知識點
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動量的直觀感受
- 碰撞模型
- 勻速圓周運動的模型
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角動量的直觀感受
- 圓周運動速度變化的模型
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質(zhì)點的角動量
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質(zhì)點對原點O的角動量
- 方向:兩個矢量的起點在同一點,根據(jù)右手螺旋定則捏题,由彎向,則大拇指指向的方向是的方向玻褪。
- 大小:(兩者夾角)
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例子:勻速圓周運動的角動量
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例子:一般運動的角動量(徑向運動公荧,切向運動)
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簡單組合體的角動量
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剛體的角動量
1.剛體:在任何力的作用下带射,體積和形狀都不發(fā)生改變的物體叫做剛體,即各位置的角速度相同循狰。- 轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動慣量(Moment of Inertia)是剛體繞軸轉(zhuǎn)動時慣性(回轉(zhuǎn)物體保持其勻速圓周運動的量度)窟社,用字母I或J表示。在經(jīng)典力學中绪钥,轉(zhuǎn)動慣量(又稱質(zhì)量慣性矩灿里,簡稱慣距)通常以I 或J表示,SI 單位為 kg·m2程腹。對于一個質(zhì)點匣吊,I = mr2,其中 m 是其質(zhì)量寸潦,r 是質(zhì)點和轉(zhuǎn)軸的垂直距離色鸳。轉(zhuǎn)動慣量在旋轉(zhuǎn)動力學中的角色相當于線性動力學中的質(zhì)量,可形式地理解為一個物體對于旋轉(zhuǎn)運動的慣性见转,用于建立角動量命雀、角速度、力矩和角加速度等數(shù)個量之間的關(guān)系斩箫。
類比法理解平動與轉(zhuǎn)動
表達題
- 努力建立直觀圖像比記憶公式更能培養(yǎng)你的能力吏砂。“角動量的大小”代表轉(zhuǎn)動的趨勢:角動量越大校焦,代表轉(zhuǎn)動趨勢越大赊抖;角動量為零,代表沒有轉(zhuǎn)動寨典。則圖中氛雪,角動量最大的運動(這四個速度,大小相等耸成、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)分解报亩,切向分量代表轉(zhuǎn)動。
- 角動量的數(shù)學定義是井氢。(1)直觀法:先找到轉(zhuǎn)動趨勢的方向弦追,拿出右手,按照轉(zhuǎn)動的方向握好花竞,大拇指的方向就是角動量的方向劲件。(2)矢量叉乘法:首先,和構(gòu)成了一個平面,的方向必然垂直于該平面零远。拿出左手苗分,四指從到握過去(銳角),大拇指的方向就是角動量的方向牵辣。關(guān)于這些說法摔癣,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動纬向。在勻速率圓周運動中择浊,快速計算下,隨著時間的變化逾条,動量變化嗎琢岩?角動量呢?
解答:動量變化膳帕,角動量不變粘捎。
- 某質(zhì)量為的質(zhì)點做圓周運動薇缅,半徑為危彩,速率為,則角動量的大小為
解答:角動量的數(shù)學定義:
矢量互相垂直 大小為:
- 請借助與平動類比:平動的動量為質(zhì)量和速度之積泳桦。某剛體的轉(zhuǎn)動慣量為汤徽,角速度為灸撰,則角動量的大小谒府、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,速度浮毯,動量完疫,動能分別與轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動慣量,角速度债蓝,角動量壳鹤,轉(zhuǎn)動動能是對應的。
- 轉(zhuǎn)動慣量的公式是饰迹。結(jié)合該公式芳誓,請思考圖中(四個小球質(zhì)量相同,用輕桿相連啊鸭,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)锹淌。質(zhì)量分布離軸越遠,轉(zhuǎn)動慣量越大赠制。
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關(guān)于剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量赂摆,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)量烟号、質(zhì)量的空間分布和軸的位置
只取決于轉(zhuǎn)軸的位置曲楚,與剛體的質(zhì)量和質(zhì)量的空間分布無關(guān)。
解答: C