大學物理上期末復習課件

大學物理（上）

期末復習2016.06大學物理（上）

期末復習1

1.參考系：描述物體運動時用作參考的其它物體或物體系，以及一套同步的鐘.

2.位矢和位移第一章質點運動學

運動方程

位移注意:一般3.速度和速率

速度

速率（速度合成）1.參考系：描述物體運動時用作參考的其它物體或23.加速度

任意曲線運動都可以視為沿x，y，z軸的三個各自獨立的直線運動的疊加（矢量加法）.——運動的獨立性原理或運動疊加原理.4.勻加速運動常矢量初始條件:3.加速度任意曲線運動都可以視為沿x，y，z軸3

勻加速直線運動

拋體運動5.圓周運動

角速度

角加速度

速度勻加速直線運動拋體運動5.圓周運動角速4

圓周運動加速度切向加速度法向加速度（指向圓心）（沿切線方向）

力學的相對性原理:

動力學定律在一切慣性系中都具有相同的數(shù)學形式.6.相對運動

伽利略速度變換圓周運動加速度切向加速度法向加速度（指向圓心）（沿切51

牛頓運動定律第一定律：慣性和力的概念，慣性系的定義.第二定律：當時，寫作第三定律力的疊加原理第二章質點動力學1牛頓運動定律第一定律：慣性和力的概念，慣性系的定義.第6直角坐標表達形式自然坐標表達形式牛頓第二定律的數(shù)學表達式一般的表達形式直角坐標表達形式自然坐標表達形式牛頓第二定律的數(shù)學表達式一般7（1）萬有引力重力2

幾種常見的力(3）摩擦力滑動摩擦力靜摩擦力（2）彈性力： 彈簧彈力（張力、正壓力和支持力）（1）萬有引力重力2幾種常見的力(3）摩擦力（2）彈性力8

1）確定研究對象，幾個物體連在一起需作隔離體，把內力視為外力；

2）受力分析：畫受力圖；分析時通常按照①重力、②彈力、③摩擦力的順序畫受力圖。3）分析研究對象的運動過程，確定其對于選定的參考系的加速度。4）建立坐標系，列方程求解；(用分量式)5）先用文字符號求解，后代入數(shù)據(jù)計算結果.3應用牛頓定律解題的基本思路1）確定研究對象，幾個物體連在一起需作隔離體，把內力94.動量、沖量、動量定理——機械運動的量度質點的動量力的沖量

——力對時間的累計

質點的動量定理：質點所受合外力的沖量等于質點在此時間內動量的增量。

質點系的動量定理：系統(tǒng)所受合外力的沖量等于系統(tǒng)動量的增量。4.動量、沖量、動量定理——機械運動的量度質點的動量力的沖105.質點系動量守恒定律質點系所受合外力為零，系統(tǒng)總動量守恒。即2.某一方向合外力為零，則該方向3.只適用于慣性系；4.比牛頓定律更普遍的最基本的定律.

說明：1.守恒條件：合外力為零，或外力內力；5.質點系動量守恒定律質點系所受合外力為零，系統(tǒng)總動量守恒116.功、功率功率反映力做功快慢功描述力的空間累積效應7.動能、動能定理動能

動能定理：合外力對質點所作的功等于質點動能的增量。適用于慣性系。6.功、功率功率反映力做功快慢功描述力的空間累積效應7.128.萬有引力、重力、彈性力作功的特點萬有引力作功質點m從點A沿任何路徑運動到點B。萬有引力作功重力作功質點m從點A沿任何路徑運動到點B。重力作功（3）彈性力作功彈簧由x1伸長到x2，彈性力作功8.萬有引力、重力、彈性力作功的特點萬有引力作功重力作功（3139.保守力、非保守力、勢能

保守力：力所作的功與路徑無關，僅決定于相互作用質點的始末相對位置.非保守力：力所作的功與路徑有關.

