角动量守恒定律实验报告
角动量守恒定律实验报告
角动量守恒定律实验报告实验报告:角动量守恒定律一、实验目的1.通过实验验证角动量守恒定律。
2.掌握角动量守恒定律的应用。
二、实验仪器与材料1.光滑水平桌面2.旋转台3.旋转陀螺4.弹簧秤5.指针装置6.计时器7.视频摄像机三、实验原理与方法1.剛體的角动量定义为角动量,即L=Iω,其中L为角动量,I为转动惯量,ω为角速度。
2.根据角动量守恒定律,当没有外力或外力矩作用于系统时,系统的总角动量保持不变。
3.实验将利用旋转陀螺、弹簧秤和指针装置进行验证。
首先将旋转陀螺放在旋转台的中央位置,然后用弹簧秤的钩子钩住旋转陀螺上的一个点,使陀螺开始匀速旋转。
接着用指针装置在旋转陀螺的表面标注两个刻度线,以便观察角动量的变化。
最后,通过视频摄像机记录旋转陀螺的旋转过程。
四、实验步骤1.打开视频摄像机并将其对准旋转台上的旋转陀螺。
2.将旋转陀螺放在旋转台的中央位置,并使其开始匀速旋转。
3.用弹簧秤的钩子钩住旋转陀螺上的一个点,使陀螺旋转速度发生变化,并记录下来。
4.使用指针装置在旋转陀螺的表面标注两个刻度线,并通过视频摄像机记录下来。
5.观察视频记录,分析旋转陀螺的角动量变化。
五、实验结果与分析根据实验记录和观察视频,可以看出在实验过程中旋转陀螺的角动量一直保持不变。
当弹簧秤的钩子钩住陀螺后,陀螺的角速度有所改变,但是由于系统没有外力或外力矩作用,所以陀螺的角动量保持不变。
六、误差分析在实验过程中,可能存在以下误差:1.视频观测误差:视频摄像机可能存在帧率限制,导致角动量变化的细节难以观察清楚。
2.实验操作误差:在标注刻度线和钩住陀螺时,存在人为的误差,可能会对实验结果产生一定的影响。
七、实验结论通过本次实验的观测与分析,可以得出结论:在没有外力或外力矩作用的情况下,旋转陀螺的角动量保持不变,实验结果验证了角动量守恒定律的正确性。
八、实验体会通过本次实验,我深刻理解了角动量守恒定律的概念和应用。
实验过程中,要注意精确操作和观测,避免误差的产生,并合理利用现代技术手段来加强实验的观测和分析,提高实验结果的可靠性。
角动量守恒定律实验报告
角动量守恒定律实验报告实验目的本实验旨在通过观察并分析旋转物体的角动量守恒定律,探究在没有外力矩作用下,旋转体系的角动量是否守恒,并验证角动量守恒定律在实验中的适用性。
实验原理角动量是描述旋转物体运动状态的物理量,它定义为质点的质量乘以其角速度,公式表示为: \[L = I\omega\] 其中,L 表示角动量,I表示质点的转动惯量,\(\omega\)表示角速度。
根据角动量守恒定律,如果在旋转体系中没有外力矩作用,则旋转体系的总角动量将保持不变,即: \[L_{\text{initial}} = L_{\text{final}}\]实验步骤1.准备一个可旋转的物体和一个恒定角速度的电动机。
2.将电动机连接到旋转物体上,并保证电动机能够提供恒定的角速度。
3.开始实验前,通过测量旋转物体的质量和尺寸估算转动惯量。
4.打开电动机,并记录旋转物体的初始角速度和角动量。
5.在没有外力矩作用的情况下,观察旋转物体的运动情况并记录。
6.停止电动机,记录旋转物体的最终角速度和角动量。
7.比较实验前后的角动量,验证角动量守恒定律。
数据记录与分析本实验中,我们使用了一个旋转物体和一个恒定角速度的电动机进行实验。
实验前,我们通过质量和尺寸测量估算了旋转物体的转动惯量为\(I_{\text{initial}}\)。
实验开始时,我们记录了旋转物体的初始角速度\(\omega_{\text{initial}}\)和初始角动量\(L_{\text{initial}}\)。
在实验过程中,我们观察到旋转物体在没有外力矩作用的情况下,保持了恒定的角速度,并且始终保持旋转状态。
实验结束时,我们记录了旋转物体的最终角速度\(\omega_{\text{final}}\)和最终角动量\(L_{\text{final}}\)。
通过对实验数据的分析,我们可以计算出实验前后的角动量差,即: \[\Delta L = L_{\text{final}} - L_{\text{initial}}\]根据角动量守恒定律,如果实验中没有外力矩作用,则角动量的差应当接近于0。
验证动量守恒定律实验报告
验证动量守恒定律实验报告动量守恒定律是物理学中的重要定律之一,它指出在一个封闭系统中,如果系统内部没有外力作用,系统的总动量将保持不变。
为了验证动量守恒定律,我们进行了以下实验。
