物理知識:力學-剛體轉動-2.角動量定理及其守恆

2020-11-29 牛奶不加糖0

預習要點:

類比質點平動中牛頓第二定律與動量定理、動能定理的關係,在剛體定軸轉動建立了動力學關係之後,基於剛體轉動所受外力矩與角加速度的動力學關係(轉動定理)是瞬時關係,為了更好的研究剛體轉動的過程關係得到了剛體轉動的角動量定理、剛體轉動的動能定理等過程關係。角動量、角動量定理、角動量守恆、剛體定軸轉動的動能定理等反應了轉動過程中物理規律,在日常生活中應用廣泛,比如角動量守恆。預習時要理解這些定義、定理及其物理含義,明晰與轉動定理的關係。最後,要理清角動量概念的普遍性,雖然在剛體轉動中重點提到了角動量概念,但是角動量定義適用於質點平動和剛體轉動,是普遍的一個概念,因此質點運動也有角動量、角動量定理、角動量守恆。

【知識要點】

要點闡述:角動量概念是運動著的對象對某一參考點(對象到參考點距離r矢量)的運動描述,那麼角動量必須有參考點。對定軸轉動的剛體,組成剛體的質元做圓周運動的圓心(定軸上的點)就是參考點,所以角動量在剛體中更常用。根據轉動定理可推出相關的過程關係:

數學推導關係是:牛頓第二定律推出轉動定理, 轉動定理的過程積分得到角動量定理和轉動動能定理,再得出下面的規律。但每一個結論都反應的物理規律。本節的概念和知識較多,是考核的重難點。同樣,能用角動量定理或轉動動能定理求解的物理問題一定能用轉動定理求解。

典型例題:

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