题目
质点仅在有心力作用下运动,其动量 ,对力心的角动量 。(填“守恒”或“不守恒”)
质点仅在有心力作用下运动,其动量 ,对力心的角动量 。(填“守恒”或“不守恒”)
题目解答
答案
不守恒,守恒
解析
考查要点:本题主要考查有心力作用下质点的动量和角动量守恒条件的理解。
解题核心思路:
- 动量守恒的条件是系统所受合外力为零。有心力(如万有引力、库仑力)通常存在非零的力,因此动量一般不守恒。
- 角动量守恒的条件是合外力对力心的力矩为零。有心力的方向始终沿位置矢量 $\vec{r}$,导致力矩 $\vec{r} \times \vec{F} = 0$,因此角动量守恒。
破题关键点:
- 明确有心力的定义(力线恒过力心,方向与 $\vec{r}$ 同向)。
- 区分动量守恒与角动量守恒的条件差异。
动量守恒分析
质点仅受有心力作用时,所受合外力 $\vec{F}$ 不为零(例如引力或电场力)。根据动量定理:
$\Delta \vec{p} = \int \vec{F} \, dt$
若 $\vec{F} \neq 0$,则动量 $\vec{p}$ 随时间变化,动量不守恒。
角动量守恒分析
有心力的方向始终与位置矢量 $\vec{r}$ 同向,因此力矩为:
$\vec{\tau} = \vec{r} \times \vec{F} = 0$
根据角动量定理:
$\Delta \vec{L} = \int \vec{\tau} \, dt = 0$
故角动量守恒。