首先,我们准备了一台光滑的水平轨道,轨道上有两个小车,分别标记为A和B。
我们使用了两个弹簧秤,一个用来测量小车A的初速度,另一个用来测量小车B的初速度。
在实验开始之前,我们先测量了两个小车的质量,并记录下来。
接下来,我们让小车A静止在轨道的一端,小车B静止在轨道的另一端。
然后我们用手推小车A,让它向小车B运动。
当小车A碰撞到小车B时,我们立即按下计时器,并记录下碰撞后两个小车的运动情况。
通过实验数据的分析,我们发现碰撞后小车A的速度减小,而小车B的速度增大。
根据动量守恒定律,我们知道在碰撞过程中,系统的总动量应该保持不变。
因此,我们计算了碰撞前后系统的总动量,发现它们的值几乎相等,这验证了动量守恒定律在这个实验中的有效性。
在实验过程中,我们还发现了一些误差。
首先,由于轨道的摩擦力和空气阻力的存在,小车在碰撞过程中会有能量损失,导致动量并不完全守恒。
其次,测量仪器的精度也会对实验结果产生一定的影响。
为了减小误差,我们可以采取一些措施,比如减少轨道的摩擦力,提高测量仪器的精度等。
总的来说,通过这个实验,我们成功验证了动量守恒定律。
动量守恒定律在物理学中有着广泛的应用,它不仅可以解释碰撞、爆炸等现象,还可以帮助我们理解宇宙中许多复杂的运动规律。
希望通过这个实验,大家对动量守恒定律有了更深入的理解,同时也能够认识到实验中误差的存在及其对结果的影响,从而更加科学地进行实验研究。
利用实验探究角动量守恒定律的教学设计方案
当物体绕某点或某轴旋转时,如果没有外力矩作用在系统上,则系统的角动量 将保持不变。这意味着,如果系统内的某部分角动量发生变化,则必须有其他 部分的角动量发生相反的变化以保持总角动量不变。
角动量守恒定律的适用范围
刚体旋转
角动量守恒定律适用于刚体绕定 轴旋转的情况。在这种情况下, 刚体的形状和大小在旋转过程中
利用实验探究角动量守恒定律的教 学设计方案
汇报人:XX 2024-01-24
目录
• 引言 • 角动量守恒定律概述 • 实验探究角动量守恒定律 • 角动量守恒定律在生活中的应用 • 角动量守恒定律的拓展与延伸 • 教学反思与总结
01 引言
教学目标
知识与技能
使学生掌握角动量守恒定律的基本概 念、原理和数学表达式,能够运用角 动量守恒定律分析解决简单的实际问 题。
物理实验
在物理实验中,角动量守恒定律是一个重要的验证性实验项目。通过实验探究角动量守恒 定律,可以帮助学生深入理解该定律的物理意义和适用条件。
玩具设计
一些旋转类玩具如陀螺、溜溜球等也利用了角动量守恒原理。这些玩具通过设计合理的质 量分布和旋转结构,实现了在玩耍过程中的稳定性和趣味性。
05 角动量守恒定律的拓展与 延伸
定义
角动量是物体绕某点或某轴旋转时所具有的动量,是矢量,其方向垂直于旋转平 面,遵循右手定则。
性质
角动量的大小与物体的质量、旋转半径和角速度有关,即L=Iω,其中L为角动量 ,I为转动惯量,ω为角速度。
角动量守恒定律的表述
表述
在没有外力矩作用的情况下,系统内的角动量是守恒的,即系统内的角动量不 会随时间而改变。
现快速稳定的旋转。
航空航天中的应用
01
卫星姿态控制
深圳大学-角动量守恒定律实验报告【最新精选】
深圳大学实验报告课程名称:大学物理实验(三)实验名称:验证角动量守恒定律及误差分析学院:物理科学与技术学院组号25 指导教师:报告人:学号:实验地点科技楼B109 实验时间:2014.06.03实验报告提交时间:图1 转动平台实验装置以下是附加文档,不需要的朋友下载后删除,谢谢顶岗实习总结专题13篇第一篇:顶岗实习总结为了进一步巩固理论知识,将理论与实践有机地结合起来,按照学校的计划要求,本人进行了为期个月的顶岗实习。
这个月里的时间里,经过我个人的实践和努力学习,在同事们的指导和帮助下,对村的概况和村委会有了一定的了解,对村村委会的日常工作及内部制度有了初步的认识,同时,在与其他工作人员交谈过程中学到了许多难能可贵经验和知识。
通过这次实践,使我对村委会实务有所了解,也为我今后的顺利工作打下了良好的基础。
一、实习工作情况村是一个(此处可添加一些你实习的那个村和村委会的介绍)我到村村委会后,先了解了村的发展史以及村委会各个机构的设置情况,村委会的规模、人员数量等,做一些力所能及的工作,帮忙清理卫生,做一些后勤工作;再了解村的文化历史,认识了一些同事,村委会给我安排了一个特定的指导人;然后在村委会学习了解其他人员工作情况,实习期间我努力将自己在学校所学的理论知识向实践方面转化,尽量做到理论与实践相结合。
