大學(xué)物理(上)期末復(fù)習(xí)課件

期末總復(fù)習(xí)(上)大學(xué)物理學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)大學(xué)物理學(xué)第一章

1.參考系：描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)用作參考的其它物體

2.位置矢量和位移一運(yùn)動(dòng)的描述運(yùn)動(dòng)方程位移注意:一般3.速度和速率速度速率4.加速度三.圓周運(yùn)動(dòng)

角速度

角加速度

速度

圓周運(yùn)動(dòng)加速度切向加速度法向加速度（指向圓心）（沿切線方向）MNUSTSHISHI·CHINA牛頓運(yùn)動(dòng)定律大學(xué)物理學(xué)第二章閩南理工學(xué)院2012·基礎(chǔ)部一牛頓運(yùn)動(dòng)定律第二定律：當(dāng)時(shí)，寫作第一定律：慣性和力的概念，慣性系的定義.物體具有保持原來靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性，除非外力迫使它改變。

第三定律：兩個(gè)物體間作用力和反作用力沿同一直線、大小相等、方向相反、分別作用在兩個(gè)物體上。

直角坐標(biāo)表達(dá)形式自然坐標(biāo)表達(dá)形式牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式一般的表達(dá)形式四應(yīng)用牛頓定律解題的基本思路一般解題步驟:明確問題中所求運(yùn)動(dòng)的物體；考察該物體所受的力和運(yùn)動(dòng)的參考系；分別畫出各質(zhì)點(diǎn)所受的力——示力圖；寫出動(dòng)力學(xué)方程；找出有關(guān)的幾何關(guān)系；研究對(duì)象確定坐標(biāo)受力分析力學(xué)方程運(yùn)動(dòng)聯(lián)系作必要的近似并求解。求解方程受力分析：利用第三定律，從接觸處找力！研究的是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)，只在慣性參考系成立；多體問題，用隔離法。重力!MNUSTSHISHI·CHINA動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律大學(xué)物理學(xué)第三章閩南理工學(xué)院2012·基礎(chǔ)部二.質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒定律質(zhì)點(diǎn)系所受合外力為零，系統(tǒng)總動(dòng)量守恒。即2.某一方向合外力為零，則該方向3.基本的普適定律.

說明：1.守恒條件：合外力為零，或外力內(nèi)力；三.功、功率功率是單位時(shí)間做的功功描述力的空間累積效應(yīng)四.動(dòng)能、動(dòng)能定理動(dòng)能動(dòng)能定理：合外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所作的功等于質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的增量。五.保守力、非保守力、勢(shì)能保守力：作功與路徑無關(guān)，僅決定于始末位置.非保守力：作功與路徑有關(guān).重力：彈性力：常見的幾種保守力：萬有引力：(大小)勢(shì)能

:與物體間相互作用及相對(duì)位置有關(guān)的能量.2、勢(shì)能是相對(duì)的，勢(shì)能大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)；1、勢(shì)能是狀態(tài)的單值函數(shù)；3、勢(shì)能是屬于系統(tǒng)的；

說明力學(xué)中常見的勢(shì)能彈性勢(shì)能引力勢(shì)能重力勢(shì)能五.功能原理、機(jī)械能守恒定律

質(zhì)點(diǎn)系的功能原理：

外力和非保守內(nèi)力作功之和等于質(zhì)點(diǎn)系機(jī)械能的增量.當(dāng)時(shí)，有

機(jī)械能守恒定律

只有保守內(nèi)力作功的情況下，質(zhì)點(diǎn)系的機(jī)械能保持不變.如圖，彈簧的一端固定在墻上，另一端連接物體A，當(dāng)把彈簧壓縮x1長度后，在物體A的后面再放置物體B，然后撤去外力。設(shè)物體A和B均放置在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為mA和mB，彈簧的勁度系數(shù)為k，求當(dāng)A和B剛分離時(shí)物體B的速度。解得

解：當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長時(shí)，A和B分開，此時(shí)兩物體具有相同的速度v。按機(jī)械能守恒

如圖，一木塊靜止在水平面上，另一個(gè)質(zhì)量相同的物體沿水平面以速度v0向前運(yùn)動(dòng)，與木塊發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后兩物體一起沿摩擦系數(shù)為μ的水平面滑動(dòng)，求兩物體滑動(dòng)的距離。

