高校大学物理质点的角动量定理和角动量守恒定律课件.ppt

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1、质点的角动量定理和角动量守恒定律,3.2,质点绕一定点运动的情况既普遍又重要，如宇宙中的星体，卫星，原子中的电子。其共同特点：质点所受的合力总是指向某一定点。有心力（辏力）,质点在有心力场中的运动，用物理量角动量来描述更简洁、方便，还能揭示新的运动规律。动量、能量、角动量是力学中最重要的概念。,质点对定点的角动量：,一、角动量的定义,大小:,单位:Kgm2/s,Js,（垂直于 和 确定的平面）,方向:向 的右手螺旋方向。,（d“距”）,m,方向：垂直于圆周平面。,在圆周运动中,二、同样的方式定义力矩,垂直于 构成的平面。2.必须指明对那一固定点。,单位：N m,大小,力臂,1）物理量角动量和力

2、矩均与定点有关，角动量也称动量矩，力矩也叫角力；2）对轴的角动量和对轴的力矩 在具体的坐标系中，角动量（或力矩）在各坐标轴的分量，就叫对轴的角动量（或力矩）。,：质点对x轴的角动量,：质点对 x轴的力矩,某一方向的分量怎么求呢？由定义出发：,三、质点的角动量定理,质点所受的合外力矩等于它的角动量对时间的变化率。,角动量定理（积分形式）,（力矩对时间的积累作用）,四、角动量守恒定律,守恒：,常量,方向不变,大小不变：,守恒条件,质点只受有心力作用，,角动量守恒！,角动量守恒定律是物 理学的基本定律之一，,宏观、微观，高速、低速范围均适用。,例,角动量守恒！,五、角动量守恒定律的应用,1.轨道面是

3、平面,行星对太阳的矢径在相等的时间内扫过相等的面积。,行星只受有心力作用，角动量守恒！,例 角动量守恒定律可导出行星运动的开普勒第二定律：,星云具有盘形结构：,pc 秒差距，1pc=3.0861016m,旋转的星云,星球具有原始角动量,星球所需向心力：,引力不能再使 r 减小。,可以在引力作用下不断收缩。,粗略的解释：,引力使r到一定程度,r 就不变了，,但在z 轴方向却无此限制，,可近似认为引力：,比较 动量定理 角动量定理,形式上完全相同，所以记忆上就可简化。从动量定理变换到角动量定理，只需将相应的量变换一下，名称上改变一下。,1.质量分别为 mA 和 mB(mA mB)的两质点 A 和

4、B,受到相等的冲量作用,则：,C,(A)A 比 B 的动量增量少.(B)A 比 B 的动量增量多.(C)A、B 的动量增量相等.(D)A、B 的动能增量相等.,2.质量为 m 的小球，以水平速度 v 与固定的竖直壁作弹性碰撞，设指向壁内的方向为正方向，则由于此碰撞，小球的动量变化为,（A）mv,（B）0,（C）2mv,（D）-2mv,D,3.(本题3分)0063 P17-1质量为m的质点,以同一速率V沿图中正三角形ABC的水平光滑轨道运动,质点越过A角时,轨道作用于质点的冲量的大小为(A)mV(B)(C)(D)2mV,A,B,C,4.(本题5分)5259一人用力 推地上的木箱,经历时间 未能推

5、动木箱,此推力的冲量等于多少?木箱既然受了力 的冲量,为什么它的动量没有改变?,推力的冲量是：,动量定理中的冲量为合外力的冲量。木箱还受到摩擦力。木箱受合外力为零，所以合外力的冲量也为零，根据动量定理，木箱的动量不发生变化。,5.0384 P17-4质量为20g的子弹,以400m/s的速率沿图示方向射入一原来静止的质量为980g的摆球中,摆线长度不可伸缩,子弹射入后与摆球一起运动的速度为(A)2m/s(B)4m/s(C)7m/s(D)8m/s,30o,仅沿水平方向动量守恒,质点系的角动量定理,3.3,1.质点系的角动量定理：,质点的角动量定理:,（见下页）,质点系角动量定理,于是有：,若合外力矩等于零，则质点系的角动量守恒！,2.一对内力对某固定点的力矩之和为零,fijd 向里,fjid 向外,内力矩不改变质点系的总角动量，但可以改变各质点的角动量。,山东科技大学济南校区,干耀国,设计制作,