高中物理角动量守恒的定律包括:
1. 角动量守恒定律:物体受外力作用时,合外力对物体的冲量等于零,即物体动量的变化为零,此时各个力作用的动量矢量之和在任一方向上的分量保持不变,即物体角动量守恒。
2. 角动量守恒条件:合外力矩为零,或系统内部相互作用力产生的合力矩为零。
此外,还有系统角动量的矢量性、角动量守恒条件的应用等相关的物理知识。
请注意,高中物理中还涉及到动量守恒定律,其内容是:如果一个系统不受外力,或者受到的外力之和为零,那么这个系统的总动量保持不变。这两个定律常常一起使用。
题目:
一个质量为 m 的小球,在一根长为 L 的细线的牵引下,在光滑的水平面上做匀速圆周运动。当细线与竖直方向夹角为 θ 时,求小球的角速度和角动量。
分析:
在小球做圆周运动的过程中,细线的拉力提供向心力,因此可以列出向心力方程。同时,由于小球在水平面上运动,因此角动量守恒。
解答:
1. 小球的角速度:
ω = θ/t = θ/L
2. 小球的角动量:
L = mrω = mLθ
其中,r 是小球做圆周运动的半径,在本题中可以认为 r = L/2(因为小球在水平面上运动)。
注意:这个问题的关键在于理解角动量守恒的条件,即当物体在不受外力矩或者外力矩为零的情况下,角动量保持不变。在这个问题中,细线的拉力始终与速度方向垂直,因此拉力不做功,满足角动量守恒的条件。