由能量守恒测定飞轮的转动惯量

【目的和要求】

　　学习用能量法间接测定转动惯量。

【仪器和器材】

　　待测飞轮，水平转轴（如图2．36，轴的直径应与飞轮孔径相配合），细绳，适当的重物（例如0．5－1千克），刻度尺，游标卡尺，停表，弹簧秤（量程100牛）。

【实验方法】

　　1．按图2．36装配轮轴、飞轮、标志杆和在飞轮边缘用粉笔作出标记B。用手使飞轮空转5分钟以上，以保证实验时摩擦力保持恒定（这叫轮的“预热”）。用游标卡尺测出 轴的直径d（＝2r）；用弹簧秤测出重物所受重力，确定出重物质量m。

　　2．将细绳的一端系在重物上，把重物置于轴上的孔A的正下方，将绳的另一端穿过轴上的孔A后拉直，留1厘米左右，剪去多余的部分（以保证实验中重物刚落地时，绳能及时与轴分离）。用手压住孔A处绳的尾端，转动飞轮使重物上升，绳叠绕在轴上的孔A附近，以保证重物能竖直下落，并保证绳始终处于张紧状态。用尺量出重物底面距地面的高度h。

　　3．放开手，让重物下落的同时启动停表，并开始数重物下落过程中飞轮的转数n₁。事物刚着地时刻停止计时，并继续数轴在摩擦力作用下停下来的过程中，飞轮的转数n₂。

　　4．重复步骤2和3若干次，每次可变动重物的质量和稍变动重物的初始高度h。记下每次重物下落的高度和转数则n₁、n₂ 。把各次所测得的数据填入自己设计的表格中，根据（4）式求出每次所测得的飞轮的转动惯量，再求出平均值。