在实习期间我遵守了工作纪律,不迟到、不早退,认真完成领导交办的工作。
我在村委会主要是负责管理日常信件的工作,这个工作看似轻松,却是责任重大,来不得办点马虎。
一封信件没有及时收发,很有可能造成工作的失误、严重的甚至会造成巨大的经济损失。
很感谢村委会对我这个实习生的信任,委派了如此重要的工作给我。
在实习过程中,在信件收发管理上,我一直亲力亲为,片刻都不敢马虎。
为了做好信件的管理工作,我请教村委会的老同事、上网查阅相关资料,整理出了一套信函管理的具体方法。
每次邮递员送来的信件,我都要亲自检查有无开封、损坏的函件,如果发现有损坏的函件,我马上联络接收人亲自来查收。
角动量守恒车轮实验 原理
角动量守恒车轮实验原理The conservation of angular momentum is a fundamental principle in physics that states the total angular momentum of a closed system remains constant over time. This concept is crucial in understanding the behavior of rotating objects, such as a spinning wheel on an axle. The conservation of angular momentum can be demonstrated through the popular physics experiment involving a spinning bicycle wheel mounted on a vertical axle. This experiment is not only educational but also fascinating to observe in action.角动量守恒是物理学中的基本原理,它规定闭合系统的总角动量随时间保持恻常不变。
这个概念在理解旋转物体的行为中至关重要,比如装在竖直轴上的旋转自行车轮就能证明角动量守恒。
这个实验不仅具有教育意义,而且观察起来十分有趣。
In the experiment, a bicycle wheel with its axis mounted vertically is set into rotation using a string wrapped around its rim. When the wheel is spinning, it is then suspended by holding onto the axle. Interestingly, when the bicycle wheel is initially spinning and tilted sideways, it exhibits a peculiar behavior – it starts rotating about avertical axis perpendicular to the axle. This unexpected motion is a result of the conservation of angular momentum, where the torque caused by gravity causes the axis of rotation to change.实验中,把轴装在竖直位置的自行车轮用绕在轮缘上的绳子旋转起来。
高中物理动量守恒实验报告
高中物理动量守恒实验报告高中物理动量守恒实验报告引言:动量守恒是物理学中的一个重要定律,它指出在一个封闭系统中,总动量保持不变。
为了验证这一定律,我们进行了一系列的实验。
本报告将详细介绍实验的目的、实验装置、实验步骤、实验数据及分析结果,并对实验结果进行讨论和总结。
实验目的:本实验的目的是验证动量守恒定律。
通过观察和测量不同物体的碰撞过程,我们可以确定碰撞前后物体的动量变化情况,并验证动量守恒定律。
实验装置:实验所需的装置包括:动量守恒装置、两个小车、光电门、计时器、测量尺等。
实验步骤:1. 将动量守恒装置放置在平滑的水平桌面上。
2. 将两个小车放在动量守恒装置的轨道上,使它们靠近并保持相对静止。
3. 调整光电门的位置,使其能够准确地测量小车的运动时间。
4. 用测量尺测量小车的质量,并记录下来。
5. 在实验开始前,确保动量守恒装置的轨道平整,并保证小车能够自由运动。
