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1、用气垫转盘验证刚体转动定律用气垫转盘验证刚体转动定律基础物理实验5南开大学基础物理实验教学中心南开大学基础物理实验教学中心 基础物理实验室基础物理实验室实验目的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
2、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。
