27茹科夫斯基椅
一、演示目的定性观察合外力矩为零的条件下,物体系统的角动量守恒。
二、原理质点系绕定轴转动时,若其所受到的合外力矩为零,则质点系的角动量守恒,L=Jw=恒量。因为
内力矩不会影响质点系的角动量,若质点系在内力的作用下,质量分布发生变化,从而使绕定轴转动的转动惯量改变,则它的角速度将发生相应的改变以保持总角动量守恒。本实验的对象是手持哑铃坐在轮椅上的操作者,若哑铃位置改变,则操作者及轮椅系统的转动惯量改变,从而系统角速度随之改变。
三、装置茹科夫斯基椅
点击播放视频四、现象演示
1操作者坐在可绕竖直轴自由旋转的椅子上,手握哑铃,两臂平伸。2其他人推动转椅使转椅转动起来,然后操作者收缩双臂,可看到操作者和椅的转速显著加大。两臂再度平伸,转速复又减慢。可多次重复,直至停止。
f五、讨论与思考:
1操作者手持哑铃坐在转椅上伸缩手臂,可使转速随之而改变;花样滑冰转体动作随肢体的伸缩也在改变转速,试问这两种情况地面的支持力分别起什么作用?跳水运动员或体操运动员在空中改变形体是否可以使身体停止转动?
2在本实验中,坐在转椅上的操作者,哑铃和转椅所构成系统的总动能是否发生变化?
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