yyf3-6质点角动量及守恒

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1、1问题：将一绕固定轴（通过质心）转动的圆盘视为一个质点系，系统总动量为多少？CM由于该系统质心速度为零，所以，系统总动量为零，系统有机械运动，总动量却为零？说明不宜使用动量来量度转动物体的机械运动量。*引入与动量对应的角量——角动量（动量矩）大到星系，小到基本粒子都有旋转运动；微观粒子的角动量具有量子化特征；角动量遵守守恒定律，与空间旋转对称性相对应。2§3.6质点的角动量角动量守恒定律力的作用效果，不仅与力的大小有关、还与力的方向和力的作用点有关。力矩是全面考虑这三要素的一个重要的概念。一、质点角动量(angularmomen

2、tum)的定义1、力矩定义方向：右手定则大小：aod31）角动量与参考点O的选择有关，同一质点对于不同的参考点其角动量是不同的。定义：任取一点o,建立坐标系oxyz，设质点A的质量为m，速度为，矢径为，则质点A对o点的角动量为：2、角动量angularmomentum方向：由右手螺旋定则确定大小：4（2）方向的确定5（3）做匀速圆周运动时，由于，质点对圆心的角动量大小为质点对圆心O的角动量为恒量大小不变方向不变6二、质点角动量定理angularmomentumtheorem1、推导过程：将角动量定义式对时间求导数。即：7质点（转

3、动物体）所受合外力矩的冲量矩等于在这段时间内质点（转动物体）角动量的增量。2、角动量定理质点对某点的角动量对时间的变化率等于质点所受到的合力对同一点的力矩。3、另一种表述：将变形为式中称为外力矩的冲量矩(角冲量）积分形式8三.角动量守恒定律9表明小球对圆心的角动量保持不变实验中发现10行星绕太阳的运动表明行星在运动过程中，对太阳的角动量保持不变。11若质点所受外力对某给定点o的力矩为零，则质点对o点的角动量保持不变。由角动量定理：若：（条件)则：即：（具有普遍意义，m可变时也适用）角动量守恒定律（质点）12分量式：比如：有心力讨

4、论：力的作用线一直通过某给定点（力心），大小决定于点与力心的距离r13例题3-14人造卫星绕地球沿椭圆轨道运动，地球中心为椭圆的一个焦点，已知地球平均半径R=6378km，近地距离l1=439km,A1点速度v1=8.10km,远地距离l2=2384km,求A2点的速度v2=?14解：卫星在运行时只受地球对它的引力，方向始终指向地心o,力的大小只依赖于两点距离（有心力），故运动过程中角动量守恒卫星在近地点A1的角动量：对于O点，力矩为零，15卫星在远地点A2的角动量:角动量守恒：于是：16研究对象：质点系统过程问题守恒量：对于物

5、体系统内发生的各种过程，如果某物理量始终保持不变，该物理量就叫做守恒量。守恒定律：由宏观现象总结出来的最深刻、最简洁的自然规律。（动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律和角动量守恒定律等）适用范围：不仅适用于宏观也适用于微观世界，不仅适用于任何物理过程，也适用于化学、生物等其他过程，是自然界的普遍规律。运动的守恒定律