2
3. 选用仪器：
仪器名称
型号 主要参数
计算机和 C-I6874
DataStudio
——
750 接口
C-I6760 ——
转动传感器
CI-6538 ——
转动组合平台
ME-8951 ——
砝码及挂钩
—— ——
用途
数据采集平台、数据处理
数据采集处理
采集数据 采集数据 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 。 3.转动平台空载。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。
5
指导教师批阅意见：
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
6
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。
3
二、数据记录与处理
4
三、实验结果陈述与总结： （一）实验结果： 1．
（1）由实验所得图形及 mgrA-Mu=Iβ ，可得：
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 L Iii I f f 。 ④ 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。
2. 实验原理 ⑴角动量守恒定律：
① 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。
② 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。
空载时的转动惯量为： Ii=119000.0g*mm 2 负载时的转动惯量为：If=222060.8 g*mm 2 （2）由 I=0.5*mr 2 ，可得其理论值为： 空载时的转动惯量为：Ii=120967.5 g*mm 2 负载时的转动惯量为：If=235483.4 g*mm 2 （3）其误差为： 空载时：φ 1=1.7% 负载时：φ 2=5.7%
2. L1 I ii =145444.44g*mm 2 /s^2 L2 If f =141030.4 g*mm 2 /s^2 所以： L1 ≈ L 2
（二）实验总结： 1.由实验结果可知： 空载时的转动惯量为： Ii=119000.0g*mm 2 负载时的转动惯量为：If=222060.8 g*mm 2 在验证转动角动量守恒定理时，基本满足角动量守恒定理， L Iii I f f ，误差 不大。 2.通过这次实验，我对电压传感器、500 接口和计算机的 DataStudio 软件等的使 用更加熟悉了，对转动角动量守恒定理的认识也更加熟悉深刻了，受益匪浅。
课程编号 题目类型
得分 教师签名 批改日期
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：
实验地点： 科 B108 实验时间：
实验报告提交时间：
1
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。