《14質(zhì)量均勻分布的剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《14質(zhì)量均勻分布的剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（4頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、14質(zhì)量均勻分布的剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 【實(shí)驗(yàn)演示目的】 ：用以說(shuō)明質(zhì)量均勻分布的物體的下滾時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)量的關(guān)系。 【實(shí)驗(yàn)器材】：剛體滾動(dòng)演示儀，直徑相等、質(zhì)量密度分布均勻而質(zhì)量不同的圓盤 C、D （不銹鋼C、 鋁D ）。 【實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)】 ：見圖14 圖14 【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】：直徑相等、質(zhì)量均勻分布但不同材料的兩個(gè)圓盤， C是不銹鋼的， D為鋁的，放在高 度為h的斜面上端，然后同時(shí)釋放后，C和D同時(shí)下滾，滾動(dòng)速度、方向一致，同時(shí)達(dá)到斜面底端。 C、 D交換位置，再做一次，其結(jié)果不變。 【實(shí)驗(yàn)操作要領(lǐng)

2、】 ： 1將圓盤C、 D分別放置電子秤臺(tái)面上，測(cè)量出其質(zhì)量大小。 2將圓盤C、 D分別放在斜面頂端，使其處于同一高度，然后同時(shí)釋放，任其自由下滾。 3交換圓盤C、 D的位置，重新如此實(shí)驗(yàn)。 4與質(zhì)量分布不均勻的剛體的滾動(dòng)演示進(jìn)行對(duì)比。 【實(shí)驗(yàn)原理解釋】 ：對(duì)于質(zhì)量均勻分布的圓柱滾體，其對(duì)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為: C和D在重力矩的作用下，沿斜面向下滾動(dòng)，以圓柱體與斜面接觸線為轉(zhuǎn)軸，由角動(dòng)量定理 一 r; 一」’ '■ ■ ' 可以看岀，角加速度 ：與質(zhì)量無(wú)關(guān)，只與柱體半徑、斜面傾角有關(guān)。故半 徑相同、質(zhì)量均勻分布的圓柱體 C和D具有相同的滾動(dòng)速度。 【注意事項(xiàng)】：金屬

3、器件要輕拿輕放 13質(zhì)量分布不同的剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 【實(shí)驗(yàn)演示目的】：說(shuō)明物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和其質(zhì)量分布的關(guān)系。 【實(shí)驗(yàn)器材】：剛體滾動(dòng)演示儀，直徑、質(zhì)量相等而質(zhì)量分布不同圓盤 A、B ,緩沖墊4塊； 【實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)】：見圖13 【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】：直徑、質(zhì)量相等的兩圓柱體，都由兩種物質(zhì)（金屬和木材）組成，但分布不同。圓柱體 A是金屬在中心、木材在邊緣，即中間密度大、 外圍密度??；圓柱體 B的分布則相反。在斜面上同一高度處，同時(shí)釋放兩個(gè)圓柱體，圓柱體 A比圓柱體B下滾速度快，圓柱體 A首先到達(dá) 0點(diǎn) 交換兩圓柱體起始位置，其結(jié)果一樣。 【實(shí)驗(yàn)操作要領(lǐng)】： 1將圓盤A、 B分別放置電子秤

4、臺(tái)面上，測(cè)量出質(zhì)量大小。 2將圓盤A、 B分別放在同一高度的斜面上，然后同時(shí)釋放，任其自由下滾。 3交換圓盤 A、 B的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 0 圖13 【實(shí)驗(yàn)原理解釋】：由于質(zhì)量分布不同，圓盤 A和B對(duì)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不同，并且由實(shí)驗(yàn)條件可知： A的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小， B的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大。又由 于二者質(zhì)量和直徑都相同，故它們受到的對(duì)斜面的接觸點(diǎn)的重力矩一樣，根據(jù)角動(dòng)量定理，在相同的力矩作用下，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的角加速度小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小 的角加速度大，角加速度大其下滾角速度就大。因此， A 比 B的速度更快些。 【注意事項(xiàng)】： 1質(zhì)量分布差異越明顯，其向下滾動(dòng)速度差異才明顯。 2圓盤要放正，防止下滾時(shí)拐彎。 3圓盤要放在斜面的頂端。，不要磕碰，免得損壞影響實(shí)驗(yàn)效果。