小時候你可能有一個疑問:為什么人走路時會握手? 為什么走路平穩的時候感覺那么別扭? 一個常見的解釋是保持身體平衡。 這個解釋和不解釋沒有區別的答案總是正確的。 問題是揮桿者如何保持身體的平衡? 事實證明,這一切就是我們大學生所熟悉的角動量和動量守恒的原因。 令人驚奇的是,事實證明動量守恒可以解決非常復雜的問題,但卻用的是最簡單的方法。 讓我們仔細看看什么是角動量以及什么是角動量守恒。 我相信我們都會喜歡這個粒子。 以任意一條直線為參考軸。 假設所研究的粒子到該軸的距離為 如果粒子垂直于 r 方向的速度為 mv。 如果所研究的物體不是粒子,比如人,那么他的整個角動量就是他身上所有粒子的角動量之和。 它是角動量。 可見,角動量也是一個向量,但它也是兩個向量的乘積。 這就是我們常說的向量。 知道了什么是角動量后,我們立即可以通過簡單的推導得出角動量定理。 但前提是大家必須對這部分知識有一定程度的了解。 物體角動量的變化率等于它所受到的外力矩(你應該記住什么是力矩,它是一個有方向性的力)。 因此,如果沒有外部扭矩作用在系統上,則角動量守恒。 這就是我們常說的角動量守恒。 推導很簡單,但是我想它的使用卻不一定簡單,需要我們細心的掌握。
這種情況很常見,比如一個陀螺,為什么它不容易掉下來呢? 選擇陀螺儀的旋轉軸作為參考軸,可以看出它不受外力矩的影響,因此其角動量守恒。 理想情況下,它會繼續旋轉,但我們也知道這是不可能發生的。 稍微學過物理的人都知道動量可以寫成mv,所以這是我們在角動量物理課上必須掌握的,所以作為一個理科生我們應該知道它的重要性,我們也需要用它來解決很多問題,比如我們一開始提出的問題,人走路的時候為什么要揮手,這樣我們就可以用我們的物理知識來解決。 另外,我們還可以利用角動量守恒來解決另一個我們感興趣的問題,那就是直升機的尾翼。 讓我們研究一下角動量是如何影響行走的,然后我們就會知道我們的人體是如此的神秘,我們也可以默默地運用這個定理。 我相信我們都明白我們是如何走路的。 現在我們可以想象我們如何走路并開始做好工作。 我們選擇垂直于經過者質心和地面的直線作為參考軸。 當右腳著地,左腳向前邁出時,左腳相對于軸線有向前的速度,而右腳相對于軸線有向后的速度。 假設我們的手不移動,它們對身體的總角動量沒有貢獻,因此身體有一個繞參考軸順時針旋轉的角動量。 當左腳踩地、右腳向前邁出時,人體有逆時針方向的角動量。
注意,剛才物體的角動量是順時針的,但現在變成了逆時針的。 根據角動量定理,只要角動量發生變化,就必然有力矩作用在系統上。 因此,腳底必須給身體一個逆時針旋轉的力矩。 這是身體在行走時接收外部力矩的唯一方式。 但是動量守恒定律的應用,由于人是勻速行走的(正常情況下,我們的行走可以看作勻速),所以如果我們把人看成一個整體,我們受到的合力一定是。 因此,這個扭矩必須由一對大小相等、方向相反的力產生,而這個力需要腳底與地面之間產生相對旋轉運動。 不過一想到轉動腳底摩擦地面就感覺不舒服。 我們的身體可能還沒有進化出專門來做這種奇怪事情的肌肉。 總結一下:如果你不握手,腳底就必須經歷一個非常尷尬的轉動和摩擦動作。 一般來說,人們走路時不會選擇后者,所以自然要靠握手來保持平衡。 當我們承認腳底不會轉動并摩擦地面時,人體就不存在外力矩,角動量守恒,等于0。 換句話說,植根于潛意識的行走程序始終保持身體角動量守恒。 基于此,我們很容易看出人類走路時應該如何甩手:當腿順時針旋轉身體時,手必須逆時針旋轉整個身體,即哪條腿向前移動,兩邊的手都必須甩出。后退,使整體角動量保持為零。 這是扔掉手牌的正常方式; 而如果手和腿向同一方向轉動,顯然不可能保持整體角動量為零。 這樣走路的話,腳底又會感覺不舒服。
這就是走路和握手的全部秘密。 行走,看似簡單,其實是一個如此復雜的過程,但我們卻可以在如此復雜的過程中保持平衡。 這就是角動量守恒的力量。 雖然過程很復雜,但是利用角動量守恒就可以非常簡單地解決問題。 我想這就是為什么我們必須掌握它。 。 接下來我們看一下角動量守恒在直升機尾部的應用。 事實上,直升機的起飛也很大程度上依賴于角動量守恒。 看來我們的角動量守恒確實有很多用處。 看來我們一定要思考一下為什么直升機要配備尾翼。 看來直升機只需要一個大螺旋槳就可以提供升力。 不過不用擔心,通過分析角動量守恒我們就能明白為什么需要尾巴了。 如果沒有尾翼,直升機系統是角動量守恒的,因為起飛時角動量為零,所以永遠為零。 直升機的螺旋槳必須旋轉動量守恒定律的應用,這意味著只有直升機的機身拼命向相反方向旋轉,才能保證總角動量始終為零。 在沒有尾巴的情況下,這種反向旋轉是不可避免的。 為了阻止機身旋轉,必須打破角動量守恒,這就需要外部扭矩。 尾巴就是用來做到這一點的。 受歡迎的數學家馬丁·加德納( )曾在他的著作《意外的懸掛》中提到過一件有趣的事情,那就是陀螺。 這是一種特殊的上衣。 當它向下旋轉綠色時,由于不穩定會自動翻轉,向上旋轉綠色,然后穩定旋轉。
