小時(shí)候你可能有一個(gè)疑問：為什么人走路時(shí)會(huì)握手？ 為什么走路平穩(wěn)的時(shí)候感覺那么別扭？ 一個(gè)常見的解釋是保持身體平衡。 這個(gè)解釋和不解釋沒有區(qū)別的答案總是正確的。 問題是揮桿者如何保持身體的平衡？ 事實(shí)證明，這一切就是我們大學(xué)生所熟悉的角動(dòng)量和動(dòng)量守恒的原因。 令人驚奇的是，事實(shí)證明動(dòng)量守恒可以解決非常復(fù)雜的問題，但卻用的是最簡單的方法。 讓我們仔細(xì)看看什么是角動(dòng)量以及什么是角動(dòng)量守恒。 我相信我們都會(huì)喜歡這個(gè)粒子。 以任意一條直線為參考軸。 假設(shè)所研究的粒子到該軸的距離為 如果粒子垂直于 r 方向的速度為 mv。 如果所研究的物體不是粒子，比如人，那么他的整個(gè)角動(dòng)量就是他身上所有粒子的角動(dòng)量之和。 它是角動(dòng)量。 可見，角動(dòng)量也是一個(gè)向量，但它也是兩個(gè)向量的乘積。 這就是我們常說的向量。 知道了什么是角動(dòng)量后，我們立即可以通過簡單的推導(dǎo)得出角動(dòng)量定理。 但前提是大家必須對(duì)這部分知識(shí)有一定程度的了解。 物體角動(dòng)量的變化率等于它所受到的外力矩（你應(yīng)該記住什么是力矩，它是一個(gè)有方向性的力）。 因此，如果沒有外部扭矩作用在系統(tǒng)上，則角動(dòng)量守恒。 這就是我們常說的角動(dòng)量守恒。 推導(dǎo)很簡單，但是我想它的使用卻不一定簡單，需要我們細(xì)心的掌握。
這種情況很常見，比如一個(gè)陀螺，為什么它不容易掉下來呢？ 選擇陀螺儀的旋轉(zhuǎn)軸作為參考軸，可以看出它不受外力矩的影響，因此其角動(dòng)量守恒。 理想情況下，它會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，但我們也知道這是不可能發(fā)生的。 稍微學(xué)過物理的人都知道動(dòng)量可以寫成mv，所以這是我們?cè)诮莿?dòng)量物理課上必須掌握的，所以作為一個(gè)理科生我們應(yīng)該知道它的重要性，我們也需要用它來解決很多問題，比如我們一開始提出的問題，人走路的時(shí)候?yàn)槭裁匆獡]手，這樣我們就可以用我們的物理知識(shí)來解決。 另外，我們還可以利用角動(dòng)量守恒來解決另一個(gè)我們感興趣的問題，那就是直升機(jī)的尾翼。 讓我們研究一下角動(dòng)量是如何影響行走的，然后我們就會(huì)知道我們的人體是如此的神秘，我們也可以默默地運(yùn)用這個(gè)定理。 我相信我們都明白我們是如何走路的。 現(xiàn)在我們可以想象我們?nèi)绾巫呗凡㈤_始做好工作。 我們選擇垂直于經(jīng)過者質(zhì)心和地面的直線作為參考軸。 當(dāng)右腳著地，左腳向前邁出時(shí)，左腳相對(duì)于軸線有向前的速度，而右腳相對(duì)于軸線有向后的速度。 假設(shè)我們的手不移動(dòng)，它們對(duì)身體的總角動(dòng)量沒有貢獻(xiàn)，因此身體有一個(gè)繞參考軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角動(dòng)量。 當(dāng)左腳踩地、右腳向前邁出時(shí)，人體有逆時(shí)針方向的角動(dòng)量。
注意，剛才物體的角動(dòng)量是順時(shí)針的，但現(xiàn)在變成了逆時(shí)針的。 根據(jù)角動(dòng)量定理，只要角動(dòng)量發(fā)生變化，就必然有力矩作用在系統(tǒng)上。 因此，腳底必須給身體一個(gè)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的力矩。 這是身體在行走時(shí)接收外部力矩的唯一方式。 但是動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用，由于人是勻速行走的（正常情況下，我們的行走可以看作勻速），所以如果我們把人看成一個(gè)整體，我們受到的合力一定是。 因此，這個(gè)扭矩必須由一對(duì)大小相等、方向相反的力產(chǎn)生，而這個(gè)力需要腳底與地面之間產(chǎn)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 不過一想到轉(zhuǎn)動(dòng)腳底摩擦地面就感覺不舒服。 我們的身體可能還沒有進(jìn)化出專門來做這種奇怪事情的肌肉。 總結(jié)一下：如果你不握手，腳底就必須經(jīng)歷一個(gè)非常尷尬的轉(zhuǎn)動(dòng)和摩擦動(dòng)作。 一般來說，人們走路時(shí)不會(huì)選擇后者，所以自然要靠握手來保持平衡。 當(dāng)我們承認(rèn)腳底不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)并摩擦地面時(shí)，人體就不存在外力矩，角動(dòng)量守恒，等于0。 換句話說，植根于潛意識(shí)的行走程序始終保持身體角動(dòng)量守恒。 基于此，我們很容易看出人類走路時(shí)應(yīng)該如何甩手：當(dāng)腿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)身體時(shí)，手必須逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)整個(gè)身體，即哪條腿向前移動(dòng)，兩邊的手都必須甩出。后退，使整體角動(dòng)量保持為零。 這是扔掉手牌的正常方式； 而如果手和腿向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，顯然不可能保持整體角動(dòng)量為零。 這樣走路的話，腳底又會(huì)感覺不舒服。
