大學(xué)物理A1總復(fù)習(xí)

總復(fù)習(xí)大學(xué)物理輔導(dǎo)編輯課件試卷中各局部所占比例分別為:力學(xué)(含剛體):36%熱學(xué):28%靜電學(xué):22%電磁學(xué):7%相對論:7%考前答疑時(shí)間:18日下午、晚上地點(diǎn)：1103其他答疑時(shí)間:每天下午地點(diǎn)：信息理學(xué)樓451辦公室編輯課件質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動一、根本概念１、位矢、位移、路程２、運(yùn)動方程與軌道方程３、速度與速率、平均速度與平均速率、加速度(1)直角坐標(biāo)系a=axi+ayj+azk(2)自然坐標(biāo)系a=at

to+annoat=dv/dtan=v2/ρ編輯課件

二、常見運(yùn)動１、直線運(yùn)動x、vx、ax２、圓周運(yùn)動〔１〕線量描述〔２〕角量描述運(yùn)動學(xué)中的兩類典型問題：

求導(dǎo)求導(dǎo)積分積分編輯課件

例1:

一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為0.2m的圓周運(yùn)動，其角位置θ隨時(shí)間t的變化規(guī)律為

=1+t2

rad，試求在t=2s時(shí)，(1)質(zhì)點(diǎn)的角速度

和線速度v；(2)質(zhì)點(diǎn)的角加速度

、切向和法向加速度at和an。

解：(1)

=d/dt=2t=4rad/s,

v=ωR=4×0.2=0.8m/s

；

(2)

β=dω/dt=2rad/s2；at=βR=2×0.2=0.4m/s2；an=ω2R=42×0.2=3.2m/s2編輯課件牛頓運(yùn)動定律一、慣性定律與慣性系二、動量定理〔原理〕1、概念：動量p、沖量I(矢量)2、動量定理：微分形式：F=dP/dt=d(mv)/dt積分形式：I=otFdt=P-Po=mv-mvo3、應(yīng)用(1)F(t)，求v(t)或r(t)，即運(yùn)動方程(2)運(yùn)動方程r(t)，求力F或沖量I編輯課件三、動能定理1、概念：功A、動能Ek(矢量)2、動能定理積分形式：A=Ek2-Ek13、應(yīng)用(1)F(r)，求v(r)或運(yùn)動方程(2)運(yùn)動方程r(t)，求力F或功A編輯課件解:C編輯課件重力勢能：EP=mgy–mgyO彈性勢能：EP=kx2/2–

kxO2/2引力勢能：EP=–(Gm1m2/r–Gm1m2/rO)注意零勢能位置，通常取:yO=0xO=0rO=

為零勢點(diǎn)。機(jī)械能：E=EK+EP一、根本概念根本量與守恒定律1、保守力與非保守力、勢能、機(jī)械能

保守力：

F·dr

=0零勢點(diǎn)ra任意路徑Oa點(diǎn)勢能：EP=Aa點(diǎn)

零勢點(diǎn)=

F

·dr編輯課件2、動量矩(角動量)3、碰撞：彈性、非彈性、完全非彈性二、三大守恒定律1、動量守恒、動量原理2、動量矩守恒、角動量定理3、能量守恒、動能定理、功能原理三、機(jī)械能守恒

保守力的功編輯課件一、狹義相對論根本原理二、洛侖茲變換1.相對性原理2.光速不變原理坐標(biāo)變換式1

xuβ=2

t

xβcu

t

x12=

t2{三、狹義相對論的時(shí)空觀1、長度收縮L=Loβ122、時(shí)間膨脹tΔtΔ=β123、同時(shí)的相對性相對論編輯課件t2t1=t2t1β12uc2x1x2()cut1=2t1β12cut2=2t2β12x1x2在s中這兩事件并不同時(shí)發(fā)生。u=β12c2x1x2()=0t2t1=即：在s中這兩事件同時(shí)發(fā)生。編輯課件1、在s和s系中A和B兩事件都同時(shí)發(fā)生的條件是什么？答案：1、A和B兩事件同一地點(diǎn)發(fā)生。2、在s系中，既不同時(shí)也不同地發(fā)生的A和B兩事件，滿足怎樣條件，在s系中觀測卻是同時(shí)發(fā)生？思考題2、編輯課件4、牛朗星與地球相距約16光年，一宇航員準(zhǔn)備用4年時(shí)間(他手上手表顯示的時(shí)間)抵達(dá)牛朗星，問宇宙飛船將以多大的速度飛行?解一：用長度收縮x=16c,t'=4設(shè)宇宙飛船速度為u

x'=x(1-u2/c2)1/2=16c(1-u2/c2)1/2

x'=ut'

