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题目类型

深圳大学实验报告
课程名称: 大学物理实验(三)
实验名称: 定量验证角动量守恒定理
学院: 物理科学与技术学院
组号指导教师:
报告人: 学号:
实验地点: 科B108 实验时间:
实验报告提交时间:
一、实验设计方案
1. 实验目的:
1. 先分别测量盘在空载和负载情况下的转动惯量,并验证角动量守恒定理。
2. 熟悉电压传感器、500接口和计算机的DataStudio软件等的使用。
2. 实验原理
⑴角动量守恒定律:
对一固定点o,质点所受的合外力矩为零,则此质点的角动量矢量保持不变,叫做质点角动量守恒定律。
由mgr-Mu=Iβ,可得到转动惯量I的值。
其中,m是下落砝码的质量,g是重力加速度,r是绕线轮的半径,Mu是摩擦力矩,I是转动惯量,β是角加速度。
③利用茹科夫斯基转椅可定性观察合外力矩为零的条件下,物体系统的角动量守恒。
角动量守恒的物体系统的转动惯量变大时,角速度会变小,反之亦然。
⑵角动量定理(也称动量矩定理):
对于质点,角动量定理可表述为:质点对固定点的角动量对时间
  
角动量定理
的微商,等于作用于该质点上的力对该点的力矩。对于质点系,由于其内各质点间相互作用的内力服从牛顿第三定律,因而质点系的内力对任一点的主矩为零。
3. 选用仪器:
仪器名称
型号
主要参数
用途
计算机和DataStudio
C-I6874
——
数据采集平台、数据处理
750接口
C-I6760
——
数据采集处理
转动传感器
CI-6538
——
采集数据
转动组合平台
ME-8951
——
采集数据
砝码及挂钩
——
——
采集数据
4、实验内容及具体步骤:
1、调节实验装置。如下图3所示,调节底座一脚的水平螺丝,使载物台水平,并保持定滑轮的滑槽与所选用的塔轮半径垂直。
2. 打开DataStudio 软件,选择750数据接口,接好数据线,创建一个新实验。在DataStudio 软件的窗口中设置750接口的转动传感器连接,设置测量角加速度β。
。使塔轮在砝码的作用下,从静止开始转动,由Datastudio记录平台空载时角加速度β,以后每次增加已知质量的砝码,重复测量多次,并保存实验所得图像。
4. 转动平台载荷。在载物台上放置圆环,重复步骤2,3,并保存实验所得图像。
图3
5. 由公式分别算出:空载时的转动惯量和负载时的转动惯量,并与理论值比较。
6. 合外力矩为零的条件下,测量载物台空载时系统的角速度。在载物台上放置圆环,测量物体角速度,并与与利用角动量守恒所得的预测值进行比较。
二、数据记录与处理
三、实验结果陈述与总结:
(一)实验结果: