Part2關(guān)于角動(dòng)量
扭力:以參考點(diǎn)為原點(diǎn),物體的位置矢量與物體遭到的力的向量積即該力的扭矩,即
角動(dòng)量:以參考點(diǎn)為原點(diǎn),物體的位置矢量與動(dòng)量的向量積即物體的角動(dòng)量定點(diǎn)角動(dòng)量守恒,即
角動(dòng)量定律:質(zhì)點(diǎn)對(duì)某定點(diǎn)的角動(dòng)量變化率等于質(zhì)點(diǎn)所受合力對(duì)該店的扭矩,即
角動(dòng)量守恒定理:對(duì)于某定點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)所受合外力的扭矩為零,則質(zhì)點(diǎn)對(duì)該定點(diǎn)的角動(dòng)量保持不變。
Part3參考答案
該生未考慮豎直方向鐵塊所受支持力和重力的扭矩,僅依照磨擦力的扭矩為零便推出鐵塊的角動(dòng)量守恒,這樣推理本身就不正確。事實(shí)上,此時(shí)支持力合力作用線在重力作用線的兩側(cè),支持力與重力的合扭力不為零,鐵塊的角動(dòng)量不守恒,與鐵塊做減速運(yùn)動(dòng)不矛盾。
Part4補(bǔ)充說明1支持力合力
把物體看成質(zhì)點(diǎn)的時(shí)侯,我們只須要考慮水平面對(duì)物體支持力豎直向下,而不須要考慮支持力的分布。事實(shí)上,在本題中,鐵塊底面遭到的支持力并非均勻分布定點(diǎn)角動(dòng)量守恒,即鐵塊底面所受兩側(cè)遭到的支持力較大,兩側(cè)遭到的支持力較小。若將支持力等效看成一個(gè)力,則它的作用線并不經(jīng)過重心,而是在中心一側(cè),如圖所示。
2換個(gè)參考系
鐵塊實(shí)際上是做減速運(yùn)動(dòng)的,設(shè)其加速度大小為,以鐵塊為參考系,它不僅遭到重力、支持力和磨擦力的作用,還遭到慣性力的作用。慣性力的大小為,方向水平往右,作用點(diǎn)為重心,如圖所示。
在此參考系中,鐵塊處于平衡狀態(tài),由平動(dòng)平衡可得
以重心為參考點(diǎn),由轉(zhuǎn)動(dòng)平衡可得
其中表示重心的高度,表示支持力作用線偏離重心的距離,以此可以估算出支持力作用線偏離重心的距離。
這兒我們會(huì)發(fā)覺一個(gè)問題,支持力作用線偏離重心的距離假如超過物體底面寬度的一半,則多項(xiàng)式是無解的,即物體達(dá)不到轉(zhuǎn)動(dòng)平衡,也就是說,物體有一定初速率出去,它會(huì)撒落……
3支持力的分布
鐵塊底面各處遭到的支持力不相等,應(yīng)當(dāng)存在一個(gè)分布問題。但是,假如把鐵塊看作質(zhì)心模型,這個(gè)分布雖然不好求,哪位高手聽到后,教教我怎么求,感謝!
4浮想聯(lián)翩
在地面參考系中,這個(gè)問題涉及轉(zhuǎn)動(dòng),不太好處理,把物體自身看作參考系(質(zhì)情系?),問題就得到解決了。這讓我想起粵教版教材的一個(gè)閱讀材料:為何運(yùn)動(dòng)員慢跑,拐彎的時(shí)侯身體要向外側(cè)傾斜?我在解釋這個(gè)問題的時(shí)侯,就用了這些技巧,詳情可以點(diǎn)此處《》。