例子:证明开普勒第二定律“从恒星到行星的矢量路径在同一时间内扫过同一区域”。 证明:组合外力矩M=rxF=0角动量L=rxmV=CrxV=C,rVsin Shen=C'11dt,面积dA-=—=—=C'/2:常数2.粒子系统相对于固定点~•nFi*m: 动量:•nFi*iiii 角动量L=定义:粒子系统相对于O 点的角动量L = GL = G o"1-5"h 也=VvxP+Vrx (F+f)VJ云丄V'=rxF丄厶=M 外部:总外部力矩=0ii 如果总外部力矩M =0rx豊=rxf=0ii 如果总外部力矩M =0rx豊=M外质点系角动量定理 dL=M 外 dtAL 两门 M 外 dtt Ni=0-L丄Li=C:角动量守恒定律 mmOmg 解:角动量守恒:RmV-RmV=0v=v,到达滑轮212同时 3.刚体对定轴对z轴的角动量~Am对z轴的角动量 i—►—►—►L=rxP 3.一对刚体对定轴的角动量~Am 绕 z 轴 i—►—►—►L=rxP=—>rxAmV=rAmV=Amr2®—►L=Amr2®,o""iii刚体绕 z 轴的角动量 L =work Amr2®=I®,iidLd—d®=(I®)=I=ip=如果M=0,则L=C:角动量守恒定律,非刚体,i一般随时间变化什么是角动量定理, M=硬币没有既定的角度动量定理和角动量守恒定律仍然成立! dLt 定轴旋转,—=M什么是角动量定理,dL=Mdt,AL==C,L=I®,M=Ip 演示实验示例:在水平面内,均质杆(M,l)子弹(m,V)穿透杆自由端速度降至V/2后,求:杆转动的角速度解:角动量守恒IIV/2VmVl=m11+'3mV®==mr2,I=例:r= 0.2m,m=2kgAA®=-10Ar=0.1m,m=4kgBB®=-10B 求:AB同心连接后的公共角速度®,AB受到的冲量力矩,机械能损失。
解:I®+1®=(I+1)®, +13①==100ad-sI+=AL=I3-13==AL=I3-I3=-=—(I+1)32—I32—I32= ——这么联系起来,角动量守恒吗? 有了这种联系,角动量守恒吗? Work f=0, Work work f=0, Work fdt=0, Work Mii, B f-dr Feng 0, 对于刚体 B f·MG00 注:1. L 和 M 必须在同一固定点上或相同固定轴 2.仅适用于惯性系 3.单个质点,合力矩=力矩之和=合力力矩,质点系统与刚体,合力矩=力矩之和,合力的力矩4。角动量守恒的充要条件是M=0,不是粒子系统外部RM的内力:dt=0t1:=0,内部dt=0idr= 0iiii 示例:一个人绕着转盘相对于转盘的边缘跑动。 求:人和转盘相对于地面转动了多少个角度? 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:一根均匀的杆可以在垂直平面内旋转。 求:杆与木块完全非弹性碰撞后木块滑动的距离,(即) 解: 第一阶段:机械能守恒 0二2•+(-Mg2)TOC o"1-5" hz=-3- 第二阶段:碰撞瞬间角动量守恒(不是动量守恒) 21 Ml23'+mV=(—M+m)lV, V=3' +3mMM+3m第三阶段:木块匀速减速运动atwo-carp==()2--2aM+3m2卩或-fs=0--(2M+3m+3m)2-3l2卩