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文档简介

2020/6/10,1,大小和形状始终保持不变,刚体内粒子之间的相对位置保持不变,2020/6/10,2,2020/6/10,3,2020/6/10,2020粒子的角动量,大小:方向:沿通过o点的轴,动量的粒子相对于固定点的角动量保持不变,这意味着如果粒子做圆周运动,方向相同,(动态力矩),2020/6。粒子的角动量定理,每个冲量,冲量力矩,粒子绕特定轴旋转时接收的冲量力矩等于粒子角动量的增加,粒子的角动量定理,2020/6/10,6,1。刚体的角动量,刚体系统:2,刚体的角动量守恒定律,标量轴的正向,2020/6/10,7,2。刚体的角动量定理,积分形式:微分形式:粒子系统的惯性矩随运动而变化时(非刚体),角动量定理:刚体绕特定轴旋转时接收的冲量力矩等于刚体的角动量增加-刚体的角动量定理,2020/6/10,8,3。角动量守恒定律,那时,(恒定向量),=恒定向量,一些说明:(1)角动量守恒必须是J的乘积守恒,对于固定轴旋转的刚体,如果总外力矩等于0,刚体旋转的角速度不变。例如,在飞机、火箭、船上用作定向装置的旋转器是利用这个原理制造的。(3)角动量定理,角动量守恒定律只适用于惯性系,2020/6/10,9。例如,一个人站在可以围绕垂直光滑轴转动的椅子上,双手抓住哑铃,伸出双臂,然后转动。在此过程中,垂直轴没有外部力矩,转盘和人系统的垂直轴保留了角动量。因此,如果双臂缩小后变小,旋转角速度将增加。当双臂伸展时,旋转角速度会再次减小。2.惯性矩j是可变的。花样滑冰选手、芭蕾舞演员在演出时也使用角动量守恒定律,通过增加或减少围绕对称垂直轴旋转的身体角速度,做了很多美丽美丽的舞蹈动作。2020/6/10,10,如跳水的“组-展”动作,跳水选手跳水时身体小,转动惯量快;进入水中前,转动惯量增加,速度下降,水垂直进入。角动量守恒定律是2020/6/10,11。猫从高处掉下来,不管原始姿势如何,都会被解释。它总能把自己的四肢放在地上,防止跌倒现象。在下落的过程中,猫不能挺直身子转身。因为如果上半身朝一个方向旋转,为了保持角动量守恒,下半身会向相反的方向旋转。猫的基本动作是先弯下身子,做出“u”字形,然后使前后一半朝相反的方向旋转。由于猫身体的柔软,执行上述任务并不难。前后旋转使角动量的分量在垂直方向保持为零。但是,由于旋转时跟随的轴不能完全沿着垂直方向,所以不能同时保持角动量的水平分量为零。为了保持水平方向的角动量为零,猫巧妙地利用了自己尾巴的摆动。2020/6/10,12,示例1:细杆长度l,质量m,一端挂在平滑水平轴上,子弹质量m,从杆中点通过,速度(1),球:拉杆开始旋转时的角速度,2020/6/10,13,(2),杆摆动过程机械能守恒定律,寻找杆的最大摆动角度,解决方案:重力势能零点图,2020/6/10,14,示例2图杆长度l,质量(2)停止旋转需要多长时间,2020/6/10,15,考虑方向,(2)停止旋转需要多长时间,2020/6/10,16,例如3:质量为m,半径为r如果磁盘和表的摩擦系数,(1)求出磁盘停止的时间吗?(2)外力?解决方案: (1),(2),2020/6/10,17,正方向选择图,水平桌面均匀细条,长l,质量m,可绕o点旋转,桌面滑动摩擦系数,滑块质量m,查找:棍子开始旋转到停止需要时间吗?解决方案:过程1:滑块和杆的碰撞、滑块和杆的碰撞、角动量保持、设置:细杆碰撞后的角动量旋转、示例4,2020/6/10,18、联立:过程2:在摩擦力的作用下细杆的旋转速度、角动量清理、角动量系统的角动量,2020/6/10,20,角动量定理,可以用牛顿定律和旋转定律求出,2020/6/10,21,6,体重,身高相同的甲和甲两个人,分别用双手抓住穿过无摩擦皮带轮的绳子的两端,在同一高度上升到0,一定的高度。(a)甲先到达,(b)先到达,(c)甲先到达,(d)不知道谁先到达。单元检查问题-选择题,2020/6/10,22,甲同时到达,c,2020/6/10,23,12,花样滑冰选手绕自己的垂直轴旋转,开始时伸出双臂,转动惯量为J0,角速度为0,收回双臂此时,旋转的角速度是解决方案:保留运动员旋转视觉动量,D,2020/6/10,24,13,如图所示,均匀薄片围绕通过顶部o点的光滑轴在垂直面内旋转,初始状态停止。现有的小球从左到水平击球杆,小球和细球之间存在非弹性碰撞,碰撞过程中由杆和小球组成的系统,(a)仅保留机械能,(b)仅保留动量,(c)仅保留对o轴的角动量,(d)仅保留机械能,动量和角动量,机械能保留条件,动量通常,恒定移动的刚体的惯性矩是常量,Jw保持不变。也就是说,刚体在不接收外力力矩的情况下保持恒定的角速度。如果多个对象组成固定轴旋转系统,则每个对象对同一轴的角动量为J1w1,J2w2,如果整个系统与轴向外力的力矩矢量为零,则系统的总角动量为Jiwi,系统的总角动量也保持不变。Jiwi=常数。在这个实验中,实验者站在转盘上,由

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