勢能

:與物體間相互作用及相對位置有關的能量.2、勢能具有相對性，勢能大小與勢能零點的選取有關；1、勢能是狀態(tài)函數(shù)；3、勢能是屬于系統(tǒng)的；

說明9.保守力、非保守力、勢能保守力：力所作1411.力學中常見的勢能為將物體（質點系）從勢能零點移到相應位置時保守力所作的功的大小。彈性勢能引力勢能重力勢能保守力作功等于物體勢能增量的負值：11.力學中常見的勢能為將物體（質點系）從勢能零點移到相應1512.功能原理、機械能守恒定律

質點系的功能原理：

質點系機械能的增量等于外力和非保守內力作功之和.系統(tǒng)內力包含保守力與非保守力系統(tǒng)末機械能：系統(tǒng)初機械能：12.功能原理、機械能守恒定律質點系的功能原理：16

機械能守恒定律

只有保守內力作功的情況下，質點系的機械能保持不變.也可表達為從動能勢能轉化的觀點機械能守恒定律只有保守內力作功的情況下17完全彈性碰撞，完全非彈性碰撞兩物體在碰撞過程中，它們之間的相互作用內力較之其它物體對它們的作用的外力要大的多。因此，忽略外力的作用，可認為它們的總動量守恒。如果在碰撞過程中，兩物體的動能之和完全沒有損失，則稱為完全彈性碰撞。如果在碰撞過程中，兩物體以同一速度運動，則稱為完全非彈性碰撞。兩物體碰撞，如果在碰撞過程中，兩物體的機械能之和發(fā)生損失，轉化為其它形式的能量，則稱為非彈性碰撞。完全彈性碰撞，完全非彈性碰撞181.剛體的定軸轉動勻變速轉動2.力矩

第四章剛體轉動用矢量方法表示力矩（右手螺旋）：若M＞0，表示合力矩的方向沿轉軸正向；

M＜0，則表示合力矩的方向與轉軸正向相反。1.剛體的定軸轉動勻變速轉動2.力193.剛體的定軸轉動定律

剛體定軸轉動的角加速度與它所受的合外力矩成正比，與剛體的轉動慣量成反比.

剛體轉動慣量剛體上的質點是連續(xù)分布典型的幾種形狀的剛體的轉動慣量質點對于固定轉軸，圓盤以其中心為轉軸輕桿轉軸在桿中間，以及在桿的一端3.剛體的定軸轉動定律20

質點角動量（相對圓心）（圓運動）

剛體定軸轉動的角動量4、角動量5.剛體定軸轉動的角動量定理和角動量守恒定律

角動量定理：，則若

角動量守恒定律質點角動量（相對圓心）（圓運動）剛體定軸轉動的角動量421

剛體定軸轉動的動能定理6.剛體定軸轉動功和能

力矩的功

轉動動能

重力勢能

剛體的機械能守恒定律：若只有保守力做功時,則（幾何中心點）剛體定軸轉動的動能定理6.剛體定軸轉動功和能221）

求剛體轉動某瞬間的角加速度，一般應用轉動定律求解。如質點和剛體組成的系統(tǒng)，對質點列牛頓運動方程，對剛體列轉動定律方程，再列角量和線量的關聯(lián)方程，聯(lián)立求解.2）

剛體與質點的碰撞、打擊問題，在有心力場作用下繞力心轉動的質點問題，考慮用角動量守恒定律.

另外：實際問題中常常有多個復雜過程，要分成幾個階段進行分析，分別列出方程，進行求解.3）

在剛體所受的合外力矩不等于零時，比如木桿擺動，受重力矩作用，一般應用剛體的轉動動能定理或機械能守恒定律求解。7.常見題型1）求剛體轉動某瞬間的角加速度，一般應用轉23

①確定研究對象（認定一個剛體，注意軸位置，并由此確定剛體的轉動慣量）②受力分析（正確計算力對轉軸的力矩，注意正負）③列方程求解(平動物體列牛頓定律方程，轉動剛體列轉動定律方程，角量與線量關系方程)。8.定軸轉動的動力學問題

解題基本步驟

①此類問題通常滿足角動量守恒定律②明確計算質點所受的力矩和質點角動量所采用的定點的位置以及剛體所繞的轉軸。③判斷是否滿足機械能守恒，確定系統(tǒng)中質點始末兩態(tài)的動能和勢能，考慮系統(tǒng)整體的動能變化量和勢能變化量大小相等9.

