中M是质量，R是质点至转轴 的距离。 实验时可将一已知力矩作用于物体上，且其产生的角加速度可测出。因为 τ=Iα， I=τ/α 其中 α 是角加速度，等于 a/r，τ 是由悬挂的砝码产生的力矩。绳子缠绕在装置底坐上，其上 有卡口，用于卡绳头。R 是绕绳圆半径，T 是装置转动时绳中张力。 运用牛顿第二定律，得ΣF=mg-T=ma（见图 1.1） 图 1.1 转动惯量装置和隔离体图 绳中张力为： T=m（g-a） 因为砝码的线加速度可测得，则通过计算就可测得 T 及 α。 实验内容 1． 调节底座水平 实验前，必须仔细地调节底座的水平，如果导轨不水平，实验就会有影响，在加上附件 以前，先按下列步骤调水平。 （1） 在导轨外侧加上—300g 砝码，先使装置不平衡，拧紧螺丝使之固定。 （2） 调整 A 型底座上的底脚螺丝直至导轨有砝码的一侧与另一底脚螺丝成一线，见图 1.2。 1
(3) 将导轨转过90°，调整第二个底脚螺丝直至导轨仍在原位置。 (4)现在导轨已水平了，在任何角度都保持平衡。 rotating platform "A"base 300g square mass leveling feet adjust this foot first rotating platform (rotated 90) 300g square then adjust this mass foot 图1.2调节底座水平示意图 2.仪器安装 见图1.3 300g mass rotating platform 10-spoke pulley wi地h photogate head "A"base 图1.3质点的转动惯量 2
（3） 将导轨转过 90°，调整第二个底脚螺丝直至导轨仍在原位置。 （4） 现在导轨已水平了，在任何角度都保持平衡。 图 1.2 调节底座水平示意图 2． 仪器安装 见图 1.3 图 1.3 质点的转动惯量 2