演示内容：

演示旋转刚体（车轮）的定向转动、进动、章动现象。

仪器装置：

杠杆式进动仪

实验原理：

当系统重心不通过支点时，整个系统对支点轴受重力矩作用，角动量不守恒。由角动量定律dL=Mdt，在dt时间内转轮对支点的自旋角动量L的增量为dL=Mdt，其中M是转轮所受的对支点的外力矩。在系统转轴水平情况下，转轮受到的外力矩为M，水平向内，dt时间后，转轮的角动量变成

L＋dL= L＋Mdt。

由于M、L和L＋dL的方向均在水平面内，所以自旋轴的方向不会向下倾斜，而仅是水平向内偏转。连续不断的偏转，就形成了自旋轴的转动，即进动。值得注意的是，外力矩方向始终与角动量方向垂直，因此外力矩仅改变角动量的方向，而不改变角动量的大小，及转轮的轴向改变而转速并不发生变化。

实验步骤：

1.调节配重物，使系统重心通过支点，轮的自转轴处于水平，整个系统处于平衡状态。

2.让自转轮快速转动，可以看到不管怎样旋转支架，自转轮的转轴方向始终保持不变，即解动量守恒；

3.调节平衡重物的位置，使系统重心不通过支点，即整个系统对支点轴有重力矩作用；

4.让自转轮快速转动，可以看到，自转轮转动的同时，其自转轴还绕竖直轴转动，称为进动。如若用手指压一下自转轮，还可以看到张动现象。

注意事项：

1．尽量使万向支点处的摩擦力减小。

2．使车轮转动得尽量快。

思考题：

1．分析摩擦力的作用，其力矩能否对角动量进动产生影响。

2．若转动轴开始时有一定倾斜，可能出现车轮进动的同时，它的轴还上下摆动，这称为章动。试分析产生章动的能量来源？