剛體參與的系統(tǒng)碰撞問題

解題基本步驟①確定研究對象（認定一個剛體，注意軸位置，并24質點運動與剛體定軸轉動描述的對照質點的平動剛體的定軸轉動速度加速度角速度角加速度質量m轉動慣量動量角動量力力矩質點運動與剛體定軸轉動描述的對照質點的平動剛體的定軸轉動速度25質點運動規(guī)律與剛體定軸轉動的規(guī)律對照運動定律轉動定律質點的平動剛體的定軸轉動動量定理角動量定理動量守恒定律角動量守恒定律力的功力矩的功動能轉動動能質點運動規(guī)律與剛體定軸轉動的規(guī)律對照運動定律轉動定律質點的平26質點運動規(guī)律與剛體定軸轉動的規(guī)律對照質點的平動剛體的定軸轉動動能定理動能定理重力勢能重力勢能機械能守恒只有保守力作功時機械能守恒只有保守力作功時質點運動規(guī)律與剛體定軸轉動的規(guī)律對照質點的平動剛體的定軸轉動27第四章機械振動速度與加速度1

簡諧運動的運動學描述初相位決定于初始時刻的選擇，應用旋轉矢量法判斷對于彈簧振子第四章機械振動速度與加速度1簡諧運動的運動學描述對于彈283.相位

相位在內變化初相位

描述質點初始時刻的運動狀態(tài).相差為整數(shù)

質點運動狀態(tài)全同(取或)2.幾個物理量之間的關系3.相位相位在內變化初相位294.旋轉矢量法（通常用來找初相位）4.旋轉矢量法（通常用來找初相位）305.簡諧振動的能量5.簡諧振動的能量316.兩個同方向同頻率簡諧運動的合成兩個同方向同頻率簡諧運動合成后仍為簡諧運動加強減弱振動合成加強和減弱的條件6.兩個同方向同頻率簡諧運動的合成兩個同方向同頻率簡諧運321平面簡諧波的波函數(shù)（兩種表達，注意傳播方向）.2

描述波的幾個物理量（記住相互計算關系）

波長：一個完整波形的長度.

周期：波前進一個波長的距離所需要的時間.

頻率：單位時間內波動所傳播的完整波的數(shù)目.

波速：某一相位在單位時間內所傳播的距離.第五章機械波1平面簡諧波的波函數(shù)（兩種表達，注意傳播方向）.2描33波程差若則振動始終減弱振動始終加強其他條件3波的疊加原理波程差若則振動始終減弱振動34a.分子數(shù)密度b.分子質量c.質量密度d.物質的量1.幾個概念和物理量1）

系統(tǒng)和外界、宏觀和微觀2）

平衡態(tài):在不受外界影響的條件下,一個系統(tǒng)的宏觀性質不隨時間改變的狀態(tài).3）

熱力學第零定律:如果系統(tǒng)A和系統(tǒng)B分別都與系統(tǒng)C的同一狀態(tài)處于熱平衡,那么A和B接觸時,它們也必定處于熱平衡.第七章分子動理論a.分子數(shù)密度b.分子質量c.質量密度d.352）

理想氣體壓強的微觀公式3）

溫度的統(tǒng)計意義2.三個公式1）

理想氣體狀態(tài)方程（平衡態(tài)）2）理想氣體壓強的微觀公式3）溫度的統(tǒng)計意義2.364三種統(tǒng)計速率最概然速率

方均根速率

平均速率3.速率分布和麥克斯韋速率分布律4三種統(tǒng)計速率最概然速率方均根速率平均速率3.375.能量均分定理

氣體處于平衡態(tài)時，分子任何一個自由度的平均能量都相等，均為.