6. 用计时器测量小车的运动时间,并记录下来。
7. 重复实验多次,取平均值。
实验数据及分析结果:我们进行了三组实验,每组实验重复了五次。
下面是我们的实验数据和分析结实验组一:小车1的质量为0.2kg,小车2的质量为0.3kg。
碰撞前,小车1的速度为0.5m/s,小车2的速度为-0.3m/s。
碰撞后,小车1的速度为-0.1m/s,小车2的速度为0.7m/s。
实验组二:小车1的质量为0.4kg,小车2的质量为0.4kg。
碰撞前,小车1的速度为0.2m/s,小车2的速度为-0.4m/s。
碰撞后,小车1的速度为-0.3m/s,小车2的速度为0.1m/s。
实验组三:小车1的质量为0.5kg,小车2的质量为0.6kg。
碰撞前,小车1的速度为0.3m/s,小车2的速度为-0.2m/s。
碰撞后,小车1的速度为-0.2m/s,小车2的速度为0.4m/s。
通过对实验数据的分析,我们可以得出以下结论:1. 在碰撞前后,两个小车的动量之和保持不变,验证了动量守恒定律。
验证角动量守恒定律
������ ������ = (������������ +������������ ) ������������ ������ − ������������ ������ ������������������ ������������������
三. 实验器材 3 个同样大小不同材料的圆盘 圆柱杆及圆柱盘底套件 光电门 润滑剂 四. 实验步骤 1、将圆柱杆及圆柱盘底套件稳稳地固定在实验台上,将少量润滑剂涂在套 件表面上。 2、 将圆盘 1 套入圆柱杆内 (注意磨光面朝下粗糙面朝上) , 放在圆柱盘底上。 3、摆放光电门,让圆盘 1 的突触能很好将光电门的光遮住,形成挡光片, 并用手托着圆盘 2 在圆盘 1 上。 如下图。
������������ ������������ +������������
×
������������ ������������
] × ������������������%
7、用另外 2 个同样大小的圆盘 3、4,满足 m3>m2>m4。用同上方法每个 3 次实验,算出各个圆盘的误差进行比较,猜想圆盘质量 m 与误差������大小关系。
������ ������������
所以������������ =
������ ������������������
������������ =
������ ������������������
������������ ������������ ������ − ������������ ������
圆盘 1
圆盘 2
上图为 2 个圆盘,质量分别为 m1,m2。
圆盘 1 边沿处有四个很薄突触(质量忽略,用四个为了实验更精确)距离分别为 ������ ,作用为转动时记录每两个突触通过光电门时的时间间隔从而求出角速度������。 ������ 圆盘 1 下表面磨光以降低摩擦力。圆盘 1 上表面与其他圆盘的表面都打磨粗糙, 以便两圆盘接触时能瞬间变为同一角速度������。 圆柱杆及圆柱盘底套件介绍: 1、左图 1 为一细小圆柱(圆盘能刚好卡入)2 为一圆柱盘底半径 为������������ ,这里我们让������������ − ������������ 很小(约为 1cm)可使圆盘 1 转动时动 量矩损失减少。 2、此装置表面都磨光(降低摩擦) ,实验时固定在实验台上。圆 盘 1 在圆柱盘底 2 上转动。 3、润滑剂涂在左图装置表面降低摩擦力。
深圳大学-角动量守恒定律实验报告
深圳大学实验报告课程名称:大学物理实验(三)
实验名称:验证角动量守恒定律及误差分析
学院:物理科学与技术学院
组号25 指导教师:
报告人:学号:
实验地点科技楼B109 实验时间:2014.06.03
实验报告提交时间:
2.1.3、在空载情况下,承物台在质量不同的砝码作用下的角速度图像如图3:
2.1.4、经修正过后的角加速度的真实值如下表一所示:
表一:不同情况下的角加速度β
砝码m(g) g(m/s 2) 滑轮r(mm) mgr(kg*m 2/s 2) 负载
β1(kg/m2) 空载
β2(kg/m2) 40 9.8 14.5 0.005684 0.2598 0.4265 50 9.8 14.5 0.007105 0.3420 0.5558 60 9.8 14.5 0.008526 0.4265 0.6827 图2 负载时不同砝码质量下角速度
图3 空载时不同砝码质量下角速度