這就是走路和握手的全部秘密。 行走，看似簡單，其實(shí)是一個(gè)如此復(fù)雜的過程，但我們卻可以在如此復(fù)雜的過程中保持平衡。 這就是角動(dòng)量守恒的力量。 雖然過程很復(fù)雜，但是利用角動(dòng)量守恒就可以非常簡單地解決問題。 我想這就是為什么我們必須掌握它。 。 接下來我們看一下角動(dòng)量守恒在直升機(jī)尾部的應(yīng)用。 事實(shí)上，直升機(jī)的起飛也很大程度上依賴于角動(dòng)量守恒。 看來我們的角動(dòng)量守恒確實(shí)有很多用處。 看來我們一定要思考一下為什么直升機(jī)要配備尾翼。 看來直升機(jī)只需要一個(gè)大螺旋槳就可以提供升力。 不過不用擔(dān)心，通過分析角動(dòng)量守恒我們就能明白為什么需要尾巴了。 如果沒有尾翼，直升機(jī)系統(tǒng)是角動(dòng)量守恒的，因?yàn)槠痫w時(shí)角動(dòng)量為零，所以永遠(yuǎn)為零。 直升機(jī)的螺旋槳必須旋轉(zhuǎn)動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用，這意味著只有直升機(jī)的機(jī)身拼命向相反方向旋轉(zhuǎn)，才能保證總角動(dòng)量始終為零。 在沒有尾巴的情況下，這種反向旋轉(zhuǎn)是不可避免的。 為了阻止機(jī)身旋轉(zhuǎn)，必須打破角動(dòng)量守恒，這就需要外部扭矩。 尾巴就是用來做到這一點(diǎn)的。 受歡迎的數(shù)學(xué)家馬丁·加德納（ ）曾在他的著作《意外的懸掛》中提到過一件有趣的事情，那就是陀螺。 這是一種特殊的上衣。 當(dāng)它向下旋轉(zhuǎn)綠色時(shí)，由于不穩(wěn)定會(huì)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，向上旋轉(zhuǎn)綠色，然后穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。
不管翻轉(zhuǎn)的原因是什么，問題是：如果一開始讓他順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)后他會(huì)逆時(shí)針轉(zhuǎn)還是順時(shí)針轉(zhuǎn)？ 也許沒有接觸過角動(dòng)量概念的人會(huì)認(rèn)為它在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)橥勇菟坪醪豢赡芡Ｏ聛砣缓蟾淖兎较颉?如果直接看頂部，它似乎是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的。 但當(dāng)我們知道角動(dòng)量守恒的時(shí)候，我們就很容易判斷它仍然會(huì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 我們甚至不需要關(guān)心翻身的過程有多么復(fù)雜，就能得到答案。 這是利用守恒定律來研究問題的巨大好處之一。 在上面握手的例子中，我們使用了角動(dòng)量守恒。 我們就會(huì)知道角動(dòng)量守恒對(duì)我們有很大的幫助，但是我們也發(fā)現(xiàn)直升機(jī)的起飛打破了角動(dòng)量守恒。 看來角動(dòng)量守恒不一定會(huì)給我們帶來好處。 然后我們需要學(xué)習(xí)角動(dòng)量守恒。 只有更好地掌握角動(dòng)量守恒，才能將其應(yīng)用到實(shí)際中。 摘要：質(zhì)量守恒定律是初中化學(xué)教材中的重要理論之一。 它不僅是學(xué)習(xí)化學(xué)方程式的工具，也是歷屆中考的熱點(diǎn)。 所以掌握它的“要點(diǎn)”，抓住它的“本質(zhì)”，熟悉它的“題型”，對(duì)于今后的中考和高中化學(xué)的學(xué)習(xí)具有極其重要的意義。 關(guān)鍵詞：化學(xué)反應(yīng) 質(zhì)量守恒 變化應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)。 參與反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。 該定律稱為質(zhì)量守恒定律。 質(zhì)量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律之一。