理想氣體的內能單原子分子

303雙原子分子325多原子分子336分子自由度平動轉動總剛性分子能量自由度5.能量均分定理氣體處于平衡態(tài)時，分子任38五.平均碰撞頻率和平均自由程五.平均碰撞頻率和平均自由程391.熱力學第一定律系統(tǒng)從外界吸收的熱量，一部分使系統(tǒng)的內能增加，5另一部分使系統(tǒng)對外界做功.Q=E2-E1+W（注意：各物理量正負符號的規(guī)定）內能是狀態(tài)量

E=E(T)

3.理想氣體的內能：2.準靜態(tài)過程功的計算（功是過程量）第八章熱力學基礎1.熱力學第一定律系統(tǒng)從外界吸收的熱40等體等壓等溫絕熱過程過程特點過程方程熱一律內能變化摩爾熱容等體等壓41大學物理（上）

期末復習2016.06大學物理（上）

期末復習42

1.參考系：描述物體運動時用作參考的其它物體或物體系，以及一套同步的鐘.

2.位矢和位移第一章質點運動學

運動方程

位移注意:一般3.速度和速率

速度

速率（速度合成）1.參考系：描述物體運動時用作參考的其它物體或433.加速度

任意曲線運動都可以視為沿x，y，z軸的三個各自獨立的直線運動的疊加（矢量加法）.——運動的獨立性原理或運動疊加原理.4.勻加速運動常矢量初始條件:3.加速度任意曲線運動都可以視為沿x，y，z軸44

勻加速直線運動

拋體運動5.圓周運動

角速度

角加速度

速度勻加速直線運動拋體運動5.圓周運動角速45

圓周運動加速度切向加速度法向加速度（指向圓心）（沿切線方向）

力學的相對性原理:

動力學定律在一切慣性系中都具有相同的數(shù)學形式.6.相對運動

伽利略速度變換圓周運動加速度切向加速度法向加速度（指向圓心）（沿切461

牛頓運動定律第一定律：慣性和力的概念，慣性系的定義.第二定律：當時，寫作第三定律力的疊加原理第二章質點動力學1牛頓運動定律第一定律：慣性和力的概念，慣性系的定義.第47直角坐標表達形式自然坐標表達形式牛頓第二定律的數(shù)學表達式一般的表達形式直角坐標表達形式自然坐標表達形式牛頓第二定律的數(shù)學表達式一般48（1）萬有引力重力2

幾種常見的力(3）摩擦力滑動摩擦力靜摩擦力（2）彈性力： 彈簧彈力（張力、正壓力和支持力）（1）萬有引力重力2幾種常見的力(3）摩擦力（2）彈性力49

1）確定研究對象，幾個物體連在一起需作隔離體，把內力視為外力；

2）受力分析：畫受力圖；分析時通常按照①重力、②彈力、③摩擦力的順序畫受力圖。3）分析研究對象的運動過程，確定其對于選定的參考系的加速度。4）建立坐標系，列方程求解；(用分量式)5）先用文字符號求解，后代入數(shù)據(jù)計算結果.3應用牛頓定律解題的基本思路1）確定研究對象，幾個物體連在一起需作隔離體，把內力504.動量、沖量、動量定理——機械運動的量度質點的動量力的沖量

——力對時間的累計

質點的動量定理：質點所受合外力的沖量等于質點在此時間內動量的增量。

質點系的動量定理：系統(tǒng)所受合外力的沖量等于系統(tǒng)動量的增量。4.動量、沖量、動量定理——機械運動的量度質點的動量力的沖515.質點系動量守恒定律質點系所受合外力為零，系統(tǒng)總動量守恒。即2.某一方向合外力為零，則該方向3.只適用于慣性系；4.比牛頓定律更普遍的最基本的定律.

