第八章 角動(dòng)量定理

§8-1角動(dòng)量定理和

角動(dòng)量守恒定律8.1.1角動(dòng)量、角動(dòng)量定理

8.1.2角動(dòng)量守恒定律

8.1.3自然界中的角動(dòng)量守恒現(xiàn)象第八章角動(dòng)量定理談?wù)劷莿?dòng)量

人們對(duì)角動(dòng)量這個(gè)物理量的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用比較晚，18世紀(jì)在力學(xué)中才開(kāi)始定義和應(yīng)用它，直到19世紀(jì)才把它看成力學(xué)中最基本的概念之一。角動(dòng)量與動(dòng)量、能量一起成為力學(xué)中最重要的概念之一的原因是：角動(dòng)量的概念與自然界中普遍存在的物體的轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)，大到星系，小到粒子如：電子、中微子等都具有轉(zhuǎn)動(dòng)的特性；更重要的原因在于很多情況下角動(dòng)量服從守恒定律。角動(dòng)量守恒定律是自然界中最基本、最普遍的規(guī)律之一。第八章角動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)繞定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量

設(shè)有一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)位于A點(diǎn)，該點(diǎn)相對(duì)空間一定點(diǎn)O的位置矢量為r，質(zhì)點(diǎn)的速度為v，動(dòng)量為mv，定義質(zhì)點(diǎn)對(duì)O點(diǎn)的角動(dòng)量L為第八章角動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)繞定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量第八章角動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量

第八章角動(dòng)量定理剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量

剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量L等于剛體對(duì)定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J和角速度ω的乘積

L=Jω第八章角動(dòng)量定理是什么使角動(dòng)量改變？是力矩

力矩M的定義：力矩等于力f和力的作用點(diǎn)相對(duì)一固定點(diǎn)的位矢r的叉乘。第八章角動(dòng)量定理剛體轉(zhuǎn)動(dòng)力矩

力矩M的大小等于力f和力臂d的乘積，它的方向由右手定則決定。第八章角動(dòng)量定理角動(dòng)量定理物體（系）的角動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率等于它（們）所受到的外力矩

第八章角動(dòng)量定理角動(dòng)量守恒定律

當(dāng)系統(tǒng)不受外力矩或所受的合外力矩為零時(shí)，系統(tǒng)的總角動(dòng)量保持不變。第八章角動(dòng)量定理角動(dòng)量守恒的表現(xiàn)為什么當(dāng)把啞鈴收攏在胸前時(shí)，女孩的旋轉(zhuǎn)速度加快？你在冰上運(yùn)動(dòng)和芭蕾舞表演中看到過(guò)類(lèi)似的現(xiàn)象嗎？第八章角動(dòng)量定理第八章角動(dòng)量定理

人沿盤(pán)的邊緣跑，

盤(pán)卻反方向轉(zhuǎn)動(dòng)第八章角動(dòng)量定理直升飛機(jī)加尾翼的作用當(dāng)直升飛機(jī)機(jī)翼旋轉(zhuǎn)起來(lái)時(shí)，由角動(dòng)量守恒知機(jī)身將發(fā)生反向的旋轉(zhuǎn)，為了穩(wěn)定機(jī)身，常在直升飛機(jī)的尾部加上一尾翼。還可在直升飛機(jī)上加雙重反向旋轉(zhuǎn)的機(jī)翼。其目的之一都是為了保持機(jī)身的穩(wěn)定。第八章角動(dòng)量定理直升飛機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)翼第八章角動(dòng)量定理在跳水運(yùn)動(dòng)員的跳水過(guò)程，運(yùn)動(dòng)員從跳板向前躍起時(shí)，繞一通過(guò)質(zhì)心的水平軸有一角速度，從而具有繞通過(guò)質(zhì)心的水平軸的角動(dòng)量。在空中時(shí)，他把手和腿都收縮到靠近身體質(zhì)心的位置，使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量迅速減小，由于角動(dòng)量守恒，使角速度迅速增加，以便在空中多翻幾圈?？旖咏鏁r(shí)，他把身體伸直，以便加大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，減小角速度，從而平穩(wěn)地入水。

第八章角動(dòng)量定理慣性導(dǎo)航裝置——回轉(zhuǎn)儀1-支架，2-可轉(zhuǎn)動(dòng)的外環(huán)，3-可相對(duì)外環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)環(huán)，4-裝在內(nèi)環(huán)中的回轉(zhuǎn)儀轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)軸光滑，無(wú)外力矩。由于角動(dòng)量守恒，回轉(zhuǎn)儀的轉(zhuǎn)軸方向?qū)⒐潭ú蛔儭Ｒ虼怂粡V泛地安裝在飛船、飛機(jī)、輪船導(dǎo)彈上，起導(dǎo)航的作用。1234第八章角動(dòng)量定理角動(dòng)量守恒與地球的四季第八章角動(dòng)量定理角動(dòng)量守恒與地球的四季由于地球自轉(zhuǎn)時(shí)，不受外力矩的作用，滿(mǎn)足角動(dòng)量守恒，其轉(zhuǎn)軸總是指向同一方向——北極星。地球還繞太陽(yáng)以一定軌道公轉(zhuǎn)，其自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軸方向不一致，自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)平面的垂線(xiàn)成23.50。由于地球自轉(zhuǎn)軸方向恒定不變，地球的北極有時(shí)偏向太陽(yáng)。六個(gè)月以后，它又偏離太陽(yáng)，故地球上出現(xiàn)明顯的四季。夏天，陽(yáng)光幾乎與北半球球面垂直，而冬天的陽(yáng)光傾斜厲害，故夏熱冬冷。第八章角動(dòng)量定理宇宙中天體運(yùn)動(dòng)遵守角動(dòng)量守恒在宇宙中天體間的作用是引力。引力是有心力，其力矩等于零。在宇宙中天體的運(yùn)動(dòng)都遵守角動(dòng)量守恒。第八章角動(dòng)量定理開(kāi)普勒第二定律

行星對(duì)太陽(yáng)的矢徑在相同的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等。開(kāi)普勒第二定律的實(shí)質(zhì)是角動(dòng)量守恒。第八章角動(dòng)量定理宇宙中角動(dòng)量守恒的表現(xiàn)

——渦旋的仙女座星云第八章角動(dòng)量定理宇宙中角動(dòng)量守恒的表現(xiàn)

——渦旋的星系m74第八章角動(dòng)量定理宇宙中角動(dòng)量守恒的表現(xiàn)

——渦旋的星云m33第八章角動(dòng)量定理§8-2角動(dòng)量守恒定律與空間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性8.2.1空間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性

8.2.2角動(dòng)量守恒與空間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性第八章角動(dòng)量定理角動(dòng)量守恒與空間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性用一套實(shí)驗(yàn)裝置做實(shí)驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)裝置旋轉(zhuǎn)某一角度，所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不會(huì)改變的，這就是空間的各向同性，或說(shuō)空間的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性。與空間各向同性相對(duì)應(yīng)的守恒定律是角動(dòng)量守恒定律，它也是自然界中的基本規(guī)律之一。

第八章角動(dòng)量定理思考題8-1、簡(jiǎn)述角動(dòng)量守恒定律，舉出你所觀(guān)察到的現(xiàn)象，并給以說(shuō)明。