邱智宇 肖桂娜 苏桂锋

(上海师范大学物理系 上海 200234)

转动惯量是刚体绕轴转动时惯性量度的重要特性，在航空事业、风力发电、汽车零件等领域中起重要作用[1]．刚体的转动惯量不仅取决于构件总质量，还与其形状、质量分布以及转轴位置有关．无论刚体形状规则与否，利用扭摆法测量刚体转动惯量是精度较高的方法，是大学物理的重要必修实验，更是被广泛地应用于测量制造业零件的转动惯量[1,2]．由此，教师应重视刚体转动惯量测量的实验教学，充分展现现代信息技术时代的特征，合理利用多媒体技术实现教育现代化，调动学生对物理模型的感性认知，唤醒物理观念的理性思维；信息、编程技术与物理实验教学相结合以实现教育信息化，已经成为高校物理教育改革目前的热门研究课题和教育发展的优良趋势[5]．

本文以质量均匀物体对其几何中心转轴转动惯量的测量为例，利用MATLAB编程与Curve Fitting Tool工具，不仅能够实现转动惯量理论值可视化、实验数据拟合精确化，更能将实验过程以动画形式呈现．

1 实验工具与实验原理

1.1 实验原理

将待测物体置于螺旋弹簧载物台上，物体与螺旋弹簧同步运动．根据胡克定律，当物体在水平面上转动，转过某一角度θ后，螺旋弹簧产生的恢复力矩M为

M=-Kθ

(1)

式中，K为螺旋弹簧的扭转系数．再根据转动定理，物体的力矩M为

M=Iα

(2)

式中，I表示物体绕转轴的转动惯量，α为角加速度．物体在螺旋弹簧恢复力矩的作用下与弹簧……