角動量by錢立志

知識點(diǎn)
  • 動量的直觀感受
    • 碰撞模型
    • 勻速圓周運(yùn)動的模型
  • 角動量的直觀感受
    • 圓周運(yùn)動速度變化的模型
  • 質(zhì)點(diǎn)的角動量
    • 質(zhì)點(diǎn)對原點(diǎn)O的角動量\vec{L}=\vec{r}\times\vec{p}
      • 方向:
        ?矢量叉乘法
        ?直觀感受法
      • 大?。?img class="math-inline" src="https://math.jianshu.com/math?formula=rmv" alt="rmv" mathimg="1">
    • 例子:勻速圓周運(yùn)動的角動量
    • 例子:一般運(yùn)動的角動量(徑向運(yùn)動,切向運(yùn)動)
  • 簡單組合體的角動量
    動量:\vec{p_總}=\vec{p_1}+\vec{p_2}
    角動量:\vec{L}=\sum\Delta L_1=\sum_{i}m_{i}r_{i}^{2}\omega=J\omega
  • 剛體的角動量\vec{L}=r_1mv_1=r_1^2m\omega
    L_1=\sum_{i}m_{i}r_{i}^{2}\omega=J\omega
  • 轉(zhuǎn)動慣量 J=\sum_{i}m_{i}r_{i}^{2}
  • 類比法理解平動與轉(zhuǎn)動
    平動 :動量 p=mv ,
    動能E_k=\frac{1}{2}mv^2
    轉(zhuǎn)動 :動量L =J\omega,
    動能E_k=\frac{1}{2}J\omega^2
表達(dá)題
  • 努力建立直觀圖像比記憶公式更能培養(yǎng)你的能力?!敖莿恿康拇笮 贝磙D(zhuǎn)動的趨勢:角動量越大,代表轉(zhuǎn)動趨勢越大;角動量為零,代表沒有轉(zhuǎn)動。則圖中,角動量最大的運(yùn)動(這四個速度,大小相等、方向不同)是

解答:把速度沿著法向(半徑方向)和切向(轉(zhuǎn)動方向)分解,切向分量代表轉(zhuǎn)動。

  • 角動量的數(shù)學(xué)定義是\vec{L}=\vec{r}\times m\vec{v}。(1)直觀法:先找到轉(zhuǎn)動趨勢的方向,拿出右手,按照轉(zhuǎn)動的方向握好,大拇指的方向就是角動量的方向。(2)矢量叉乘法:首先,\vec{r}m\vec{v}構(gòu)成了一個平面,\vec{L}的方向必然垂直于該平面。拿出左手,四指從\vec{r}m\vec{v}握過去(銳角),大拇指的方向就是角動量的方向。關(guān)于這些說法,正確的是

解答:右手!右手!右手!重要的事情說三遍。

  • 角動量比動量更便于描述圓周運(yùn)動。在勻速率圓周運(yùn)動中,快速計算下,隨著時間的變化,動量變化嗎?角動量呢?

解答:動量變化,因?yàn)閯恿渴鞘噶?為m\vec{v}),勻速圓周運(yùn)動速度方向會改變。動量就會變。角動量不變。

  • 某質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動,半徑為r,速率為v,則角動量的大小為

解答:L=rmv

  • 請借助與平動類比:平動的動量為質(zhì)量和速度之積。某剛體的轉(zhuǎn)動慣量為I,角速度為\omega,則角動量的大小、轉(zhuǎn)動動能的大小(請借助類比法猜測)分別為

解答:平動:質(zhì)量,速度,動量,動能分別與轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動慣量,角速度,角動量,轉(zhuǎn)動動能是對應(yīng)的。公式很神似。

  • 轉(zhuǎn)動慣量的公式是I=\sum_{i}m_{i}r_{i}^{2}。結(jié)合該公式,請思考圖中(四個小球質(zhì)量相同,用輕桿相連,構(gòu)成一個剛體)各種情形下轉(zhuǎn)動慣量的大小

解答:轉(zhuǎn)動慣量的大小與各個質(zhì)元與軸的距離有關(guān)。質(zhì)量分布離軸越遠(yuǎn),轉(zhuǎn)動慣量越大。

  • 關(guān)于剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量,下列說法中正確的是

    • 只取決于剛體的質(zhì)量,與質(zhì)量的空間分布和軸的位置無關(guān)

    • 取決于剛體的質(zhì)量和質(zhì)量的空間分布,與軸的位置無關(guān);

    • 取決于剛體的質(zhì)量、質(zhì)量的空間分布和軸的位置

    • 只取決于轉(zhuǎn)軸的位置,與剛體的質(zhì)量和質(zhì)量的空間分布無關(guān)。

解答C

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