解：設(shè)兩物體的質(zhì)量均為m，按沿水平方向動(dòng)量守恒設(shè)滑動(dòng)的距離為s，按動(dòng)能定理即兩物體受摩檫力解得一.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)二.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律

剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的動(dòng)能定理三.剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)功和能力矩的功轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能重力勢(shì)能剛體的機(jī)械能守恒定律：只有保守內(nèi)力做功時(shí),1.求剛體轉(zhuǎn)動(dòng)某瞬間的角加速度，一般應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)定律求解。如質(zhì)點(diǎn)和剛體組成的系統(tǒng)，對(duì)質(zhì)點(diǎn)列牛頓運(yùn)動(dòng)方程，對(duì)剛體列轉(zhuǎn)動(dòng)定律方程，再列角量和線量的關(guān)聯(lián)方程，聯(lián)立求解.2.剛體與質(zhì)點(diǎn)的碰撞、打擊問題，在有心力場(chǎng)作用下繞力心轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)問題，考慮用角動(dòng)量守恒定律.另外：實(shí)際問題中常常有多個(gè)復(fù)雜過程，要分成幾個(gè)過程進(jìn)行分析，分別列出方程，進(jìn)行求解.3.在剛體所受的合外力矩不等于零時(shí)，比如木桿擺動(dòng)，受重力矩作用，一般應(yīng)用剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律求解。質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)描述的對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度加速度角速度角加速度質(zhì)量m轉(zhuǎn)動(dòng)慣量動(dòng)量角動(dòng)量力力矩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)照運(yùn)動(dòng)定律轉(zhuǎn)動(dòng)定律質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)量定理角動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定律角動(dòng)量守恒定律力的功力矩的功動(dòng)能轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能物體在外力矩的作用下，其角加速度能為零嗎？其角速度可以為零嗎？為什么？角加速度不能為零，因?yàn)?只要有外力矩作用，就一定會(huì)有角加速度。角速度可能為零。由角速度就為零。即使但只要2.如果剛體所受合外力矩為零，其合外力是否也一定為零，舉例說明？1.如果一個(gè)剛體所受合外力為零，其合外力矩是否也一定為零，舉例說明？不一定為零，如圖所示剛體所受合外力為零，但合外力矩為一個(gè)外力矩的二倍。不一定為零，如圖所示剛體所受合外力矩為零，但合外力為一個(gè)外力的二倍。圖1圖2如圖，長為l、質(zhì)量為m的均勻細(xì)棒，可繞通過棒中點(diǎn)O的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，右端連接質(zhì)量為m的小球，左端連接質(zhì)量為m/2

的小球。開始時(shí)，棒靜止于水平位置，然后繞轉(zhuǎn)軸自由下擺，求棒擺到豎直位置時(shí)的角速度。解：細(xì)棒、兩小球和地球系統(tǒng)，只有重力矩做功，按機(jī)械能守恒解得如圖，長為l、質(zhì)量為m的均勻細(xì)棒，左端可繞通過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，右端連接質(zhì)量也為m的小球。開始時(shí)，棒靜止于水平位置，然后自由下擺，求擺動(dòng)到豎直位置時(shí)棒的角速度。解得解：細(xì)棒、小球和地球系統(tǒng)，只有重力矩做功，機(jī)械能守恒。設(shè)豎直位置為重力勢(shì)能零點(diǎn)，則有如圖，長為l、質(zhì)量為m的均勻細(xì)棒，可繞通過棒中點(diǎn)O的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，右端連接質(zhì)量也為m的小球。開始時(shí)，棒靜止于水平位置，然后自由下擺，求當(dāng)細(xì)棒擺動(dòng)到豎直位置時(shí)的角速度。解：細(xì)棒、小球和地球系統(tǒng)，只有重力矩做功，機(jī)械能守恒。設(shè)豎直位置為重力勢(shì)能零點(diǎn)，則有解得MNUSTSHISHI·CHINA機(jī)械振動(dòng)大學(xué)物理學(xué)第五章閩南理工學(xué)院2012·基礎(chǔ)部4加速度與位移成正比而方向相反2簡諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)描述3簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)描述1物體受線性回復(fù)力作用平衡位置一簡諧運(yùn)動(dòng)的描述和特征5三個(gè)特征量：振幅A由初始條件決定；角頻率決定于振動(dòng)系統(tǒng)的性質(zhì)；初相由初始條件決定。彈簧振子單擺實(shí)例:三

簡諧運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)矢量表示法方法簡單、直觀,用于判斷簡諧運(yùn)動(dòng)的初相及相位，分析振動(dòng)的合成問題.o矢量在x軸上的投影四

