角動(dòng)量by陳逸博

知識(shí)點(diǎn)
  • 動(dòng)量的直觀感受
    • 碰撞模型
    • 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型
  • 角動(dòng)量的直觀感受
    • 圓周運(yùn)動(dòng)速度變化的模型
  • 質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量
    • 質(zhì)點(diǎn)對(duì)原點(diǎn)O的角動(dòng)量\vec{L}=r×mv
      • 方向:利用右手定則和矢量積判斷
      • 大?。?img class="math-inline" src="https://math.jianshu.com/math?formula=r%C3%97mv" alt="r×mv" mathimg="1">
    • 例子:勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量
    • 例子:一般運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量(徑向運(yùn)動(dòng),切向運(yùn)動(dòng))
  • 簡(jiǎn)單組合體的角動(dòng)量
  • 剛體的角動(dòng)量
    • 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
  • 類(lèi)比法理解平動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)
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。“角動(dòng)量的大小”代表轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì):角動(dòng)量越大,代表轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)越大;角動(dòng)量為零,代表沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)。則圖中,角動(dòng)量最大的運(yùn)動(dòng)(這四個(gè)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(dòng)方向)分解,切向分量代表轉(zhuǎn)動(dòng)。

  • 角動(dòng)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(dòng)趨勢(shì)的方向,拿出右手,按照轉(zhuǎn)動(dòng)的方向握好,大拇指的方向就是角動(dòng)量的方向。(2)矢量叉乘法:首先,\vec{r}m\vec{v}構(gòu)成了一個(gè)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(guò)去(銳角),大拇指的方向就是角動(dòng)量的方向。關(guān)于這些說(shuō)法,正確的是

解答:右手!右手!右手!重要的事情說(shuō)三遍。

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

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

解答:
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  • 請(qǐng)借助與平動(dòng)類(lèi)比:平動(dòng)的動(dòng)量為質(zhì)量和速度之積。某剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I,角速度為\omega,則角動(dòng)量的大小、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小(請(qǐng)借助類(lèi)比法猜測(cè))分別為

解答:平動(dòng):質(zhì)量,速度,動(dòng)量,動(dòng)能分別與轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,角速度,角動(dòng)量,轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能是對(duì)應(yīng)的。公式很神似。
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  • 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的公式是I=\sum_{i}m_{i}r_{i}^{2}。結(jié)合該公式,請(qǐng)思考圖中(四個(gè)小球質(zhì)量相同,用輕桿相連,構(gòu)成一個(gè)剛體)各種情形下轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小

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

  • 關(guān)于剛體對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,下列說(shuō)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(wú)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(wú)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(wú)關(guān)。

解答:I=mr^2 故正確答案為(3)

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