守恒定律 程惠甜

守恒定律

知識點

  • 動量守恒均函、角動量守恒的直觀感受
  • 動量守恒的方程:\vec{F_外}=\frac{d\vec{p}}{dt},合外力約=0
  • 角動量守恒的方程:\vec{M_外}=\frac{d\vec{L}}{dt}=\sum_i\vec{M_{i外}}=0
    • 約定好正方向
    • 初態(tài)時口予,寫出各個物件的角動量L_{i}(注意正負(fù)號)
    • 末態(tài)時识啦,寫出各個物件的角動量L_{j}(注意正負(fù)號)
    • 然后箕憾,列方程為:\sum_{i}L_{i}=\sum_{j}L_{j}
tip

  • 相比對單詞的辨析進(jìn)行死記硬背擂煞,不如記幾個例句诬辈。
  • 相比對物理概念進(jìn)行全方位多角度的分析酵使,不如記幾個模型。
表達(dá)題

  • 動量守恒和角動量守恒的充要條件分別是

解答:動量守恒:合外力為零焙糟。角動量守恒:合外力矩為零

  • 借助具體例子培養(yǎng)直觀認(rèn)識口渔。動量守恒的充要條件是合外力為零。作為近似穿撮,實際生活中缺脉,內(nèi)力比外力強很多時,也認(rèn)為動量守恒悦穿。下面常見的物理模型中攻礼,

    (1) 爆炸瞬間;
    (2) 兩個小球非彈性碰撞(部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)瞬間栗柒;
    (3) 子彈打擊用輕繩懸掛的小球瞬間礁扮;
    (4) 光滑地面上有車,車上有人,人在車內(nèi)走動太伊。
    (5) 小球撞擊墻壁反彈雇锡。
    (6) 子彈打擊用輕桿懸掛的小球瞬間;
    請思考僚焦,其中動量守恒的有( )锰提,記住這些模型,會減少很多困擾叠赐。

解答:1:兩球動量守恒
2:兩球動量守恒但動能不守恒
3:子彈和小球合動量守恒
4:車和人合動量守恒
5:小球動量不守恒
6:子彈和輕稈動量不守恒 因為轉(zhuǎn)軸提供外力

  • 借助具體例子培養(yǎng)直觀認(rèn)識欲账。角動量守恒的充要條件是合外力矩為零屡江。下面常見的物理模型中芭概,
    (1) 地球繞著太陽轉(zhuǎn);
    (2) 光滑桌面上用輕繩拽著做圓周運動 惩嘉;
    (3) 光滑冰面上的芭蕾舞旋轉(zhuǎn)罢洲;
    (4) 子彈打擊用輕桿懸掛著的小球瞬間。
    (5) 小球打擊旋轉(zhuǎn)的滑輪的瞬間文黎。
    (6) 繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的兩個飛輪惹苗,彼此嚙合的瞬間;
    請思考耸峭,其中角動量守恒的有( )桩蓉,記住這些模型,會減少很多困擾劳闹。

解答: 1 地球角動量守恒(萬有引力垂直運動方向 合外力矩為零)
2 重力和支持力矩為零
3 角動量守恒
4 子彈和輕稈合角動量守恒
5 小球和滑輪合角動量守恒
6兩轉(zhuǎn)軸合角動量守恒

  • 請記下角動量的核心公式院究,在角動量守恒中會反復(fù)使用。圓周運動的質(zhì)點和定軸轉(zhuǎn)動的剛體本涕,角動量分別為

解答:圓周運動:L=mR^2\omega
定軸轉(zhuǎn)動:L=I\omega

  • 花樣滑冰運動員繞通過自身的豎直軸轉(zhuǎn)動业汰,開始時兩臂伸開,轉(zhuǎn)動慣量為I_{0}菩颖,角速度為\omega_{0}样漆。然后她將兩臂收回,使轉(zhuǎn)動慣量減少為\frac{1}{2}I_{0}.設(shè)這時她轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?img class="math-inline" src="https://math.jianshu.com/math?formula=%5Comega" alt="\omega" mathimg="1">晦闰,則角動量守恒的方程為

