物理演示实验报告..doc

物理演示实验研究开发 报告 ： 班级： 信管1301 姓名： 黄静龙 指导老师： 德 2015年4月角动量守恒定律准备：角动量守恒定律 (law of conservation of angular momentum) 的表述为：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的微商，等于作用于该质点上的力对该点的力矩。 守恒是物理学的普遍定律之一。反映质点和质点系围绕一点或一轴运动的普遍规律。 如果合外力矩零(即M外=0),则L1=L2，即L=常矢量。 这就是说,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。这一结论叫做质点角动量守恒定律。转动惯量(Moment of Inertia) 是刚体绕轴转动时惯性（回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性）的量度，用字母I或J表示。[1]?在经典力学中，转动惯量（又称质量惯性矩，简称惯距）通常以I?或J表示，SI 单位为 kg·m2。 对于一个质点，I?=?mr2，其中 m 是其质量，r?是质点和转轴的垂直距离。转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量，可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性，用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。 实验目的： 定性观察合外力矩为零的条件下,物体的转动惯量改变时的角动量守恒?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。? 实验原理： 绕定轴转动时，若其所受到的合外力矩为零，则质点系的角动量守恒。内力矩不会影响质点系的角动量。若质点系在内力的作用下绕定轴转动的转动惯量改变，则它的角速度将发生相应的改变以保持总角动量守恒。 实验操作： 绕定轴转动的刚体，当对转轴的合外力矩为零时，刚体对转轴的角动量守恒，即Jw=恒量。刚体的转动惯量J一般为常量，Jw不变导致w不变，即刚体在不受合外力矩时将维持匀角速转动．但若转动物体是一种可变形固体，并改变它对转轴的转动惯量，则物体的角速度 就会产生相应的变化：当J增大时w就减小，J减小时w就增大，从而保持乘积Jw 不变。茹可夫斯基凳实验中，因为人的双臂并不产生对转轴的外力矩，忽略转轴的摩擦，系统的角动量应保持守恒，人和凳的转速随着人手臂的伸缩而改变。? 实验步骤：??　开始时，先实验者拿好哑铃坐在座椅上慢慢地转起来，实验是双臂下垂的状态使实验者手臂缓缓张开，此时由转动惯量的公式可知，，转动惯量增大，保证惯量和角速度的乘积是定值，转椅的角速度相应地减小，可从实验现象中观察到转椅的转速明显减小，反之，当手臂收缩回来时，转动惯量减小，角速度增大，此时可观察到转椅转速明显增加。 ?? 注意事项：座椅必须非常顺滑，摩擦力越小时的效果越佳。 操作时注意安全，转速不要过快。　 必须系好安全带后开始实验，周围同学不要靠得太近。? 实验时间不宜太长以免身体不适下时注意身体平衡。? 晕车者不宜此项实验。 涡流热效应演示 实验目的： 1. 通过演示实验认识变化磁场中导体内部的感生电流。 2. 定性了解涡流的热效应及其在工业生产的应用。 ? 实验原理： 根据法拉弟电磁感应定律，闭合导体回路中的磁通变化时，闭合导体回路就会产生感应电动势。大块的金属导体在磁场中运动或放在变化的磁场中时，导体内将产生感应电流。这种电流在导体内自成闭合回路，很像水的旋涡，因此叫做涡电流。大块导体的电阻很小，所以涡流常常很强，能产生大量的焦耳热。涡流除具有热效应外，还具有机械效应（见电磁阻尼摆和电磁驱动演示实验）和趋肤效应。若在金属圆柱体上绕一线圈，当线圈中通入交变电流时，金属圆柱体便处在交变磁场中。设想金属圆柱体由一系列不同半径的圆柱形薄壳所构成，每层金属薄壳就是一个闭合回路，在交变磁场中有感应电流流通。这些感应电流在金属圆柱体内汇集出强大的涡流，释放出大量的焦耳热，可使金属自身熔化。这就是高频感应炉冶炼金属的原理。 实验操作： 1.按图将演示部件安装好，线圈放于一侧，环形铝锅放在另一侧，然后拧紧螺丝。 2.将线圈通以交变电流（220V），闭合铁心就处在交变磁场中，穿过环形铝锅的磁通量亦发生交替变化，于是铝锅内部产生感应电流（涡电流）。由于铝锅的电阻很小，因此涡电流很大，所产生的焦耳热，足以在几分钟内使铝锅内的水沸腾，或松香冒烟，焊锡融化。 ? 【物理现象】 不同形状或结构的透光器件的衍射图样。 【演示装置】 旋转式小孔衍射实验装置,包括氦氖激光器,透光器件,衍射图样显示屏组成。 【演示方法】 选择一个磁性透光元件，将其移到选择转盘对应孔的中心； 打开激光器后面的开关，调整激光器的高度和激光束的左右方向，使激光束垂直入射到透光器