高中物理角動(dòng)量守恒的定律包括:
1. 角動(dòng)量守恒定律:物體受外力作用時(shí),合外力對(duì)物體的沖量等于零,即物體動(dòng)量的變化為零,此時(shí)各個(gè)力作用的動(dòng)量矢量之和在任一方向上的分量保持不變,即物體角動(dòng)量守恒。
2. 角動(dòng)量守恒條件:合外力矩為零,或系統(tǒng)內(nèi)部相互作用力產(chǎn)生的合力矩為零。
此外,還有系統(tǒng)角動(dòng)量的矢量性、角動(dòng)量守恒條件的應(yīng)用等相關(guān)的物理知識(shí)。
請(qǐng)注意,高中物理中還涉及到動(dòng)量守恒定律,其內(nèi)容是:如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力,或者受到的外力之和為零,那么這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。這兩個(gè)定律常常一起使用。
題目:
一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球,在一根長(zhǎng)為 L 的細(xì)線的牽引下,在光滑的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)細(xì)線與豎直方向夾角為 θ 時(shí),求小球的角速度和角動(dòng)量。
分析:
在小球做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,細(xì)線的拉力提供向心力,因此可以列出向心力方程。同時(shí),由于小球在水平面上運(yùn)動(dòng),因此角動(dòng)量守恒。
解答:
1. 小球的角速度:
ω = θ/t = θ/L
2. 小球的角動(dòng)量:
L = mrω = mLθ
其中,r 是小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,在本題中可以認(rèn)為 r = L/2(因?yàn)樾∏蛟谒矫嫔线\(yùn)動(dòng))。
注意:這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵在于理解角動(dòng)量守恒的條件,即當(dāng)物體在不受外力矩或者外力矩為零的情況下,角動(dòng)量保持不變。在這個(gè)問(wèn)題中,細(xì)線的拉力始終與速度方向垂直,因此拉力不做功,滿足角動(dòng)量守恒的條件。