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《大学物理I 》作业 No.03 角动量 角动量守恒定律 （A 卷）班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、选择题[ ]1、一质点沿直线做匀速率运动时，(A) 其动量一定守恒，角动量一定为零。
(B) 其动量一定守恒，角动量不一定为零。
(C) 其动量不一定守恒，角动量一定为零。
(D) 其动量不一定守恒，角动量不一定为零。
答案：B答案解析：质点作匀速直线运动，很显然运动过程中其速度不变，动量不变，即动量守恒；根据角动量的定义v m r L⨯=，质点的角动量因参考点（轴）而异。
本题中，只要参考点（轴）位于质点运动轨迹上，质点对其的角动量即为零，其余位置均不会为零。
故(B)是正确答案。
[ ]2. 两个均质圆盘A 和B 密度分别为A ρ和B ρ，若A ρ>B ρ，两圆盘质量与厚度相同，如两盘对通过盘心且垂直于盘面的轴的转动惯量各为A J 和B J ，则 (A) A J >B J(B) B J >A J(C) A J ＝B J(D) A J 、B J 哪个大，不能确定答案：B答案解析：设A 、B 联盘厚度为d ，半径分别为A R 和B R ，由题意，二者质量相等，即B B A A d R d R ρπρπ22=因为B A ρρ>，所以22B A R R <，由转动惯量221mR J =，则B A J J <。
[ ]3．对于绕定轴转动的刚体，如果它的角速度很大，则 (A) 作用在刚体上的力一定很大 (B) 作用在刚体上的外力矩一定很大(C) 作用在刚体上的力和力矩都很大 (D) 难以判断外力和力矩的大小答案：D 答案解析：由刚体质心运动定律和刚体定轴转动定律知：物体所受的合外力和合外力矩只影响物体运动的加速度和角加速度，因此无法通过刚体运动的角速度来判断外力矩的大小，正如无法通过速度来判断物体所受外力的大小一样。
物理三大守恒定律公式物理学是一门研究自然界中各种现象的科学，它是自然科学中最基础、最根本的一门学科。
在物理学中，有三个重要的守恒定律，它们分别是能量守恒定律、动量守恒定律和角动量守恒定律。
这三个守恒定律是物理学研究中的基础，也是我们理解自然界中各种现象的重要工具。
下面，我们将详细介绍这三大守恒定律公式。
一、能量守恒定律公式能量守恒定律是物理学中最基本的守恒定律之一，它表明在一个封闭系统中，能量总量保持不变。
这个定律可以用一个简单的公式来表示：E1 + Q = E2其中，E1是系统的初始能量，E2是系统的最终能量，Q是系统吸收或放出的热量。
这个公式的意义在于，系统中的能量总量不会因为内部的能量转化或热量的吸收或放出而改变。
这个定律可以应用于各种物理现象的研究，如机械能守恒、热力学过程、电磁能守恒等。
二、动量守恒定律公式动量守恒定律是物理学中另一个重要的守恒定律，它表明在一个封闭系统中，物体的总动量保持不变。
这个定律可以用一个简单的公式来表示：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'其中，m1和m2分别是两个物体的质量，v1和v2是它们的初始速度，v1'和v2'是它们的最终速度。
这个公式的意义在于，系统中的物体总动量不会因为内部的碰撞或运动而改变。
这个定律可以应用于各种物理现象的研究，如弹性碰撞、非弹性碰撞、质点运动等。
三、角动量守恒定律公式角动量守恒定律是物理学中最后一个重要的守恒定律，它表明在一个封闭系统中，物体的总角动量保持不变。
这个定律可以用一个简单的公式来表示：L1 + L2 = L1' + L2'其中，L1和L2分别是两个物体的角动量，L1'和L2'是它们的最终角动量。
这个公式的意义在于，系统中的物体总角动量不会因为内部的转动或运动而改变。
这个定律可以应用于各种物理现象的研究，如刚体转动、自转、公转等。
总结物理学中的三大守恒定律——能量守恒定律、动量守恒定律和角动量守恒定律，是我们理解自然界中各种现象的重要工具。
量子力学中的角动量与角动量守恒量子力学是研究微观世界中粒子行为的物理学分支，而角动量是量子力学中的一个重要概念。
本文将探讨量子力学中的角动量以及守恒性质。
一、角动量的定义与性质角动量是描述物体旋转状态的物理量，它与物体的几何形状和运动方式密切相关。
在经典物理中，角动量可以通过物体的质量、位置矢量和速度矢量的叉积来定义。
然而，在量子力学中，由于粒子具有波粒二象性，角动量的定义与经典物理有所不同。