不管翻轉的原因是什么,問題是:如果一開始讓他順時針旋轉,翻轉后他會逆時針轉還是順時針轉? 也許沒有接觸過角動量概念的人會認為它在逆時針轉動,因為陀螺似乎不可能停下來然后改變方向。 如果直接看頂部,它似乎是逆時針旋轉的。 但當我們知道角動量守恒的時候,我們就很容易判斷它仍然會順時針旋轉。 我們甚至不需要關心翻身的過程有多么復雜,就能得到答案。 這是利用守恒定律來研究問題的巨大好處之一。 在上面握手的例子中,我們使用了角動量守恒。 我們就會知道角動量守恒對我們有很大的幫助,但是我們也發現直升機的起飛打破了角動量守恒。 看來角動量守恒不一定會給我們帶來好處。 然后我們需要學習角動量守恒。 只有更好地掌握角動量守恒,才能將其應用到實際中。 摘要:質量守恒定律是初中化學教材中的重要理論之一。 它不僅是學習化學方程式的工具,也是歷屆中考的熱點。 所以掌握它的“要點”,抓住它的“本質”,熟悉它的“題型”,對于今后的中考和高中化學的學習具有極其重要的意義。 關鍵詞:化學反應 質量守恒 變化應用于化學反應。 參與反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和。 該定律稱為質量守恒定律。 質量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律之一。
質量守恒定律是初中化學教材中的重要理論之一。 它不僅是學習化學方程式的工具,也是歷屆中考的熱門話題。 因此,了解和掌握質量守恒定律對于初中化學的學習具有極其重要的意義。 1. 第1點:“化學反應”。 任何化學反應都必須遵循質量守恒定律,因此該定律適用于化學變化,不適用于物理變化。 2. 第 2 點:“質量守恒”。 定律中的“守恒”明確是指“質量”守恒,而不是體積或其性質守恒。 例:在一個反應??中,當o2的體積反應完全時,產生2體積的h2o,且反應前后其體積不守恒。 3.第3點:“參與反應”。 定律明確規定“參與化學反應的所有物質的質量之和”是指不參與反應的反應物的質量無法計算,只能按過量反應物處理。 例如:h2在o2中燃燒,2g氫與8g氧反應生成多少克水? 通過分析,我們發現氫氣過量,氧氣反應完成,所以在計算生成多少克水時,我們選擇氧氣的質量計算。 4. 第4點:“和”和“等于”。 該定律明確規定“參與化學反應的各物質的質量之和等于反應后生成的各物質的質量之和”。 因此,計算時反應物和生成物都不能省略。 為什么化學反應前后每種物質的質量總和保持不變? 這是因為化學反應過程是參與化學反應的原子重新結合生成新物質的過程。 在此過程中,從宏觀和微觀角度看,有“六個不變”、“兩個變化”和“兩個可能變化”。
六常數宏觀反應物和產物 反應物和產物的總質量不變 元素類型不變 元素質量不變 微觀原子類型不變 原子數量不變 原子質量不變 二宏觀可能發生的變化:化合價可能發生變化 微觀:分子總數可能發生變化 理解了上述質量守恒定律的相關要點后,我們就必須將其應用到實踐中。 中考和習題中常見的質量守恒定律題有以下幾種形式: 蠟燭完全燃燒后,產生的水和二氧化碳的質量之和等于蠟燭的質量; b. 鎂帶在空氣中燃燒后,產物的質量大于鎂的質量。 皮帶的質量增加 C. 高錳酸鉀熱分解后,剩余固體的質量等于反應物d的質量。 粗鹽凈化實驗表明,精鹽的質量與濾紙上沙子的質量之和等于溶解的粗鹽的質量。 選項:忽略參與反應的氧的質量,故選項錯誤; 選項b:氧化鎂的質量相對于鎂的質量增加,因為鎂的燃燒與空氣中氧氣的質量結合,所以質量增加; 選項c:高錳酸鉀受熱分解后,產生氧氣并逸出,因此殘余物的質量應小于原反應物的質量,故選項d錯誤; 選項d:這種變化是物理變化,不是化學變化,故選項d錯誤。 完全混合反應后,有殘留物質bg,則生成的o2質量為(a.(ab-2)gb.(a-b+2)g c.(b-2)gd.(ab)g 【分析】根據定律內容,反應前后質量守恒,反應前質量為(a+2)g,反應后剩余bg,相減得到o2的質量。
答案 10 示例。 火箭推進器含有液體物質a.n2h4b.nh3 c.n2o4 d.no2原子,n通常寫在氮化物的化學式前面,那么化學式就是n2h4。 答案是 A. 將四種物質置于密閉容器中,在一定條件下發生反應,測量反應前后反應物和產物的質量,如下表所示: 物質c必須是化合物,物質d可以是單質b。 反應過程中物質b與物質d變化的質量比為87:36 c。 反應后密閉容器中a的質量為19.7g d。 若物質a與該物質的相對分子質量之比為194:216,則反應中a的化學計量數之比為1:211 【分析】根據表中質量確定反應物的變化和產品。 質量增加的產物是產物,則b和d是產物,質量減少的產物是反應物。