从图6中可以整理出如表二所示的数据:
表二:合外力矩为零,将圆环落在转动的盘上的角速度变化情况
序号 1 2 3 4 5
空载转动惯量J
=0.0109kg
·m2角速度ω
(rad/s)
27.58 27.14 26.1 25.42 24.82
角速度ω
1
(rad/s)
18.06 17.68 16.89 16.56 16.07
图6 角速度变化情况。
角动量守恒定律的实例分析
仅适用于质点间的相互作用
仅适用于惯性参考系
不适用的情况
参考系变化
存在摩擦力
存在引力
存在电磁力
实验设备误差
误差分析
测量方法误差
环境因素误差
角动量守恒定律局限性对实验 结果的影响
新技术的应用
量子计算:利用 量子力学原理进 行计算,提高计 算速度
航天技术:控制 航天器姿态和轨 道,提高空间活 动安全性
生物医学:研究 生物分子结构和 功能,发现新药 物和治疗手段
新能源技术:开 发高效、环保的 能源利用技术, 缓解能源危机
新的应用领域
量子信息:量子计算、量子通信、量子密码 生物医学:核磁共振成像、单光子源、超导量子干涉仪 精密测量:原子钟、引力波探测、光学干涉仪 金融科技:量子金融、量子优化、量子算法在金融中的应用
对未来发展的影响
推动科技发展
促进工业生产效 率提升
推动天文学、物 理学等领域研究
对人类社会产生 深远影响
汇报人:
调整卫星的轨道
卫星轨道调整的需求
角动量守恒定律的应用
利用角动量守恒定律调整 卫星轨道的实例
调整卫星轨道的意义与价 值
调整机械系统的运动
调整系统的平衡 确定系统的运动状态 分析系统的运动过程 优化系统的运动性能
Байду номын сангаас
调整船舶的航向
定义:角动量守恒定律是指物体在运动过程中,其转动惯量和角速度的乘积保持不变。
天体运动
行星运动:遵循开 普勒三定律,角动 量守恒
卫星绕行星运动: 角动量守恒,轨道 形状为椭圆
自转:角动量守恒 ,自转轴与赤道面 垂直
天体碰撞:角动量 守恒,碰撞后轨道 形状和方向发生变 化
角动量守恒实验报告
角动量守恒实验报告角动量守恒实验报告引言:角动量守恒是物理学中的一个重要概念,它描述了一个物体在没有外力作用下,角动量的大小和方向保持不变。
本实验旨在通过探究不同物体在旋转过程中的角动量变化,验证角动量守恒定律。
实验目的:1. 理解角动量守恒定律的基本原理;2. 通过实验验证角动量守恒定律。
实验器材:1. 旋转平台2. 陀螺仪3. 弹簧秤4. 直尺5. 实验记录表格实验步骤:1. 将旋转平台放置在平稳的桌面上,并确保其处于水平状态。
2. 将陀螺仪置于旋转平台上,并使其保持平衡。
3. 用直尺测量陀螺仪的初始半径,并记录在实验记录表格中。
4. 启动旋转平台,使其以适当的角速度旋转。
5. 用弹簧秤测量陀螺仪在旋转过程中的转动力矩,并记录在实验记录表格中。
6. 停止旋转平台,记录陀螺仪停止旋转后的半径,并记录在实验记录表格中。
实验结果分析:根据角动量守恒定律,当没有外力作用时,物体的角动量保持不变。
在本实验中,陀螺仪在旋转过程中受到的转动力矩可以通过弹簧秤测量得到。
根据实验记录表格中的数据,可以计算出陀螺仪在旋转过程中的角动量。
实验讨论:1. 在实验中,我们观察到陀螺仪在旋转过程中的半径发生了变化。
这是因为陀螺仪在旋转过程中受到了摩擦力的作用,导致其逐渐失去能量,从而使半径减小。
2. 在实验中,我们还观察到陀螺仪在停止旋转后的半径与初始半径不完全相同。
这是因为在陀螺仪停止旋转后,由于摩擦力的作用,它仍然受到了一定的转动力矩,导致半径不再保持恒定。
3. 实验中的转动力矩可以通过弹簧秤测量得到,但由于弹簧秤的精度限制,测量结果可能存在一定的误差。
结论:通过本实验,我们验证了角动量守恒定律。
在没有外力作用下,物体的角动量保持不变。
同时,我们也观察到陀螺仪在旋转过程中的半径和停止旋转后的半径会发生变化,这是由于摩擦力的作用。
实验结果与理论相符合,验证了角动量守恒定律的有效性。
实验的局限性和改进:1. 实验中使用的陀螺仪可能存在一定的制造误差,导致实验结果的不准确性。
角动量实验
儀器:
計時碼表、送風機、空氣承軸(馬桶型)、轉盤、力臂、鋼球、軌道支架、水平儀及捲尺。
注意事項:
(1)使用空氣承軸前,須以軟布擦拭其表面及轉盤,避免灰塵或異物影響實驗結果。 (2)水平儀需直接置於空氣軸承上(非力臂轉盤上)量測,並調整軸承底座鎖螺使其達至水平。 (3)實驗進行前,請先將送風機打開至最大,一直至整個實驗結束後,再將送風機關閉。 (4)轉盤有白色標線的面朝上。
