高中物理测定钢丝的刚性模量课外实验

高中物理测定钢丝的刚性模量课外实验

       仪器

　　尺寸为150mm×30mm×20mm的矩形钢块，在其中心牢固地焊接一悬挂钢丝；螺旋测微器；停表。

       实验原理

　   钢块在水平面内作小振动时，周期为
            
　　其中k是刚性模量，单位用N／m²；r是钢丝的半径，单位用m；L是钢丝的长度，单位用m；周期T的单位用s；I是钢块绕悬挂轴的转动惯量，单位用kg·m²。


　　实验步骤

　　安装实验装置应保证钢丝的上端被紧紧夹在支架上，为此可以用一只带卡头的棘轮或其它类似装置，以便于变更钢丝的长度。

　　调节钢丝长度使之约为1m，测量钢块振动的适当次数所需要的时间，取三次较一致的数据，记录所用钢丝的长度。

　　松开卡头，改变钢丝的长度后重新夹紧卡住，再次取得小振动的观测数据。对于钢丝的六个不同长度取得一系列观测数据，尽可能使数据的范围大些。

　　由观测数据可以算出钢块的转动惯量，用相应的公式计算，在称量钢块的质量时可以忽略钢丝的质量，因此不必把钢丝从板条上拿开。用螺旋测微器测得钢丝直径的一系列数值，另外用直尺测量钢丝的长度。
   
　　数据记录与处理

　　将数据制成表，作出L－T²图象，这条直线的斜率为kr⁴／8πI，若已知r和I，则可由此计算k。