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[!--downpath--]一、实验名称：扭摆法测定物体的转动力矩二、实验目的：1、测定扭摆的仪器常数（弹簧的扭转常数）K。2、测定熟料圆锥体、金属圆筒、木球与金属狭长杆的转动力矩。3、验证转动力矩的平行轴定律。三、实验器材：扭摆、转动力矩测试仪、金属圆筒、实心塑胶圆锥体、木球、验证转动力矩平行轴定律用的金属细杆（杆上有两块可以自由联通的金属滑块）、游标千分表、米尺、托盘天平。四、实验原理：1、测量物体转动力矩的构思与原理将物体在水平面内转过以角度后，在弹簧的恢复扭矩作用下物体就开始绕垂直轴作往返扭转运动。更具胡克定律，弹簧受扭转而形成的恢复转矩M为弹簧的扭转常数。若使I为物体绕转轴的转动力矩，β为角加速度，由转动定理M上式表示扭摆运动具有角简谐震动的特点，角加速度与角位移成反比，且方向相反。等式的解为cos(为简谐震动的角振幅，为初相位角，为角速率。谐振动的周期为中任何一个量已知时即可估算出另外一个量。本实验使用一个几何形状规则的小塑胶圆锥，它的转动力矩可以按照质量和几何规格用理论公式直接估算得到，将其置于扭摆的金属载物盘上，通过测定其在扭摆仪上摆动时的周期，可算出仪器弹簧的K值。若要测定其他形状物体的转动力矩，只需将待测物体安放到同一扭摆仪底部的各类治具上，测定其摆动周期，即可算出该物体绕转动轴的转动力矩。
假定扭摆上只放置金属载物圆盘时的转动力矩为，由转动力矩的可加性，总的转动力矩为若要检测任何一种物体的转动力矩，可将其置于金属载物盘上，测出摆动周期T，就可算出其转动力矩I，即本实验检测木球和金属细杆的转动力矩时，没有用金属载物盘，分别用了支架和夹钳，则计算转动力矩时须要交纳支架和夹钳的转动力矩。1、验证物体转动力矩的平行轴定律本实验借助金属细杆和两个对称放置在细杆两侧凹槽内的滑块来验证平行轴定律。检测整个系统的转动周期，可得整个系统的转动力矩的实验值为当滑块在金属细杆上联通的距离为x时，依照平行轴定律，整个系统对中心轴转动力矩的理论估算公式应为夹钳滑块滑块滑块为滑块通过滑块形心轴的转动力矩理论值。假如检测值I与理论估算值相吻合，则说明平行轴定律得证。五、实验步骤：1、熟悉扭摆的构造及使用方式，熟悉转动力矩测试仪的使用技巧。2、测出塑胶圆锥体的直径，金属圆筒的内、外径几种常见刚体转动惯量公式，木球半径，金属狭长杆厚度及个物体质量（各检测3装上金属载物盘，调整光电探头的位置使载物盘上的挡光杆处于其缺口中央且能挡住发射、接受红外光线的小孔。测定摆动周期（在估算木球的转动力矩时，应交纳支架的转动力矩）。将滑块对称放置在细杆两侧的凹槽内，此时滑块质心理转轴的距离分别为5.00cm，10.00cm，15.00cm，20.00cm，25.00cm，测定摆动周期T，验证转动力矩的平行轴定律（在估算转动力矩时，应交纳治具的转动力矩）。
六、实验数据记录：质心转动力矩的测定/kg几何规格/kg几何规格/kg几何规格5.0010.0015.0020.0025.00实验值/-4理论值/-4百分差七、实验数据处理：(915.410(12...04481.1710..53710(135.01061...04482.1000..97210治具八、预习思索题：1、如何检测扭摆弹簧的扭转系数？答：检测出金属载物盘的转动周期、小塑胶圆锥的质量、直径、转动周期，通过公式可估算出扭转系数。2、如何测定任意形状的物体绕特定轴转动的转动力矩？答：可借助平行轴定律。先测定物体绕与特定轴平行的过物体刚体的轴的转动力矩J'，仪器可用扭摆或三线摆。若特定轴与过刚体轴的距离为L，则物体绕特定轴转动的转动力矩3、数字计时仪的仪器偏差是0.01s，实验中为何要检测10个周期？答：由于在检测过程中有所谓的正负误差，在检测量较小时，这种偏差值可能会占有较大的比列即相对误差几种常见刚体转动惯量公式，因而在检测过程中，适当的降低检测次数或则检测量分散偏差，或则说减少相对误差的值。
4、如何验证平行轴定律？答：采用三线摆和质心转动实验仪来验证九、操作后思索题：1、在检测形状规则的物体的转动力矩时，若物体在载物盘中放置不平稳，会对估算结果形成哪些影响？答：实验结果不精确，出现较大偏差。2、扭摆角度的大小对检测会形成哪些影响？答：弹簧扭摆常数K不是固定值，与扭摆角度略有关系，扭摆角在90度左右基本相同，在小角度时K偏小。3、验证平行轴定律时，为何不用一个圆锥体而采用两个对称放置？答：若只用一个，则圆盘会遭到一个沿盘切向的扭矩的作用，转动时，必然会引起磨擦扭矩的降低。一方面减小了检测偏差。另一方面影响仪器的使用寿命。若果采用两个对称放置，两扭矩大小相等，方向相反，于是互相抵消了。
