PAGE PAGE 6 成績 任課教師簽名 批改日期 課程號 課程號 題目類型 深圳大學 實驗報告 課程名稱：大學物理實驗（三） 實驗名稱：角動量守恒定律的定量驗證 學院：物理科學與技術學院 組號 指導老師： 報告人： 學生編號： 實驗地點：B108科 實驗時間： 實驗報告提交時間： 一、實驗設計 1.實驗目的： 1.先測量圓盤在空載和負載情況下的轉動慣量，驗證角動量守恒定律。 2.熟悉電壓傳感器、500接口和計算機軟件的使用。 2.實驗原理 （1）角動量守恒定律：對定點o驗證角動量守恒定律，作用于質點的總外力矩為零，則該質點的角動量矢量保持不變，這稱為該質點角動量守恒定律。由mgr-Mu=Iβ可求得轉動慣量I的值。 其中，m為落重物質量，g為重力加速度，r為卷軸半徑，Mu為摩擦力矩，I為轉動慣量，β為角加速度。③利用茹科夫斯基轉椅，可以定性地觀察到，在外加總力矩為零的條件下，物體系統角動量守恒。當角動量守恒的物體系統的轉動慣量增大，角速度就會減小，反之亦然。≈角動量定理（又稱角動量定理）：對于一個點質點，角動量定理可以表示為：點質點相對于一定點的角動量關于時間的導數o查看圖片角動量定理等于作用在點質點上的力對該點的力矩。
對于質點系來說，由于其中質點之間相互作用的內力遵循牛頓第三定律，因此質點系在任一點上的內力主矩都為零。 3.儀器選擇： 儀器名稱 型號 主要參數 用途 計算機及配件 -I6874-數據采集平臺、數據處理 750接口 C-I6760-數據采集處理 旋轉傳感器 CI-6538-數據采集 旋轉組合平臺 ME-8951-數據采集 砝碼及掛鉤-數據采集 4.實驗內容及具體步驟： 1.調整實驗裝置，如下圖3所示，調節底座一腳的水平螺絲，使平臺水平，保持定滑輪滑槽與選定的塔輪半徑垂直。 2.打開軟件，選擇750數據接口，連接數據線，新建實驗。在軟件窗口設置750接口的旋轉傳感器連接，并設置測量角加速度β。 3.旋轉平臺卸載。 使塔輪在重物作用下由靜止開始旋轉，記錄平臺卸載時的角加速度β，然后每次加上一個已知重物，重復測量多次，保存實驗圖像。4.旋轉平臺負載。在平臺上放置一個圓環，重復步驟2和3，保存實驗圖像。圖35.通過公式計算卸載時的轉動慣量和加載時的轉動慣量，并與理論值進行比較。6.在零外加扭矩的條件下，測量平臺卸載時系統的角速度。
將一個圓環放置于載物臺上，測量物體的角速度，并與利用角動量守恒定律得到的預測值進行比較。2、數據記錄與處理3、實驗結果展示與總結：（一）實驗結果：1.（1）由實驗圖及mgrA-Mu=Iβ可得：空載時的轉動慣量為：Ii=.0g*mm 加載時的轉動慣量為：If=.8 g*mm（2）由I=0.5*mr可得其理論值：空載時的轉動慣量為：Ii=.5 g*mm 加載時的轉動慣量為：If=.4 g*mm（3）其誤差為：空載時：φ1=1.7%加載時：φ2=5.7%2. =.44g*mm/s^2=.4 g*mm/s^2 所以： ≈ (II) 實驗總結： 1.由實驗結果可知： 空載時的轉動慣量為： Ii=.0g*mm 加載時的轉動慣量為： If=.8 g*mm 在驗證轉動角動量守恒定理時，基本滿足角動量守恒定理，誤差不大。 2.通過本次實驗，對電壓傳感器、500接口及電腦軟件的使用更加熟悉驗證角動量守恒定律，對角動量守恒定理有了更深入的理解，受益匪淺。 指導老師評語： 成績評定： 實驗設計方案 40分 實驗操作及數據記錄、數據處理 實驗結果（30分） 實驗總結（30分） 總分