在量子力学中，角动量有两个关键属性：大小和方向。
大小由量子数j表示，而方向由量子数m表示。
这些量子数与角动量算符的本征值有关，通过测量可以得到具体的角动量数值。
二、角动量算符与本征态角动量算符在量子力学中具有重要的地位，它们分别表示对应的角动量分量在三个空间方向上的操作。
常见的角动量算符包括轨道角动量算符L和自旋角动量算符S。
通过对角动量算符的本征态进行测量，可以得到具体的角动量值。
这些本征态通常用球谐函数表示，并具有特定的角动量量子数。
例如，对于轨道角动量算符，其本征矢量即球谐函数Y_lm，其中l表示轨道量子数，m表示磁量子数。
三、角动量守恒定律在量子力学中，角动量守恒是一项重要的基本定律。
它意味着，在一个封闭系统中，角动量的总和在时间上保持不变。
这一定律的重要性在于它对微观粒子行为的限制，以及对物理现象解释的影响。
角动量守恒包括轨道角动量守恒和自旋角动量守恒。
轨道角动量守恒指的是在一个封闭系统中，轨道角动量的总和保持不变。
自旋角动量守恒则指的是系统中粒子的自旋角动量总和保持不变。
四、应用与实验验证角动量的概念和守恒性质在量子力学的各个领域都有广泛的应用。
例如，在原子物理中，轨道角动量和自旋角动量的守恒性质对于描述原子光谱、电子结构和化学键的性质至关重要。
实验证实了角动量守恒的重要性。
通过实验观测到的自旋和轨道角动量的守恒，科学家们验证了量子力学的正确性，并为进一步研究微观世界的行为提供了重要的基础。
结论量子力学中的角动量与角动量守恒是研究微观世界行为的重要概念和定律。
角动量定理和角动量守恒定律
角动量定理和角动量守恒定律是描述刚体运动时的两个基本定律。
下面进行简单的介绍：
1. 角动量定理
角动量定理是描述角动量变化的定律。
它表示为：物体所受外力矩等于物体角动量对时间的变化率。
即
I*ω= ΔL/Δt
其中，I 为物体的转动惯量，ω为物体的角速度，L 为物体的角动量。
这个定理表明了一个物体的角动量发生变化时，必定受到了外部的力矩作用，即力矩等于角动量的变化率。
2. 角动量守恒定律
角动量守恒定律是描述角动量不变的定律，即如果没有外部力矩作用，系统的总角动量保持不变。
即：
L = L0
其中，L 为系统的总角动量，L0 为系统在某一时刻的总角动量。
这个定律表明，如果没有外部力矩作用，那么系统的总角动量保持不变。
如果一个物体在自由运动时，角动量发生变化，那么它将会改变自身的旋转状态（比如转速、方向等）。
总之，角动量定理和角动量守恒定律是描述刚体运动和角动量变化的基本定理，可以帮助我们更好地理解物体的运动和变化规律。
动量守恒三大定理动量守恒是物理学中的一个基本定律，它描述了一个物体的动能、速度和质量在运动中的变化。
这个定律非常重要，因为它可以让我们更好地理解物理问题并作出正确的预测。
动量守恒包括三个定理，下面将分别进行介绍。
一、质心动量守恒定理质心动量守恒定理指的是，在孤立系统中，系统的质心动量总是守恒不变的。
所谓孤立系统，就是指系统内部没有与外界发生能量交换和质量交换的情况。
举个例子，一架宇宙飞船在太空中飞行，不受到外力的作用，那么它的质心动量就是守恒的。
质心动量守恒定理是物理学的基础之一，因为它可以让我们更好地理解物理系统的运动情况。
在宇宙空间中，质心动量守恒定理被广泛应用于星际尘埃、彗星和行星的研究中。
在地球上，它也是描述汽车、火车和飞机运动的基础。
二、角动量守恒定理角动量守恒定理指的是，在孤立系统中，系统总的角动量守恒不变。
所谓角动量，就是物体围绕着某个固定的点旋转时的动量。
例如，一个旋转的陀螺，在旋转的过程中具有角动量。
在日常生活中，我们经常可以看到这个定理的应用。
例如，一个冰滑道上的溜冰运动员双臂伸开自转，“安静”的旋转中让身体内部的能量完全转化为旋转能量的同时增加角动量。
同样地，在双人滑比赛中，运动员通过旋转身体的方式，可以更好地控制身体的角动量，从而达到更好的竞技效果。
三、动量守恒定理动量守恒定理是最重要的定理之一，它指的是，如果物体在自由运动过程中，没有受到外力的作用，那么它的动量就是守恒的。
换句话说，如果一个物体在没有受到外部作用力的情况下运动，那么它的动量将保持不变。
动量守恒定理广泛应用于各个领域，例如：机械、光学、量子力学、天文学以及地球物理学等。
例如，物体在自由落体过程中，它的动量就是守恒的；在弹性碰撞中，被击中物体的动量和击打物体的动量分别守恒；在任意物体运动的过程中，如果不受到外力的作用，那么它的动量总是保持不变的。
总之，动量守恒三大定理是物理学中的重要定理，它们可以帮助我们更好地理解不同领域的物理问题，从而做出正确的预测。
