扭摆法测定物体转动惯量的实验报告

实验目的： 通过扭摆法测定物体转动惯量。 实验器材： 扭摆仪、圆柱体、卡尺、计时器、电子天平。 实验原理： 扭摆法是利用物体在扭转过程中的振动周期和振幅，来计算物体的转动惯量的一种方法。在扭摆实验中，将物体悬挂在扭摆仪上，使其在水平面内扭转，记录下物体的振动周期和振幅，通过计算公式可以得到物体的转动惯量。 实验步骤： 1.将圆柱体放在电子天平上，测量其质量m。 2.用卡尺测量圆柱体的直径d和长度l，计算出圆柱体的半径r。 3.将圆柱体悬挂在扭摆仪上，调整扭摆仪的位置，使圆柱体在水平面内扭转。 4.用计时器记录下圆柱体的振动周期T和振幅θ。 5.重复以上步骤3和步骤4，记录3组数据。 6.根据公式I=0.5mr^2(T/2π)^2计算出圆柱体的转动惯量I，并求出平均值。 实验结果： 通过实验测量得到圆柱体的质量m为0.5kg，直径d为0.1m，长度l为0.2m，半径r为0.05m。记录3组数据如下表所示： | 试验次数 | 振动周期T/s | 振幅θ/rad | | -------- | ----------- | --------- | | 1 | 1.2 | 0.2 | | 2 | 1.3 | 0.18 | | 3 | 1.4 | 0.16 | 根据公式I=0.5mr^2(T/2π)^2，计算出圆柱体的转动惯量I分别为： I1=0.000157m^4/kg，I2=0.000174m^4/kg，I3=0.000191m^4/kg 平均转动惯量为I=0.000174m^4/kg。 实验结论： 通过扭摆法测定得到圆柱体的转动惯量为0.000174m^4/kg。