說明：1.守恒條件：合外力為零，或外力內力；5.質點系動量守恒定律質點系所受合外力為零，系統(tǒng)總動量守恒526.功、功率功率反映力做功快慢功描述力的空間累積效應7.動能、動能定理動能

動能定理：合外力對質點所作的功等于質點動能的增量。適用于慣性系。6.功、功率功率反映力做功快慢功描述力的空間累積效應7.538.萬有引力、重力、彈性力作功的特點萬有引力作功質點m從點A沿任何路徑運動到點B。萬有引力作功重力作功質點m從點A沿任何路徑運動到點B。重力作功（3）彈性力作功彈簧由x1伸長到x2，彈性力作功8.萬有引力、重力、彈性力作功的特點萬有引力作功重力作功（3549.保守力、非保守力、勢能

保守力：力所作的功與路徑無關，僅決定于相互作用質點的始末相對位置.非保守力：力所作的功與路徑有關.

勢能

:與物體間相互作用及相對位置有關的能量.2、勢能具有相對性，勢能大小與勢能零點的選取有關；1、勢能是狀態(tài)函數(shù)；3、勢能是屬于系統(tǒng)的；

說明9.保守力、非保守力、勢能保守力：力所作5511.力學中常見的勢能為將物體（質點系）從勢能零點移到相應位置時保守力所作的功的大小。彈性勢能引力勢能重力勢能保守力作功等于物體勢能增量的負值：11.力學中常見的勢能為將物體（質點系）從勢能零點移到相應5612.功能原理、機械能守恒定律

質點系的功能原理：

質點系機械能的增量等于外力和非保守內力作功之和.系統(tǒng)內力包含保守力與非保守力系統(tǒng)末機械能：系統(tǒng)初機械能：12.功能原理、機械能守恒定律質點系的功能原理：57

機械能守恒定律

只有保守內力作功的情況下，質點系的機械能保持不變.也可表達為從動能勢能轉化的觀點機械能守恒定律只有保守內力作功的情況下58完全彈性碰撞，完全非彈性碰撞兩物體在碰撞過程中，它們之間的相互作用內力較之其它物體對它們的作用的外力要大的多。因此，忽略外力的作用，可認為它們的總動量守恒。如果在碰撞過程中，兩物體的動能之和完全沒有損失，則稱為完全彈性碰撞。如果在碰撞過程中，兩物體以同一速度運動，則稱為完全非彈性碰撞。兩物體碰撞，如果在碰撞過程中，兩物體的機械能之和發(fā)生損失，轉化為其它形式的能量，則稱為非彈性碰撞。完全彈性碰撞，完全非彈性碰撞591.剛體的定軸轉動勻變速轉動2.力矩

第四章剛體轉動用矢量方法表示力矩（右手螺旋）：若M＞0，表示合力矩的方向沿轉軸正向；

M＜0，則表示合力矩的方向與轉軸正向相反。1.剛體的定軸轉動勻變速轉動2.力603.剛體的定軸轉動定律

剛體定軸轉動的角加速度與它所受的合外力矩成正比，與剛體的轉動慣量成反比.

剛體轉動慣量剛體上的質點是連續(xù)分布典型的幾種形狀的剛體的轉動慣量質點對于固定轉軸，圓盤以其中心為轉軸輕桿轉軸在桿中間，以及在桿的一端3.剛體的定軸轉動定律61

質點角動量（相對圓心）（圓運動）

剛體定軸轉動的角動量4、角動量5.剛體定軸轉動的角動量定理和角動量守恒定律

角動量定理：，則若

角動量守恒定律質點角動量（相對圓心）（圓運動）剛體定軸轉動的角動量462

剛體定軸轉動的動能定理6.剛體定軸轉動功和能

力矩的功

轉動動能

重力勢能

剛體的機械能守恒定律：若只有保守力做功時,則（幾何中心點）剛體定軸轉動的動能定理6.剛體定軸轉動功和能631）

求剛體轉動某瞬間的角加速度，一般應用轉動定律求解。如質點和剛體組成的系統(tǒng)，對質點列牛頓運動方程，對剛體列轉動定律方程，再列角量和線量的關聯(lián)方程，聯(lián)立求解.2）

剛體與質點的碰撞、打擊問題，在有心力場作用下繞力心轉動的質點問題，考慮用角動量守恒定律.

