许敏明 黄俊明

【摘 要】本文探讨了拉伸法刚体转动实验的常见误差，探讨了实验的操作关键问题和注意事项，最后提出了对实验仪器的改进方案。

【关键词】转动惯量；刚体；拉伸法；实验仪器

转动惯量是描述刚体转动惯性大小的物理量，是研究和描述刚体转动规律的一个重要物理量。刚体转动惯量测量是许多高校学生必修的基础性物理实验，该实验对学生理解刚体转动理论和了解实验测量刚体转动惯量的方法很有帮助。

一、拉伸法刚体实验仪器

拉伸法刚体实验仪器有原理简单、操作简便、维护方便等优点，由于其便于培养学生初步的实验操作能力和利于逐步加深学生理解刚体转动理论，因此被广泛应用。传统的拉伸法刚体实验仪器如图1所示。

图1中，1是底座，2是顶尖轴承，3是固定在中轴上的具有5种不同半径r的塔轮（r1 =1.00cm，r2 =1.50cm，r3 =2.00cm，r4=2.50cm，r5 =3.00cm），调节顶尖轴承上的螺母13可以紧固轴承的上下的位置，在与塔轮相连的中柱两边对称地伸出两根有等分刻度的均匀细柱4和 ，4和 上各有一个可移动的圆柱形重物5和 ，它们一起组成一个可以绕定轴OO′转动的刚体系统，改变圆形重物的质量或改变重物在细柱上的位置，可以改变转动系统的转动惯量。

塔轮上绕一根细线，并绕过定滑轮7与砝码 8相连。当砝码下落时，通过细线6对绕定轴转动的刚体系统施加外力矩。滑轮的支架9可以固定螺丝10而升降，以保证当细线绕塔轮的不同半径转动时都可以保持与转动轴相垂直。……