贾 昱，程敏熙，安 盟，王经淘，李荣妹

(华南师范大学 物理与电信工程学院，广东 广州 510006)

1 引 言

刚体转动惯量是非常重要的物理量，转动惯量的测量是大学物理实验中的基本实验，传统的方法是用落体法进行测量，但随着教学的进步和实验手段的不断更新，如何在原有仪器的条件基础上，增加新的内容和手段，使原实验更具有开放性和创新性，提高实验测量的精确度，是需要思考的问题[1].

Tracker视频分析软件是由美国卡布里洛大学(Cabrillo College)的道格拉开斯·布朗 (Douglas Brown)教授开发的开源软件[2]. 它的特点是能够捕获视频中的位移时间数据并进行分析. Tracker已有相应的中文版提供免费下载使用[2]，最新的版本是4.8，网址是：http://www.cabrillo.edu/～dbrown/tracker/. 在物理实验教学中，运用视频分析，可以呈现实验现象，获取实验数据，展现运动学规律.

本文应用Tracker等技术手段，对测量转动惯量的方法进行了改进：用弹簧代替落体法中下落的砝码，用数码相机(或手机)等数码拍摄装置代替秒表拍摄视频，用Tracker视频分析软件捕获视频文件中的数据，最后用Origin软件进行精确的曲线拟合，从而求出转动惯量. 本文的测量方法在原有的刚体转动惯量测量实验的基础上进行，提高了测量的精度.

2 实验设计原理和方法

在传统的落体法中[3]，塔轮受到细绳的拉力和转轴摩擦力的力矩作用，砝码m以加速度a下落，砝码m由静止开始下落高度h所用的时间为t，得到：

(1)

式中，g为当地重力加速度，r为塔轮的半径和转动角加速度，I为转动系统对转动轴的转动惯量，Mμ为轴承的摩擦力矩，这里视为恒量.