“自然坐标系”下的角动量定理及其应用

阐述在刚体的定点转动中,引入＂自然坐标系＂来分析,往往可以使问题变得更加简单,物理意义变得更加清晰,并且通过具体实例加以验证,最后通过对刚体定轴转动的分析,把刚体定轴转动的角动量定理与定点的角动量定理统一起来.     

一种多功能的角动量定理演示仪

介绍了一种用于课堂的多功能角动量定理演示仪,结构简单,操作方便,能演示出多种角动量定理相关实验,揭示刚体定点转动中深刻的物理规律,并采用在"自然坐标系"下的角动量定理对实验现象加以理论分析.     

刚体定点转动的欧拉定理

刚体定点转动是一个著名的力学问题．在Ｈ．Ｇｏｌｄｓｔｅｉｎ所著的《经典力学》一书中，有一段内容利用矩阵论和代数方程论论述了这个问题的欧拉定理［１］．本文在同一数学框架中讨论这个问题，而比文献［１］的论述显得简要；另外，还严格证明了描述刚体定点转动的转动（变换）矩阵的复特征值之幅角就是欧拉定理中的旋转角     

刚体定轴转动定律的一种推导

从现代物理的高度来看,能量、动量和角动量是描述物质运动和相互作用的更为基本的物理量,它们的守恒定律具有更为普遍、更为深刻的意义。本文拟以角动量定理导出刚体定轴转动定律。 因为刚体可看作由彼此间距离不发生变化的众多质点组成的质点系,所以刚体定轴转动的角动量是刚体上可看成质点的各质元定轴转动的角动量的总和。刚体定轴转动时,各质元绕     

刚体力学中守恒定律的教学难点研究

我们从事工科物理教学多年,在教学过程及历年的考试、测验中,我们发现,相当多的学生在学习刚体力学的守恒定律时掌握不好.特别是在处理物体与转动刚体碰撞的问题时,常发生一些严重的错误.主要表现为:混淆角动量(动量矩)与动量的概念;混淆角动量定理、角动量守恒定律与动量定理、动量守恒定律;混淆刚体的转动动能公式 E_k=     

小球与匀质细杆的碰撞——大学物理教学问题探讨

小球与细杆的碰撞问题是大学物理教学中刚体部分的一个难点问题。本文对小球与静止细杆的碰撞问题进行了分析计算,给出:通常情况下小球—细杆组成的系统所受合外力矩为零或近似为零,角动量守恒;如果细杆没有固定的光滑轴,小球与置于光滑水平面或是竖直放置的细杆碰撞时,动量或沿某一方向的动量分量守恒。如果细杆有固定光滑轴,则只有小球与细杆某一特定部位碰撞时某一方向的动量分量才有可能守恒;碰撞中如果恢复系数e≠1,动能不守恒,碰撞后小球可能继续向前运动,也可能被弹回或是停止运动。如果e=0,小球粘附于细杆之上和细杆一起绕固定轴或是小球—细杆系统的质心转动。     

转动刚体角动量的复杂关系——兼谈不同参考系选择的意义

一道貌似简单的刚性陀螺运动题,牵扯出大学物理教学中一个被忽略的问题——刚体同时绕相互垂直的轴旋转时角动量的计算.本文从一道题目的解答入手,阐述刚体(陀螺)旋转的角动量复杂关系,推导出简易、约束陀螺的正确角动量变换关系.同时讨论选择惯性参考系与非惯性参考系时对问题求解有不同难度的问题.     

关于角动量守恒定律的应用

本文结合实例阐述了怎样应用角动量定理和角动量守恒定律解决力学问题．指出角动量定理和角动量守恒定律只适用于惯性参照系和质心参照系．角动量守恒是对惯性参照系某一固定参考点而言的．但在没有外力的情况下，角动量守恒对于惯性参照系的任一固定参考点都是适用的．     

对称陀螺运动的简明分析方法

本文就对称则体的情况提出一种求解刚体定点运动（即对称陀螺运动）的新方法．即，用节线坐标系代替固定在刚体上的主轴坐标系作为角动量定理的投影坐标系；在重力陀螺运动的分析中，用等效势分析代替解三次方程．此法较之通行的解欧勒动力学方程的方法，在计算方面明显简化，且更具直观性．     

大学物理教材及教学应重视刚体定轴转动时角动量与角速度的方向关系

大学物理教材及教学在刚体定轴转动一章中,往往不太重视刚体总角动量与角速度的关系,而只关注于沿轴向的角动量,有时甚至出现L=Jω这种容易误解的表述形式.实际上,一般情况下刚体定轴转动时的角动量与角速度方向不相同,且刚体匀速转动时受变外力矩作用.本文首先从理论层面上给出角动量与角速度方向不一致的一般性证明,并给出方向相同的两种特殊情况,其次用一个实例阐述刚体定轴转动时,刚体轴受到垂直于轴向的变力矩作用,最后将特例所得结论推广至一般刚体定轴转动,从而阐明重视两者方向关系的必要性.     