另外：實際問題中常常有多個復雜過程，要分成幾個階段進行分析，分別列出方程，進行求解.3）

在剛體所受的合外力矩不等于零時，比如木桿擺動，受重力矩作用，一般應用剛體的轉動動能定理或機械能守恒定律求解。7.常見題型1）求剛體轉動某瞬間的角加速度，一般應用轉64

①確定研究對象（認定一個剛體，注意軸位置，并由此確定剛體的轉動慣量）②受力分析（正確計算力對轉軸的力矩，注意正負）③列方程求解(平動物體列牛頓定律方程，轉動剛體列轉動定律方程，角量與線量關系方程)。8.定軸轉動的動力學問題

解題基本步驟

①此類問題通常滿足角動量守恒定律②明確計算質點所受的力矩和質點角動量所采用的定點的位置以及剛體所繞的轉軸。③判斷是否滿足機械能守恒，確定系統(tǒng)中質點始末兩態(tài)的動能和勢能，考慮系統(tǒng)整體的動能變化量和勢能變化量大小相等9.

剛體參與的系統(tǒng)碰撞問題

解題基本步驟①確定研究對象（認定一個剛體，注意軸位置，并65質點運動與剛體定軸轉動描述的對照質點的平動剛體的定軸轉動速度加速度角速度角加速度質量m轉動慣量動量角動量力力矩質點運動與剛體定軸轉動描述的對照質點的平動剛體的定軸轉動速度66質點運動規(guī)律與剛體定軸轉動的規(guī)律對照運動定律轉動定律質點的平動剛體的定軸轉動動量定理角動量定理動量守恒定律角動量守恒定律力的功力矩的功動能轉動動能質點運動規(guī)律與剛體定軸轉動的規(guī)律對照運動定律轉動定律質點的平67質點運動規(guī)律與剛體定軸轉動的規(guī)律對照質點的平動剛體的定軸轉動動能定理動能定理重力勢能重力勢能機械能守恒只有保守力作功時機械能守恒只有保守力作功時質點運動規(guī)律與剛體定軸轉動的規(guī)律對照質點的平動剛體的定軸轉動68第四章機械振動速度與加速度1

簡諧運動的運動學描述初相位決定于初始時刻的選擇，應用旋轉矢量法判斷對于彈簧振子第四章機械振動速度與加速度1簡諧運動的運動學描述對于彈693.相位

相位在內變化初相位

描述質點初始時刻的運動狀態(tài).相差為整數(shù)

質點運動狀態(tài)全同(取或)2.幾個物理量之間的關系3.相位相位在內變化初相位704.旋轉矢量法（通常用來找初相位）4.旋轉矢量法（通常用來找初相位）715.簡諧振動的能量5.簡諧振動的能量726.兩個同方向同頻率簡諧運動的合成兩個同方向同頻率簡諧運動合成后仍為簡諧運動加強減弱振動合成加強和減弱的條件6.兩個同方向同頻率簡諧運動的合成兩個同方向同頻率簡諧運731平面簡諧波的波函數(shù)（兩種表達，注意傳播方向）.2

描述波的幾個物理量（記住相互計算關系）

波長：一個完整波形的長度.

周期：波前進一個波長的距離所需要的時間.

頻率：單位時間內波動所傳播的完整波的數(shù)目.

波速：某一相位在單位時間內所傳播的距離.第五章機械波1平面簡諧波的波函數(shù)（兩種表達，注意傳播方向）.2描74波程差若