表(3) (1)請利用方格紙或電腦依步驟(A-7)、步驟(B-6)、步驟(C-6)作圖,並說明各圖中所表示的參 數關係。 (2)比較步驟(A)與步驟(C)所計算的轉動慣量,有何差異?為什麼? (3)何謂轉動慣量?為何在本實驗中轉動慣量可視為定值? (4)請問在此實驗中,若水平儀係放於轉盤上調整水平,則對實驗結果有何不利影響? (5)請利用因次分析(dimensional analysis)證明原理中(1)式與(2)式的單位因次式相同。 (6)請利用質點角動量的定義( r p )推導剛體角動量的形式為 L=I 。(選擇作答)
如圖1所示利用一個斜面軌道將鋼球加速至v當鋼球與力臂發生完全非彈性碰撞後sinsinmvrrp其中r為橡膠杯至力臂轉盤中心的垂直距離其中i為轉動慣量為角速度t6調整軌道支架位置使鋼球滾入不同的橡膠杯中並重覆以上實驗步驟
角動量實驗
目的:
利用一個運動中的鋼球撞擊一個力臂轉盤,由角動量守恆觀念來驗證角動量的定義。
2 I L I T
(2)
其中 I 為轉動慣量, 為角速度,T 為週期。 根據角動量守恆,縱合(1)﹑(2)式便可得到:
2 I mvr sin (3) T 本實驗的轉動慣量 I 可視為定值,然後根據(3)式分別觀測速度 v、距離 r、入射角 θ 與
动量守恒实验报告
动量守恒实验报告动量守恒实验报告引言:动量守恒是物理学中一个重要的基本原理,它描述了一个封闭系统中动量的守恒性质。
在本次实验中,我们将通过进行一系列实验来验证动量守恒定律,并探究其在不同情况下的应用。
实验一:弹性碰撞在这个实验中,我们将使用两个小球进行弹性碰撞的观察。
首先,我们将球A 放在一个固定位置,然后给球B一个初速度。
当球B与球A碰撞后,我们观察到球A和球B的运动情况。
根据动量守恒定律,我们可以得出结论:在弹性碰撞中,两个物体的总动量在碰撞前后保持不变。
实验二:非弹性碰撞接下来,我们将进行非弹性碰撞的实验。
同样的,我们使用两个小球,但这次我们会在碰撞前将它们粘在一起。
我们可以观察到,在碰撞后,两个小球会继续以一个共同的速度移动。
根据动量守恒定律,我们可以得出结论:在非弹性碰撞中,两个物体的总动量同样在碰撞前后保持不变。
实验三:动量守恒在实际生活中的应用除了在实验中验证动量守恒定律外,我们还可以通过一些实际生活中的例子来理解和应用动量守恒。
例如,当我们骑自行车时,如果突然刹车,我们会感到一个向前的冲力,这是因为动量守恒定律的应用。
当我们刹车时,自行车的动量减小,而我们的身体的动量保持不变,所以我们会感到一个向前的冲力。
结论:通过以上的实验和例子,我们验证了动量守恒定律在弹性碰撞和非弹性碰撞中的适用性,并了解了它在实际生活中的应用。
动量守恒定律告诉我们,在一个封闭系统中,物体的总动量保持不变。
这个原理在物理学和工程学中有着广泛的应用,帮助我们解释和预测各种运动现象。
尽管动量守恒定律在实验中得到了验证,但它并不是万能的。
在某些情况下,由于外力或摩擦等因素的存在,动量守恒定律可能不再适用。
因此,在实际应用中,我们需要综合考虑各种因素,并结合其他物理定律来进行分析和计算。
总之,动量守恒定律是物理学中一个重要的基本原理。
通过实验和实际应用,我们可以更好地理解和应用这个定律。
在今后的学习和研究中,我们可以进一步探究动量守恒定律的应用领域,以及它与其他物理定律的关系,从而深入了解物体运动的规律。
深圳大学角动量守恒定律实验报告
深圳大学角动量守恒定律实验报告
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学实验
告
课程名称:大学物理实验<三)
实验名称:验证角动量守恒定律及误差分析
学院:物理科学与技术学院
组号 25 指导教师:
报告人:学号:
实验地点科技楼B109 实验时间:2018.06.03
实验报告提交时间:
统的角动量守恒
图2 负载时不同砝码质量下
2.1.3、在空载情况下,承物台在质量不同的砝码作用下的角速度图
图 3 空载时不同砝码质量下
像如图3:
2.1.4、经修正过后的角加速度的真实值如下表一所示:
表一:不同情况下的角加速度β
砝码g(m/s2>滑轮r(mm>mgr(kg*m2/s2>负载空载
图 4 负载时的转动
从图6中可以整理出如表二所示的数据:
表二:合外力矩为零,将圆环落在转动的盘上的角速度变化情况
序号 1 2 3 4 5 空载转动惯量J 0=0.0109kg
角速度
ω0<rad/s> 27.58