刚体运动三维可视化模拟和复摆相关问题探讨

本文应用刚体定轴转动定律和角动量定理,结合VPython软件,首先模拟刚体的定轴转动,例如匀质圆柱体在不同力矩作用下的转动,直观地显示刚体运动轨迹以及角位移、角速度等物理量随时间的变化关系,以及重力矩作用下的刚体能量守恒等,使刚体运动过程实现可视化.有趣的是,本文还研究了刚体的平面平行运动(平动加转动)以及刚体的振动,模拟了大角度下刚体摆动时出现的混沌状态.可视化模拟深化了对课本知识的理解.     

不同惯性系中的力学规律

由力学相对性原理可知，在不同惯性系中，一切力学规律（如牛顿运动定律、动量定理、动量守恒定理、角动量定理等）的形式都相同，但在一个惯性系中机械能（或角动量）守恒，在另一惯性系中观察机械能（或角动量）却不一定守恒。     

关于光子角动量问题的来信

关于光子角动量问题的来信一编辑同志：光子角动量作为学术问题，早在３０年代已陆续得到解决［１］．然而，国内外一些教材对此问题常常叙述得不准确或不完全．《大学物理》１９９６年第１期陈印椿“光子的动量矩”［２］一文对光子角动量中轨道矩和自旋的不可区分这个原...     

刚体定点运动时角速度与角动量的关系

本文讨论了刚体作定点运动时,如何选择转动瞬轴和确定角速度,并找寻它们与角动量的关系.根据刚体相对不同瞬时转轴的不同运动状态,利用相应的刚体运动的基本定律,即可解决一些刚体作定点运动的问题.     

刚体变轴转动中的角动量守恒

角动量守恒定理通常是相对固定转轴而言,对于某些变轴转动的问题(如下文例题),可用冲量矩定理及质心运动定理解答[1],但用角动量守恒定理解答更为简明.因为在变轴过程中,如果冲力作用在新的转轴上,则相对于新的转轴来说,冲力矩为零.因此,相对于新的转轴,变轴前后系统的角动量守恒.问题是:变轴前系统实际上绕原固定轴转动,那么它相对于新固定转轴的角动量怎样计算呢?这要用到下面的一个命题.     

质点角动量定理的一个基本性质

质点角动量定理所含的三个标量方程中只有两个是独立的，本文指出了质点角动量定理这一基本性质。     

定性演示刚体绕定轴转动时角动量守恒

定性演示刚体绕定轴转动时角动量守恒张双明，陈荣福（天津理工学院）在一般普物教科书中，验证刚体绕定轴转动时角动量守恒，一般采用人持哑铃站或坐在转凳上，通过展臂、收臂演示转动时角动量守恒规律Ｉω＝恒量，我们认为，这一实验不仅装置沉重、不便携带，而更主要的...     

刚体角动量的定义和定义状态量的原则

从圆周运动质点的角动量出发,分析了定轴转动刚体角动量定义的合理性和惟一性;阐述定义状态量的原则;给出一种推导转动定律的方法;阐明把定轴转动刚体作为特殊质点系的逻辑一致性．     

关于对固定轴的动量矩定理的一个注记

关于对固定轴的动量矩定理的一个注记湖南大学沈抗存不少教材在由刚体绕定轴的转动定理Ｍ—Ｉｇ得出刚体绕定轴的动量矩定理Ｍｄｔ—ｄ（Ｉ叫一ｄＬ（ｌ）之后指出，虽然（１）式是针对转动惯量Ｉ不变的定轴转动的刚体推导出来的，但它对于某些非刚体仍然成立．那末，究竟...     

对质点动量定理与角动量定理等价性的探讨

论证了质点动量定理与质点对某一固定点的角动量定理并不等价，但它与质点对任意固定点的角动量定理等价的。