=4u解得u=0.97c編輯課件解二:用時(shí)間膨脹t'

=t(1-u2/c2)1/2原時(shí)t'=4t=x/u=16c/uu=0.97c編輯課件

例：一根米尺靜止在S'

系中，與O'X'軸成30度角，如果在沿X軸運(yùn)動的S系中測得該米尺與OX軸成45度角，試問S'相對于S的速度必需多大？S系中測得該米尺的長度等于多少？

由于尺沿運(yùn)動方向的長度縮短了，因此在S系中測得：

32解：m1v2c2

2編輯課件即：米尺長：1v2c2

2編輯課件相對論動力學(xué)質(zhì)速關(guān)系式動力學(xué)根本方程質(zhì)能關(guān)系式E=mc2ΔΔEmc2=Ek+mc20=總能量能量動量關(guān)系式mc40=c2222EP+F=Pdtd=dtdv122m0vcv12c2m0m=編輯課件一、剛體定軸轉(zhuǎn)動1、根本概念：轉(zhuǎn)動慣量2、平行軸定理3、定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律：MZ=JZβ4、定軸轉(zhuǎn)動動能：EK=Jω2/25、力矩作功：dA=MZd二、角動量守恒〔M外=0L=Jω恒量〕1、概念：角動量、力矩。2、角動量定理M外=dL/dt剛體編輯課件利用定軸轉(zhuǎn)動定律解題的關(guān)鍵是：〔1〕使用隔離法分析受力情況，作出正確的受力圖?！?〕記住以下三個(gè)公式：〔3〕補(bǔ)充運(yùn)動學(xué)公式：編輯課件例題3-3一輕繩跨過一定滑輪，滑輪視為圓盤，繩的兩端分別懸有質(zhì)量為m1和m2的物體1和2，m1<m2如下圖。設(shè)滑輪的質(zhì)量為m，半徑為r，所受的摩擦阻力矩為Mr。繩與滑輪之間無相對滑動試求物體的加速度和繩的張力。m1m2T2

T1

T1T2G2G1aaam1m2

解:滑輪具有一定的轉(zhuǎn)動慣量。在轉(zhuǎn)動中受到阻力矩的作用，兩邊的張力不再相等，設(shè)物體1這邊繩的張力為T1、T1'(T1'=T1)，

物體2這邊的張力為T2、T2'(T2'=T2)編輯課件因m2>m1，物體1向上運(yùn)動，物體2向下運(yùn)動，滑輪以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，Mr的指向如下圖。可列出以下方程式中

是滑輪的角加速度，a是物體的加速度?；嗊吘壣系那邢蚣铀俣群臀矬w的加速度相等，即T2

T1

T1T2G2G1aam1m2Mr編輯課件一、根本概念三、根本公式2、壓強(qiáng)公式：1、理想氣體物態(tài)公式：

PV=

RTP=nkTP=23nw3、溫度公式：w=kT32氣體動理論理想氣體、溫度、自由度、內(nèi)能、速率分布函數(shù)、速率(平均、最可幾、方均根)編輯課件4、能量均分原理5、理想氣體的內(nèi)能=2kTiε=EimolRT2(1mol)=MimolM2ERTiPV2=(M

kg)理想氣體的總能量=內(nèi)能=平動動能+轉(zhuǎn)動動能〔剛性分子〕分子平均平動動能w=kT32編輯課件曲線下的面積Ovf(v)v+dvvf(v)vf(v)OOvv1v2窄條：分子速率在v—v+dv區(qū)間內(nèi)的概率部分：編輯課件總面積：歸一化條件編輯課件分布曲線隨

m0,T

變化曲線峰值右移，總面積不變，曲線變平坦Ovf(v)vp1vp2T2T1<T2m0一定曲線峰值左移，總面積不變，曲線變鋒利。Ovf(v)vp2vp1m1m2>m1T一定m0一定,

