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1、用气垫转盘验证刚体转动定律 基础物理实验5 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望实验目的v了解气垫转盘的性能、结构特点、使用方法及维护知识;v观察刚体的定轴转动,学会一种角加速度的测量方法;v验证刚体转动定律;v用对立影响法消除零转引起的系统误差。实验原理v绕固定轴转动的刚体,其所受外力矩与该力矩作用下所产生的角加速度成正比:v分别测量动盘转动一周和两周的时间,联立方程:v假定动盘圆柱直径为 D1,则外力矩:可得角加速度:实验内容v改变砝码质量,测出动盘
2、在不同外力矩下绕定轴转动的角加速度,作 曲线,若该曲线为一直线,则证明刚体转动定律成立,且直线的斜率即为刚体绕固定轴的转动惯量。气垫转盘的使用v气垫转盘使用前应调节水平。方法是:取下动盘,接通气源,将水平校准盘(中心压一重物)置于气室上表面中央,调节底脚螺丝使校准盘稳定地飘浮于气室中央,或其各质点绕定盘内侧空腔四壁均匀而缓慢地作滚轮线运动,且改变旋轮方向时其运动方式不变。v气垫滑轮的调节。气垫滑轮的调节包括两项内容:其一,使气垫滑轮在空载情况下运转自如,且无附加力矩。方法是:先调节滑轮两端定位圈,使与滑轮间隙约;再调节滑轮高度及轴向水平,使细线与动盘平面水平;取下细线,在高度及水平程度不变的前提下,旋转滑轮的方向,直至滑轮在空载情况下能正、反两个方向保持惯性运动状态或相对静止。其二,动盘顺时针或逆时针运动时,都应首先旋动滑轮支架,使软细线与滑轮轴向垂直。注意事项v未开气源,动盘不得人为地在气室表面摩擦转动,气室、气垫滑轮及诸连接管道均不得漏气;v实验前,应调节气室上表面水平等,使处于正常状态,且调好后不得随意挪动;v整个实验过程中要求气压稳定不变;思考题v如何改变转盘所受力矩?为什么必须在两个砝码盘内加等量砝码?v 试分析本实验产生误差的主要原因。