PAGE PAGE 6 成绩 任课教师签名 批改日期 课程号 课程号 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：角动量守恒定律的定量验证 学院：物理科学与技术学院 组号 指导老师： 报告人： 学生编号： 实验地点：B108科 实验时间： 实验报告提交时间： 一、实验设计 1.实验目的： 1.先测量圆盘在空载和负载情况下的转动惯量，验证角动量守恒定律。 2.熟悉电压传感器、500接口和计算机软件的使用。 2.实验原理 （1）角动量守恒定律：对定点o验证角动量守恒定律，作用于质点的总外力矩为零，则该质点的角动量矢量保持不变，这称为该质点角动量守恒定律。由mgr-Mu=Iβ可求得转动惯量I的值。 其中，m为落重物质量，g为重力加速度，r为卷轴半径，Mu为摩擦力矩，I为转动惯量，β为角加速度。③利用茹科夫斯基转椅，可以定性地观察到，在外加总力矩为零的条件下，物体系统角动量守恒。当角动量守恒的物体系统的转动惯量增大，角速度就会减小，反之亦然。≈角动量定理（又称角动量定理）：对于一个点质点，角动量定理可以表示为：点质点相对于一定点的角动量关于时间的导数o查看图片角动量定理等于作用在点质点上的力对该点的力矩。
对于质点系来说，由于其中质点之间相互作用的内力遵循牛顿第三定律，因此质点系在任一点上的内力主矩都为零。 3.仪器选择： 仪器名称 型号 主要参数 用途 计算机及配件 -I6874-数据采集平台、数据处理 750接口 C-I6760-数据采集处理 旋转传感器 CI-6538-数据采集 旋转组合平台 ME-8951-数据采集 砝码及挂钩-数据采集 4.实验内容及具体步骤： 1.调整实验装置，如下图3所示，调节底座一脚的水平螺丝，使平台水平，保持定滑轮滑槽与选定的塔轮半径垂直。 2.打开软件，选择750数据接口，连接数据线，新建实验。在软件窗口设置750接口的旋转传感器连接，并设置测量角加速度β。 3.旋转平台卸载。 使塔轮在重物作用下由静止开始旋转，记录平台卸载时的角加速度β，然后每次加上一个已知重物，重复测量多次，保存实验图像。4.旋转平台负载。在平台上放置一个圆环，重复步骤2和3，保存实验图像。图35.通过公式计算卸载时的转动惯量和加载时的转动惯量，并与理论值进行比较。6.在零外加扭矩的条件下，测量平台卸载时系统的角速度。
将一个圆环放置于载物台上，测量物体的角速度，并与利用角动量守恒定律得到的预测值进行比较。2、数据记录与处理3、实验结果展示与总结：（一）实验结果：1.（1）由实验图及mgrA-Mu=Iβ可得：空载时的转动惯量为：Ii=.0g*mm 加载时的转动惯量为：If=.8 g*mm（2）由I=0.5*mr可得其理论值：空载时的转动惯量为：Ii=.5 g*mm 加载时的转动惯量为：If=.4 g*mm（3）其误差为：空载时：φ1=1.7%加载时：φ2=5.7%2. =.44g*mm/s^2=.4 g*mm/s^2 所以： ≈ (II) 实验总结： 1.由实验结果可知： 空载时的转动惯量为： Ii=.0g*mm 加载时的转动惯量为： If=.8 g*mm 在验证转动角动量守恒定理时，基本满足角动量守恒定理，误差不大。 2.通过本次实验，对电压传感器、500接口及电脑软件的使用更加熟悉验证角动量守恒定律，对角动量守恒定理有了更深入的理解，受益匪浅。 指导老师评语： 成绩评定： 实验设计方案 40分 实验操作及数据记录、数据处理 实验结果（30分） 实验总结（30分） 总分