27.14 26.1 25.42 24.82 角速度
ω<rad/s> 18.06
17.68
16.89
16.56
16.07
图6 角速度变化情况
申明:
所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。
守恒实验报告
守恒实验报告守恒实验报告引言在科学研究中,守恒定律是一项重要的基础原理。
它描述了在特定条件下,某些物理量的总量在一个封闭系统内保持不变。
本实验旨在通过一系列守恒实验,验证守恒定律的有效性,并探究其中的科学原理。
实验一:质量守恒定律质量守恒定律是守恒定律中最基本也是最常见的一条。
我们将进行一项简单的实验来验证这一定律。
首先,我们准备了一个封闭容器,容器内有一定质量的水。
然后,我们在容器内加入一块完全燃烧的木炭。
经过燃烧后,木炭完全消失,但容器内的质量并没有发生变化。
这说明在燃烧过程中,木炭的质量转化为了水蒸气和其他气体的质量,但总质量保持不变,验证了质量守恒定律。
实验二:能量守恒定律能量守恒定律是另一项重要的守恒定律。
我们将通过一个简单的实验来验证能量守恒定律的有效性。
我们准备了一个小球和一段斜面,将小球从斜面顶端释放,观察其滚动到底端的情况。
我们发现,无论小球的初始速度如何,它在滚动过程中的动能和势能之和保持不变。
虽然动能和势能的数值在不同时刻会发生变化,但它们的总和始终保持恒定。
这验证了能量守恒定律。
实验三:动量守恒定律动量守恒定律是描述物体运动的重要定律之一。
我们将进行一项实验来验证动量守恒定律。
我们准备了两个相同质量的小球,一个小球静止不动,另一个小球以一定速度向静止小球运动。
当两个小球碰撞后,我们观察到它们的速度发生了变化,但它们的总动量保持不变。
这说明在碰撞过程中,动量可以在物体之间转移,但总动量的大小保持不变。
这验证了动量守恒定律。
实验四:角动量守恒定律角动量守恒定律是描述物体旋转运动的重要定律。
我们将进行一项实验来验证角动量守恒定律。
我们准备了一个旋转的陀螺,陀螺在旋转过程中具有一定的角动量。
当我们改变陀螺的旋转轴时,我们观察到陀螺的旋转速度发生了变化,但其角动量的大小保持不变。
这说明在旋转过程中,角动量可以通过改变旋转轴的方向而改变,但总角动量的大小保持不变。
这验证了角动量守恒定律。
角动量守恒定律实验报告
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。
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。
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):
角动量守恒实验报告
角动量守恒实验报告
《角动量守恒实验报告》
实验目的:通过实验验证角动量守恒定律,了解角动量在物理学中的重要性。
实验器材:转动台、转动轴、质量块、细绳、滑轮、角动量测量仪等。
实验步骤:
1. 将转动台放在水平桌面上,安装转动轴并调整水平。
2. 在转动轴上安装质量块,并用细绳和滑轮连接。
3. 通过施加力矩使转动台转动,同时记录下转动台的角速度和转动轴上质量块
的角速度。
4. 重复实验多次,改变转动台的角速度和质量块的位置,记录下不同条件下的
角动量变化。
实验结果:
通过实验数据的记录和分析,我们发现在实验过程中,无论是转动台的角速度
如何变化,转动轴上质量块的角速度都保持不变。
这就验证了角动量守恒定律:在没有外力矩作用的情况下,系统的角动量保持不变。
实验结论:
通过本次实验,我们验证了角动量守恒定律的正确性。
角动量守恒定律是物理
学中非常重要的定律,它在描述自然界中许多运动现象中起着至关重要的作用。
通过实验,我们更加深入地理解了角动量守恒定律的意义和应用。
总结:
角动量守恒定律是物理学中的重要定律,它描述了在没有外力矩作用的情况下,系统的角动量保持不变。
通过本次实验,我们验证了这一定律的正确性,并加
深了对角动量守恒定律的理解。
希望通过这次实验,同学们能够更加深入地理解物理学中的角动量守恒定律,为今后的学习打下良好的基础。
合工大物理演示实验报告角动量
合肥工业大学物理实验报告班机:交通工程日期:2010/5/12实验项目:1,2,3,4,5,6,7,8实验地点:合肥工业大学实验室1.椎体上滚实验一、实验目的:1.通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象,使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心,趋于稳定的运动规律。
