完整转动实验系统操作手册

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1、完整轉動實驗系統操作手冊ME-895039內容頁數ME-8951轉動平台2ME-8952向心力配件5ME-8953轉動慣量配件7實驗一、角動量守恆：將球射到轉動軌道上的捕捉器8實驗二、一點質量的轉動慣量14實驗三、向心力實驗18實驗四、點質量的角動量守恆23實驗五、盤與環的轉動慣量28實驗六、盤的偏離軸心轉動慣量33實驗七、角度量守恆3739ME-8951轉動平台轉動平台組合1.如圖一，將支撐桿插入A型底座，在支撐桿底部裝入”E”型環，進行固定。2.如圖一、將轉動平台，透過平台下方的固定孔插入支撐桿上，注意有形狀限制。支撐桿呈D型狀。39將底座進行水平調整有些實驗需

2、要保持水平狀態（如向心力實驗）。如果軌道不是水平，將會影響實驗結果。請按下列步驟調整水平：1.將約300克的物體放在軌道的任何一邊，拴緊螺絲，如果有裝向心力裝置，則裝置在同一邊。2.如圖二、調整底座一腳的水平螺絲，直到軌道對準另一腳的水平螺絲。3.將軌道旋轉90度，所以會與A型的一邊成平行，再調整其他的水平螺絲，直到軌道停留在這個位置。4.軌道現在成水平，不論在任何方向都會靜止不動。安裝智慧滑輪及光電管塑膠支撐桿有兩種用途：1.能夠將滑輪及光電管裝設在正確的位置，利用滑輪上的10個孔，量測角速度。2.能夠架設智慧滑輪，使線繞在滑輪上。單獨使用光電管391.將支撐桿插

3、入底座靠近轉動桿的孔上。2.將智慧滑輪水平架設，軸心向下。利用螺絲對準光電管側面的螺絲孔，並拴緊，如圖三。3.鬆開底座的螺絲，讓支撐桿可以轉動，調整支撐桿與光電管的方向，讓紅外線光束可以通過滑輪的孔洞。如果光電管適用電腦驅動，可以利用觀察光電管末端的LED指示燈來得知。光電管頭不能摩擦滑輪。當光電管頭在正確的位置時，拴緊底部的螺絲固定支撐桿。使用智慧滑輪與支撐桿1.將滑輪的支撐桿插入黑色支撐桿的孔洞上，並拴緊螺絲。如圖四。2.轉動黑色桿，讓從中心轉軸的線能夠對齊滑輪上的溝槽。3.調整底座位置，讓線能通過滑輪並不碰觸桌子邊緣。將PASCO光電管架設在A行底座1.將PA

4、SCO光電管架設在支撐桿的末端，利用螺絲調整桿的高度。2.將光電管沒有螺絲的那一端滑入底座的孔上，以螺絲拴緊。39ME-8952向心力實驗配件中心桿組合，如圖五1.將彈簧的一端接至彈簧架上，將指示盤接到彈簧的另一端。將彈簧架插入中心桿狹縫中，並拴緊。2.將線彈簧的一端綁到指示盤的底部，並在線的另一端綁一個環。3.將指示架插入中心感狹縫中，放在彈簧架的下方，用螺絲拴緊。4.將滑輪接到中心架上較高的兩個孔上。5.將螺絲插入中心架底部，並拴上螺帽。39側面桿組合，如圖六1.將螺絲插入側面桿底部，並拴上螺帽。2.使用一條約30公分的線，將線綁在側面桿頂部的螺絲上。將線的一端

5、通過側面桿頂部的一個小孔，然後再繞過另一個小孔。不要將線拉緊。3.將頂端的螺絲鬆開，並將線纏繞其上，再將螺絲拴緊。向心力配件組合1.將中心桿插入軌道側面的T型槽，對準中心桿上的歸零標誌，並拴緊螺絲。再將側面桿拴在軌道的同一側。如圖七。2.將一個物體掛在側面桿的線子上，並調整高度使來自中心桿的線也是成水平。39ME-8953轉動慣量配件轉動慣量配件組裝轉動慣量配件需要進行小安裝。轉動盤可以直接放在轉動底座上或是透過轉接器與轉動平台使用。平台轉接器組裝1.將方形螺帽接到平台轉接器平台上。2.如圖八，將平台轉接器放置在實驗想要用的位置上。3.拴緊平台轉接器。轉動盤可以架設

6、在任意的位置，使用轉動盤上的任意四個孔。盤的邊緣有兩個D形孔，差距180度。一個D形孔位在盤的表面的中心處。一個孔為在盤的底部，並且有一培林，這能夠讓轉盤轉動當你再進行轉動實驗時。39實驗一、角動量守恆：將球射到轉動軌道上的捕捉器所需儀器轉動平台ME-8951拋射器ME-6800拋射碰撞配件ME-6815智慧滑輪光電管智慧滑輪計時軟體橡皮圈白紙及碳紙細線米尺法碼及掛勾組目的：拋射器的槍口速度可以被下列方法決定：用將球射到軌道上的捕捉器上以及碰撞過程當中的角動量守恆。這個方法可以被確定，透過水平拋射找出拋射器的槍口速度。理論：一個球被水平拋射並且被平台上的捕捉器接收。

7、然後平台會旋轉。如圖1.1在碰撞的過程中角動量會守恆，但能量不會守恆。碰撞前的角動量等於碰撞後的角動量：L=mbv0R=Iω其中是mb球的質量，v0是球的槍口速度，R為球與轉軸的距離。I是捕捉器、球以及碰撞後軌道的轉動慣量，ω是碰撞之後的角速度。球的槍口速度可得：39v0=Iω/mbR要找到實驗上的轉動慣量，一個已知的力矩會施加在物理上，而且結果的角速度會被量測到，因為г=Iα其中α是角速度等於a/r，而г是力矩由一個懸掛重物繞著裝置底座所產生的。г=rT其中r等於纏線物體的半徑，T為物體轉動時線的張力。對一個懸掛的物體m，按牛頓第二運動定律可得：ΣF=mg-T