簡諧運(yùn)動(dòng)能量圖4T2T43T能量若彈簧的勁度系數(shù)為k，簡諧振動(dòng)的振幅為A、圓頻率為ω，寫出彈簧振子到達(dá)平衡位置時(shí)的振動(dòng)速度、加速度和動(dòng)能的取值？速度最大：加速度為零：動(dòng)能最大：加強(qiáng)減弱五兩個(gè)同方向同頻率簡諧運(yùn)動(dòng)的合成1兩個(gè)同方向同頻率簡諧運(yùn)動(dòng)合成后仍為簡諧運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為0.01kg的物體做簡諧運(yùn)動(dòng)，振幅為0.08m，周期為4s，起始時(shí)物體在x=0.04m處、向x負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，求振動(dòng)的位移表達(dá)式。解：簡諧運(yùn)動(dòng)位移和速度的一般表達(dá)式分別為則位移方程為圓頻率又由即故取由初始條件得如圖，勁度系數(shù)k=0.72N·m-1的彈簧一端連接質(zhì)量m為20g的物體。把物體從平衡位置向右拉到x=0.05m處后由靜止釋放，求彈簧在光滑水平面上振動(dòng)的位移表達(dá)式。解：簡諧運(yùn)動(dòng)位移和速度的一般表達(dá)式分別為圓頻率由初始條件和得則位移表達(dá)式為質(zhì)量為0.1kg的物體，以的振幅做簡諧運(yùn)動(dòng)，其最大加速度為。求：1)振動(dòng)周期；2)物體在何處其動(dòng)能和勢(shì)能相等？設(shè)相位，則動(dòng)能和勢(shì)能分別為解：簡諧振動(dòng)加速度的一般表達(dá)式為動(dòng)能和勢(shì)能相等，即則MNUSTSHISHI·CHINA機(jī)械波大學(xué)物理學(xué)閩南理工學(xué)院2011·基礎(chǔ)部第六章一機(jī)械波的基本概念1機(jī)械波產(chǎn)生條件：1）波源；2）彈性介質(zhì).機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播形成波，波是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳播，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置處振動(dòng)。2描述波的幾個(gè)物理量

波長：一個(gè)完整波形的長度；

周期：波前進(jìn)一個(gè)波長的距離所需要的時(shí)間；

頻率：單位時(shí)間內(nèi)波動(dòng)所傳播的完整波的數(shù)目；

波速：某一相位在單位時(shí)間內(nèi)所傳播的距離。周期或頻率由波源的性質(zhì)決定；波速或相速由媒質(zhì)的性質(zhì)決定。2波函數(shù)的物理意義二平面簡諧波的波函數(shù)角波數(shù)：1波動(dòng)方程（波函數(shù)）三波動(dòng)的能量

1在波動(dòng)傳播的媒質(zhì)中，任一體積元的動(dòng)能和勢(shì)能同步地周期性變化，同時(shí)最大、同時(shí)最小,機(jī)械能不守恒。波動(dòng)是能量傳遞的一種方式。2平均能量密度：3平均能流密度（波強(qiáng)度）：

介質(zhì)中波陣面上的各點(diǎn)都可看作是發(fā)射子波的波源，而在其后的任意時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前。四惠更斯原理（作圖法）五波的疊加波程差若，則其它值波的干涉：

1相干條件同頻率： 兩列波的振動(dòng)頻率相同；同方向： 兩列波的振動(dòng)方向相互平行；相位差恒定： 兩列波的相位差恒定或相位相同。相鄰波腹(節(jié))間距

相鄰波腹和波節(jié)間距2駐波駐波能量的特點(diǎn)：

⑴各質(zhì)點(diǎn)達(dá)到最大位移時(shí)，動(dòng)能為零，勢(shì)能集中在波節(jié)附近；

⑵各質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置時(shí)，勢(shì)能為零，動(dòng)能集中在波腹附近；

⑶沒有能量向外傳播。

駐波方程波腹波節(jié)如圖，的波形沿方向傳播，經(jīng)后變成波形，試根據(jù)圖中給出的條件，求波函數(shù)的表達(dá)式。坐標(biāo)原點(diǎn)處振動(dòng)的位移和速度表達(dá)式為：解：由圖可知由圖可知坐標(biāo)原點(diǎn)處的初始條件為則原點(diǎn)的振動(dòng)方程為