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。形象地演示出速率分布

与温度的关系，说明速率分布概率归一化

二、实验仪器：翻转式速率分布演示仪

三、注意事项：翻转演示板时要小心，切忌太快

四、实验原理：在气体内部，所有的分子都以不同的速率运动着，有的分子速率大，有的分子速率小；即使是对同一个分子，它的速度在频繁的碰撞下也是不断在变化的。所以，研究单个分子的速度究竟是多少是没有意义的。但是，麦克斯韦认为处于平衡态的气体分子的速率有一个确定的分布，未达到平衡的气体，它的分子速率偏离这个分布，而碰撞的结果就由偏离这个分布到达这个分布，1859年麦克斯韦用概率论的方法得到了平衡态气体分子速率分布律

五、实验步骤： 1．将仪器竖直放置在桌面或地面上，推动调温杆使活动漏斗的漏口对正温度的位置。

2．仪器底座不动，按着转向箭头的方向转动整个边框一周，当听到 “喀”的一声时恰好为竖直位置。

3．钢珠集中在贮存室里，由下方小口漏下，经缓流板慢慢地流到活动漏斗中，再由漏斗口漏下，形成不对称分布地落在下滑曲面上。从喷口水平喷出、位于高处的钢珠滑下后水平速率大，低处的滑下后水平速率小，而速率大的落在远处的隔槽；速率小的落在近处的隔槽，当钢珠全部落下后，便形成对应温度的速率分布曲线，即曲线。

4．拉动调温杆，使活动漏斗的漏口对应（高温）的位置。

5．再次按箭头方向翻转演示板360º，钢珠重新落下，当全部落完时，形成对应

的分布曲线。 六、原始数据记录：

七、数据处理及结果分析：

1.将两次分布曲线在仪器上绘出标记，比较和的分布，可以看到温度高时曲线平坦，最概然速

1T 1T v v f )(2T 2T 1T 2T

率变大。

2.利用

和两条分布曲线所包围的面积相等可以说明速率分布概率归一化。

八、问题讨论：

6. 表面张力实验

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：

7. 普氏摆实验

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：

8. 鱼洗实验

一、实验目的：演示共振现象

二、实验仪器：鱼洗盆

三、注意事项：

四、实验原理：用手摩擦“洗耳”时，“鱼洗”会随着摩擦的频率产生振动。当摩擦力引起的振动频率和“鱼洗”壁振动的固有频率相等或接近时，“鱼洗”壁产生共振，振动幅度急剧增大。但由于“鱼洗”盆底的限制，使它所产生的波动不能向外传播，于是在“鱼洗”壁上入射波与反射波相互叠加而形成驻波。驻波中振幅最大的点称波腹，最小的点称波节。用手摩擦一个圆盆形的物体，最容易产生一个数值较低的共振频率，也就是由四个波腹和四个波节组成的振动形态，“鱼洗壁”上振幅最大处会立即激荡水面，将附近的水激出而形成水花。当四个波腹同时作用时，就会出现水花四溅。有意识地在“鱼洗壁”上的四个振幅最大处铸上四条鱼，水花就像从鱼口里喷出的一样。

五、实验步骤和现象：实验时，把“鱼洗”盆中放入适量水，将双手用肥皂洗干净，然后用双手去摩擦“鱼洗” 耳的顶部。随着双手同步地同步摩擦时，“鱼洗”盆会发出悦耳的蜂呜声，水珠从4个部位喷出，当声音大到一定程度时，就会有水花四溅。继续用手摩擦“鱼洗”耳，就会使水花喷溅得很高，就象鱼喷水一样有趣。

六、原始数据记录：

七、数据处理及结果分析：

八、问题讨论： 1T 2T