例子:證明開普勒第二定律“從恒星到行星的矢量路徑在同一時間內掃過同一區域”。 證明:組合外力矩M=rxF=0角動量L=rxmV=CrxV=C,rVsin Shen=C'11dt,面積dA-=—=—=C'/2:常數2.粒子系統相對于固定點~?nFi*m: 動量:?nFi*iiii 角動量L=定義:粒子系統相對于O 點的角動量L = GL = G o"1-5"h 也=VvxP+Vrx (F+f)VJ云丄V'=rxF丄厶=M 外部:總外部力矩=0ii 如果總外部力矩M =0rx豊=rxf=0ii 如果總外部力矩M =0rx豊=M外質點系角動量定理 dL=M 外 dtAL 兩門 M 外 dtt Ni=0-L丄Li=C:角動量守恒定律 mmOmg 解:角動量守恒:RmV-RmV=0v=v,到達滑輪212同時 3.剛體對定軸對z軸的角動量~Am對z軸的角動量 i—?—?—???L=rxP 3.一對剛體對定軸的角動量~Am 繞 z 軸 i—?—?—???L=rxP=—>rxAmV=rAmV=Amr2?—?L=Amr2?,o""iii剛體繞 z 軸的角動量 L =work Amr2?=I?,iidLd—d?=(I?)=I=ip=如果M=0,則L=C:角動量守恒定律,非剛體,i一般隨時間變化什么是角動量定理, M=硬幣沒有既定的角度動量定理和角動量守恒定律仍然成立! dLt 定軸旋轉,—=M什么是角動量定理,dL=Mdt,AL==C,L=I?,M=Ip 演示實驗示例:在水平面內,均質桿(M,l)子彈(m,V)穿透桿自由端速度降至V/2后,求:桿轉動的角速度解:角動量守恒IIV/2VmVl=m11+'3mV?==mr2,I=例:r= 0.2m,m=2kgAA?=-10Ar=0.1m,m=4kgBB?=-10B 求:AB同心連接后的公共角速度?,AB受到的沖量力矩,機械能損失。
解:I?+1?=(I+1)?, +13①==100ad-sI+=AL=I3-13==AL=I3-I3=-=—(I+1)32—I32—I32= ——這么聯系起來,角動量守恒嗎? 有了這種聯系,角動量守恒嗎? Work f=0, Work work f=0, Work fdt=0, Work Mii, B f-dr Feng 0, 對于剛體 B f·MG00 注:1. L 和 M 必須在同一固定點上或相同固定軸 2.僅適用于慣性系 3.單個質點,合力矩=力矩之和=合力力矩,質點系統與剛體,合力矩=力矩之和,合力的力矩4。角動量守恒的充要條件是M=0,不是粒子系統外部RM的內力:dt=0t1:=0,內部dt=0idr= 0iiii 示例:一個人繞著轉盤相對于轉盤的邊緣跑動。 求:人和轉盤相對于地面轉動了多少個角度? 1解:mR23--MR20=0,2m3===M0,0+0=2兀2m0=M(2兀-0)2兀M小4兀m0=,0=—M+2mM+2m
示例:一根均勻的桿可以在垂直平面內旋轉。 求:桿與木塊完全非彈性碰撞后木塊滑動的距離,(即) 解: 第一階段:機械能守恒 0二2?+(-Mg2)TOC o"1-5" hz=-3- 第二階段:碰撞瞬間角動量守恒(不是動量守恒) 21 Ml23'+mV=(—M+m)lV, V=3' +3mMM+3m第三階段:木塊勻速減速運動atwo-carp==()2--2aM+3m2卩或-fs=0--(2M+3m+3m)2-3l2卩