質(zhì)量守恒定律是初中化學(xué)教材中的重要理論之一。 它不僅是學(xué)習(xí)化學(xué)方程式的工具，也是歷屆中考的熱門話題。 因此，了解和掌握質(zhì)量守恒定律對(duì)于初中化學(xué)的學(xué)習(xí)具有極其重要的意義。 1. 第1點(diǎn)：“化學(xué)反應(yīng)”。 任何化學(xué)反應(yīng)都必須遵循質(zhì)量守恒定律，因此該定律適用于化學(xué)變化，不適用于物理變化。 2. 第 2 點(diǎn)：“質(zhì)量守恒”。 定律中的“守恒”明確是指“質(zhì)量”守恒，而不是體積或其性質(zhì)守恒。 例：在一個(gè)反應(yīng)??中，當(dāng)o2的體積反應(yīng)完全時(shí)，產(chǎn)生2體積的h2o，且反應(yīng)前后其體積不守恒。 3.第3點(diǎn)：“參與反應(yīng)”。 定律明確規(guī)定“參與化學(xué)反應(yīng)的所有物質(zhì)的質(zhì)量之和”是指不參與反應(yīng)的反應(yīng)物的質(zhì)量無法計(jì)算，只能按過量反應(yīng)物處理。 例如：h2在o2中燃燒，2g氫與8g氧反應(yīng)生成多少克水？ 通過分析，我們發(fā)現(xiàn)氫氣過量，氧氣反應(yīng)完成，所以在計(jì)算生成多少克水時(shí)，我們選擇氧氣的質(zhì)量計(jì)算。 4. 第4點(diǎn)：“和”和“等于”。 該定律明確規(guī)定“參與化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量之和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量之和”。 因此，計(jì)算時(shí)反應(yīng)物和生成物都不能省略。 為什么化學(xué)反應(yīng)前后每種物質(zhì)的質(zhì)量總和保持不變？ 這是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)過程是參與化學(xué)反應(yīng)的原子重新結(jié)合生成新物質(zhì)的過程。 在此過程中，從宏觀和微觀角度看，有“六個(gè)不變”、“兩個(gè)變化”和“兩個(gè)可能變化”。
六常數(shù)宏觀反應(yīng)物和產(chǎn)物 反應(yīng)物和產(chǎn)物的總質(zhì)量不變 元素類型不變 元素質(zhì)量不變 微觀原子類型不變 原子數(shù)量不變 原子質(zhì)量不變 二宏觀可能發(fā)生的變化：化合價(jià)可能發(fā)生變化 微觀：分子總數(shù)可能發(fā)生變化 理解了上述質(zhì)量守恒定律的相關(guān)要點(diǎn)后，我們就必須將其應(yīng)用到實(shí)踐中。 中考和習(xí)題中常見的質(zhì)量守恒定律題有以下幾種形式： 蠟燭完全燃燒后，產(chǎn)生的水和二氧化碳的質(zhì)量之和等于蠟燭的質(zhì)量； b. 鎂帶在空氣中燃燒后，產(chǎn)物的質(zhì)量大于鎂的質(zhì)量。 皮帶的質(zhì)量增加 C. 高錳酸鉀熱分解后，剩余固體的質(zhì)量等于反應(yīng)物d的質(zhì)量。 粗鹽凈化實(shí)驗(yàn)表明，精鹽的質(zhì)量與濾紙上沙子的質(zhì)量之和等于溶解的粗鹽的質(zhì)量。 選項(xiàng)：忽略參與反應(yīng)的氧的質(zhì)量，故選項(xiàng)錯(cuò)誤； 選項(xiàng)b：氧化鎂的質(zhì)量相對(duì)于鎂的質(zhì)量增加，因?yàn)殒V的燃燒與空氣中氧氣的質(zhì)量結(jié)合，所以質(zhì)量增加； 選項(xiàng)c：高錳酸鉀受熱分解后，產(chǎn)生氧氣并逸出，因此殘余物的質(zhì)量應(yīng)小于原反應(yīng)物的質(zhì)量，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤； 選項(xiàng)d：這種變化是物理變化，不是化學(xué)變化，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤。 完全混合反應(yīng)后，有殘留物質(zhì)bg，則生成的o2質(zhì)量為(a.(ab-2)gb.(a-b+2)g c.(b-2)gd.(ab)g 【分析】根據(jù)定律內(nèi)容，反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，反應(yīng)前質(zhì)量為(a+2)g，反應(yīng)后剩余bg，相減得到o2的質(zhì)量。
答案 10 示例。 火箭推進(jìn)器含有液體物質(zhì)a.n2h4b.nh3 c.n2o4 d.no2原子，n通常寫在氮化物的化學(xué)式前面，那么化學(xué)式就是n2h4。 答案是 A. 將四種物質(zhì)置于密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測(cè)量反應(yīng)前后反應(yīng)物和產(chǎn)物的質(zhì)量，如下表所示： 物質(zhì)c必須是化合物，物質(zhì)d可以是單質(zhì)b。 反應(yīng)過程中物質(zhì)b與物質(zhì)d變化的質(zhì)量比為87:36 c。 反應(yīng)后密閉容器中a的質(zhì)量為19.7g d。 若物質(zhì)a與該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量之比為194:216，則反應(yīng)中a的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1:211 【分析】根據(jù)表中質(zhì)量確定反應(yīng)物的變化和產(chǎn)品。 質(zhì)量增加的產(chǎn)物是產(chǎn)物，則b和d是產(chǎn)物，質(zhì)量減少的產(chǎn)物是反應(yīng)物。