T一定,編輯課件表示速率在v1~v2范圍內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率。〔2〕Nf〔v〕dv表示氣體分子在v~v+dv速率范圍內(nèi)的分子數(shù).〔1〕f〔v〕dv表示氣體分子的速率在v~v+dv范圍內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率?；驓怏w中任一分子其具有的速率出現(xiàn)在v~v+dv范圍內(nèi)的概率.表示分子速率在v1~v2范圍內(nèi)的分子數(shù)5-5-6思考題:速率分布函數(shù)f〔v〕表示氣體分子的速率在v~v+dv范圍內(nèi)單位速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分?jǐn)?shù)；對某個(gè)分子，那么表示其速率出現(xiàn)在v~v+dv范圍內(nèi)單位速率區(qū)間的概率——概率密度函數(shù)。編輯課件表示分子速率在v1~v2范圍內(nèi)速率的總和表示分子速率在v1~v2范圍內(nèi)的分子對速率平均值的奉獻(xiàn).〔相對于所有分子的加權(quán)的平均值〕表示速率在區(qū)間內(nèi)的分子的平均速率。比照：編輯課件一、根本概念功、熱量、內(nèi)能、平衡態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)過程、熵、可逆過程與不可逆過程、循環(huán)過程二、根本定律1、熱力學(xué)第一定律=dE+QdPdVEE=12+QPdV

2、熱力學(xué)第二定律克勞修斯、開耳芬表述熱力學(xué)編輯課件氣體絕熱自由膨脹氣體真空Q=0，A=0，△E=0熵增加編輯課件三、根本公式1、理想氣體狀態(tài)方程〔1〕同一狀態(tài)PV=RT=MRT/Mmol〔2〕同一系統(tǒng)P1V1/T1=P2V2/T23、絕熱方程泊松方程γP=VCR=CCV+P2、摩爾熱容

C=dQ/dT=CV+PdV/dTVP=CCγ(i+2)i=CV=iR/2編輯課件Q11AQQQ==2211QQ1=ηTT2η1=卡14、卡諾循環(huán)〔1〕熱機(jī)效率循環(huán)的特點(diǎn):△E=0Q=E

,凈功=凈熱編輯課件

循環(huán)過程順時(shí)針方向循環(huán)過程逆時(shí)針方向系統(tǒng)對外作正功A>0外界對系統(tǒng)作功A<0系統(tǒng)吸熱Q=A>0

系統(tǒng)放熱Q=A<0

PVA=S綠色PVA=S紅色編輯課件000過程特征過程方程吸收熱量對外做功內(nèi)能增量等體V=常量等壓P=常量等溫T=常量絕熱

dQ=0理想氣體熱力學(xué)過程的主要公式適應(yīng)于所有過程編輯課件例:編輯課件編輯課件靜止電荷的電場一、根本定律1、庫侖定律2、迭加原理〔電場、電勢〕二、描述電場的兩個(gè)重要物理量1、電場強(qiáng)度E〔電力線描述〕點(diǎn)電荷：E=q/4Or2r連續(xù)帶電體：E=dq/4Or2r熟記：點(diǎn)、線、環(huán)、平面、球面等電場公式編輯課件

2、電勢U〔等勢面描述〕設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)點(diǎn)電荷：U=q/4Or連續(xù)帶電體：U=dq/4Or熟記：點(diǎn)、環(huán)、球面等電勢公式3、電場強(qiáng)度與電勢之間的關(guān)系積分關(guān)系：UP=PE?dl微分關(guān)系：E=-gradU4、電勢差：UAB=UA-UB=ABE?dl電勢能：WA-WB=qABE?dl=q(UA-UB)=AAB編輯課件

三、兩個(gè)根本定理1、靜電場的高斯定理：∮E?dS=q/O物理意義：靜電場是有源場2、靜電場的環(huán)流定理：∮E?dl=0物理意義：靜電場是保守場(有源場)，電力線不能閉合。四、電場與電勢的計(jì)算方法1、電場的計(jì)算方法2、電勢的計(jì)算方法(1)E=dq/4Or2r(1)UP=PE?dl(2)E=-gradU(2)U=dq/4Or(3)利用高斯定理編輯課件

均勻帶電球面的電場強(qiáng)度均勻帶電球體的電場，體電荷密度為

。EOrR編輯課件無限長均勻帶電直線〔柱面〕的電場強(qiáng)度Rr0EEr

關(guān)系曲線無限長均勻帶電柱體的電場強(qiáng)度Rr0EEr

關(guān)系曲線編輯課件無限大均勻帶電平面的電場強(qiáng)度編輯課件討論無限大帶電平面的電場疊加問題編輯課件