2.说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势,同时说明物体势能和动能的相互转换。
二、实验仪器:锥体上滚演示仪三、注意事项:1.不要将锥体搬离轨道。
2.锥体启动时位置要正,防止它滚动时摔下来造成变形或损坏。
四、实验原理:能量最低原理指出:物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。
本实验中在低端的两根导轨间距小,锥体停在此处重心被抬高了;相反,在高端两根导轨较为分开,锥体在此处下陷,重心实际上降低了。
实验现象仍然符合能量最低原理。
五、实验步骤:1.将双锥体置于导轨的高端,双锥体并不下滚;2.将双锥体置于导轨的低端,松手后双锥体向高端滚去;3.重复第2步操作,仔细观察双锥体上滚的情况。
六、原始数据记录:七、数据处理及结果分析:八、问题讨论:2.弦线驻波实验一、实验目的:二、实验仪器:三、注意事项:四、实验原理:五、实验步骤:六、原始数据记录:七、数据处理及结果分析:八、问题讨论:3.验证角动量守恒实验一、实验目的:定性观察合外力矩为零的条件下,物体的角动量守恒二、实验仪器:角动量守恒演示仪三、注意事项:起始速度不可太快,避免人收缩两臂时脱离椅子发生危险四、实验原理:绕固定轴转动的物体的角动量等于其转动惯量与角速度的乘积,而外力矩等于零时,角动量守恒五、实验步骤:演示者坐在可绕竖直轴自由旋转的椅子上(不要用竖直轴上有螺旋的转椅,以免急速旋转后椅座脱落,发生危险。
使转椅转动起来六、原始数据记录:七、数据处理及结果分析:八、问题讨论:4. 质心运动实验一、实验目的:二、实验仪器:三、注意事项:四、实验原理:五、实验步骤:六、原始数据记录:七、数据处理及结果分析:八、问题讨论:5. 麦克斯韦速率分布实验一、实验目的:模拟演示热学中气体分子的速率分布,即麦克斯韦速率分布。
角动量守恒原理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 验证角动量守恒定律。
2. 理解转动惯量与角速度的关系。
3. 掌握实验操作技能,提高实验数据分析能力。
二、实验原理角动量守恒定律是指在一个封闭系统中,如果没有外力矩作用,系统的总角动量保持不变。
即 \( \frac{dL}{dt} = 0 \),其中 \( L \) 为系统的总角动量。
实验中,通过改变转动惯量 \( I \) 和角速度 \( \omega \),观察系统的角动量是否守恒。
三、实验器材1. 茹科夫斯基凳2. 哑铃3. 秒表4. 卷尺5. 记录本四、实验步骤1. 将茹科夫斯基凳放置在平稳的桌面上。
2. 演示者A坐在凳子上,双手各拿一个哑铃,保持哑铃紧靠胸前。
3. 演示者B旋转茹科夫斯基凳,同时记录凳子的转速 \( \omega_1 \)。
4. 演示者A将双臂展开,使哑铃侧平举。
5. 再次旋转茹科夫斯基凳,记录凳子的转速 \( \omega_2 \)。
6. 重复步骤4和5,记录多次转速数据。
7. 改变哑铃重量,重复实验,记录转速数据。
1. 当演示者A将哑铃放于胸前时,凳子旋转速度较快。
2. 当演示者A张开双臂后,凳子转速明显减慢。
3. 随着哑铃重量的增加,凳子的转速逐渐增加。
六、数据分析1. 计算凳子的转动惯量 \( I \):\( I = m \cdot r^2 \),其中 \( m \) 为哑铃重量,\( r \) 为哑铃到转轴的距离。
2. 计算凳子的角速度 \( \omega \):\( \omega = \frac{v}{r} \),其中 \( v \) 为凳子的线速度,\( r \) 为凳子半径。
3. 分析转速 \( \omega_1 \) 和 \( \omega_2 \) 的关系,验证角动量守恒定律。
七、实验结果1. 在哑铃紧靠胸前时,凳子的转动惯量 \( I_1 \) 较小,转速 \( \omega_1 \) 较快。
2. 在哑铃侧平举时,凳子的转动惯量 \( I_2 \) 较大,转速 \( \omega_2 \) 较慢。
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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。