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1、14質(zhì)量均勻分布的剛體的轉(zhuǎn)動慣量
【實驗演示目的】 ：用以說明質(zhì)量均勻分布的物體的下滾時的運動狀態(tài)與其轉(zhuǎn)動慣量和質(zhì)量的關系。
【實驗器材】：剛體滾動演示儀，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 ）。
【實驗裝置結(jié)構(gòu)】 ：見圖14
圖14
【實驗現(xiàn)象】：直徑相等、質(zhì)量均勻分布但不同材料的兩個圓盤， C是不銹鋼的， D為鋁的，放在高
度為h的斜面上端，然后同時釋放后，C和D同時下滾，滾動速度、方向一致，同時達到斜面底端。 C、 D交換位置，再做一次，其結(jié)果不變。
【實驗操作要領
2、】 ：
1將圓盤C、 D分別放置電子秤臺面上，測量出其質(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，然后同時釋放，任其自由下滾。
3交換圓盤C、 D的位置，重新如此實驗。
4與質(zhì)量分布不均勻的剛體的滾動演示進行對比。
【實驗原理解釋】 ：對于質(zhì)量均勻分布的圓柱滾體，其對中心軸的轉(zhuǎn)動慣量為:
C和D在重力矩的作用下，沿斜面向下滾動，以圓柱體與斜面接觸線為轉(zhuǎn)軸，由角動量定理 一 r; 一」’ '■ ■ ' 可以看岀，角加速度 ：與質(zhì)量無關，只與柱體半徑、斜面傾角有關。故半
徑相同、質(zhì)量均勻分布的圓柱體 C和D具有相同的滾動速度。
【注意事項】：金屬
3、器件要輕拿輕放
13質(zhì)量分布不同的剛體的轉(zhuǎn)動慣量
【實驗演示目的】：說明物體的轉(zhuǎn)動慣量和其質(zhì)量分布的關系。
【實驗器材】：剛體滾動演示儀，直徑、質(zhì)量相等而質(zhì)量分布不同圓盤 A、B ,緩沖墊4塊；
【實驗裝置結(jié)構(gòu)】：見圖13
【實驗現(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、
外圍密度小；圓柱體 B的分布則相反。在斜面上同一高度處，同時釋放兩個圓柱體，圓柱體 A比圓柱體B下滾速度快，圓柱體 A首先到達 0點
交換兩圓柱體起始位置，其結(jié)果一樣。
【實驗操作要領】：
1將圓盤A、 B分別放置電子秤
4、臺面上，測量出質(zhì)量大小。
2將圓盤A、 B分別放在同一高度的斜面上，然后同時釋放，任其自由下滾。
3交換圓盤 A、 B的位置，重復實驗。
0
圖13
【實驗原理解釋】：由于質(zhì)量分布不同，圓盤 A和B對中心軸的轉(zhuǎn)動慣量不同，并且由實驗條件可知： A的轉(zhuǎn)動慣量小， B的轉(zhuǎn)動慣量大。又由
于二者質(zhì)量和直徑都相同，故它們受到的對斜面的接觸點的重力矩一樣，根據(jù)角動量定理，在相同的力矩作用下，轉(zhuǎn)動慣量大的角加速度小，轉(zhuǎn)動慣量小 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】：
1質(zhì)量分布差異越明顯，其向下滾動速度差異才明顯。
2圓盤要放正，防止下滾時拐彎。
3圓盤要放在斜面的頂端。，不要磕碰，免得損壞影響實驗效果。
14質(zhì)量均勻分布的剛體的轉(zhuǎn)動慣量
