用刚体转动仪测刚体转动惯量

1、讲述“用刚体转动仪测刚体转动惯量”实验的实验原理
 2、介绍实验的操作要领、数据处理等
3、测量环状、圆块物体的转动惯量。
4、指导学生进行实验操作、观察实验现象、测量并记录实验数据。
教学学时：3学时
教学目的：1、使学生了解“用刚体转动仪测刚体转动惯量”的实验原理
           2、使学生学会摩擦力的平衡方法
           3、使学生掌握本实验的仪器调节和实验数据的测量
           4、使学生学会有理论值时的实验结果表示的规范形式
教学重点、难点：
1、 摩擦力的平衡方法及误差分析
2、 数据处理方法
教学方法、方式：讲解、演示、学生操作教师指导。
教学过程：
一.、引入
刚体转动惯量是刚体在转动中惯性大小的量度，它的重要性类似于平动中物体的质量。一刚体对于某一给定轴的转动惯量，是刚体中每一单元质量的大小与单元质量到转轴的距离的平方的乘积的总和。
刚体的转动惯量与刚体的质量、刚体的质量分布、转轴的位置与方位有关。对于几何形状规则的刚体，可用积分式计算出它绕过质心轴转动的转动惯量，并根据平行轴定理，计算出刚体绕任一特定轴转动的转动惯量。但对于形状复杂的刚体，用数学方法求转动惯量则相当困难，一般宜采用实验的方法来测定。因此，学会对刚体转动惯量的测量方法，具有重要的现实意义，如对研究机械转动性能，包括飞轮、炮弹、发动机叶片、电机、电机转子、卫星外形等的设计工作都有重要意义。测定刚体转动惯量的常用实验方法有：三线摆法、扭摆法、转动惯量仪法等。
二、 实验仪器介绍
⑴ 刚体转动仪（1套）； ⑵游标卡尺； ⑶钢卷尺； ⑷秒表。
三、实验原理讲解
如图2-18所示，当重物 由静止下降距离为h时，重物的势能将减少 ，设此时重物 的速度为vt，待测物体的角速度为 ，根据机械能转换和守恒定律可知，减少的能量 将转化为重物的平动动能和被测物体的转动动能，即