解答:I_{0}\omega_{0}=\frac{1}{2}I_{0}\omega

  • 一圓盤(M,R)繞垂直于盤面的水平光滑固定軸O轉(zhuǎn)動放祟,轉(zhuǎn)速為\omega_{0}. 如圖射來一個質(zhì)量為m,速度大小為v_{0}的子彈呻右,子彈射入圓盤并且留在盤邊緣上跪妥。設(shè)子彈射入后的瞬間,圓盤的角速度\omega窿冯。約定逆時針轉(zhuǎn)時角動量為正骗奖。
    則初態(tài)時,將子彈速度沿切向(等效成圓周運動,從而得到角動量)和法向分解执桌,其切向速度和角動量分別為
    (1) v_{0}, mRv_{0}鄙皇;
    (2) v_{0}\sin\theta, mRv_{0}\sin\theta
    (3) v_{0}\sin\theta, -mRv_{0}\sin\theta仰挣;
    初態(tài)的總角動量為
    (4) \frac{1}{2}MR^{2}\omega_{0}-mRv_{0}\sin\theta伴逸;
    (5) \frac{1}{2}MR^{2}\omega_{0}+mRv_{0}\sin\theta
    末態(tài)的總角動量為
    (6) \frac{1}{2}MR^{2}\omega膘壶;
    (7) \frac{1}{2}MR^{2}\omega+mR^{2}\omega错蝴;
    核心方程是為
    (8) \frac{1}{2}MR^{2}\omega_{0}-mRv_{0}\sin\theta=\frac{1}{2}MR^{2}\omega+mR^{2}\omega
    (9) \frac{1}{2}MR^{2}\omega_{0}+mR^{2}\omega_{0}=\frac{1}{2}MR^{2}\omega+mR^{2}\omega颓芭;
    以上正確的是( )

解答:2 5 7 9

  • 一圓盤(M,R)繞垂直于盤面的水平光滑固定軸O轉(zhuǎn)動顷锰,轉(zhuǎn)速為\omega_{0}. 如圖射來兩個質(zhì)量同為m,速度大小同為v_{0}亡问,方向相反官紫,子彈射入圓盤并且留在盤邊緣上。設(shè)子彈射入后的瞬間州藕,圓盤的角速度\omega束世。約定逆時針轉(zhuǎn)時角動量為正。
    則初態(tài)時床玻,總角動量為
    (1) \frac{1}{2}MR^{2}\omega_{0}-2mRv_{0}毁涉;
    (2) \frac{1}{2}MR^{2}\omega_{0}
    末態(tài)的總角動量為
    (3) \frac{1}{2}MR^{2}\omega锈死;
    (4) \frac{1}{2}MR^{2}\omega+2mR^{2}\omega贫堰;
    核心方程是為
    (5) \frac{1}{2}MR^{2}\omega_{0}-2mRv_{0}=\frac{1}{2}MR^{2}\omega+2mR^{2}\omega
    (6) \frac{1}{2}MR^{2}\omega_{0}=\frac{1}{2}MR^{2}\omega+2mR^{2}\omega馅精;
    以上正確的是

解答:2 4 6

  • 角動量守恒的計算題:有一質(zhì)量為M严嗜、長為l的均勻細(xì)棒,平放在光滑的水平桌面上洲敢,以角速度\omega_{0}繞通過端點O順時針轉(zhuǎn)動漫玄。另有質(zhì)量為m,初速為v_{0}的小滑塊压彭,與棒的底端A點相撞睦优。碰撞后的瞬間,細(xì)棒反轉(zhuǎn)壮不,且角速度為\omega_{1}汗盘;小滑塊反向,速率為v_{1}询一,如圖所示隐孽。規(guī)定順時針轉(zhuǎn)動方向為正癌椿。
    則初態(tài)時,總角動量為
    (1) \frac{1}{3}Ml^{2}\cdot\omega_{0}+ml\cdot v_{0}菱阵;
    (2) \frac{1}{3}Ml^{2}\cdot\omega_{0}-ml\cdot v_{0}踢俄;
    末態(tài)的總角動量為
    (3) \frac{1}{3}Ml^{2}\cdot\omega_{1}-ml\cdot v_{1}
    (4) -\frac{1}{3}Ml^{2}\cdot\omega_{1}+ml\cdot v_{1}晴及;
    核心方程是為
    (5) \frac{1}{3}Ml^{2}\cdot\omega_{0}+ml\cdot v_{0}=\frac{1}{3}Ml^{2}\cdot\omega_{1}-ml\cdot v_{1}都办;
    (6) \frac{1}{3}Ml^{2}\cdot\omega_{0}-ml\cdot v_{0}=-\frac{1}{3}Ml^{2}\cdot\omega_{1}+ml\cdot v_{1}
    以上正確的是

解答:2 4 6

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