大学物理上册复习提纲.ppt

第一章 运动学,一、位移、速度、加速度,运动方程,速度,加速度,位移公式,速度公式,三、相对运动,位置变换,速度变换,二、几种运动,1、直线运动 2、抛体运动 3、圆周运动,速率,切向加速度,法向加速度,角速度,角加速度,1（6），4，5，6，7，9,加速度,例：1.2,1.3,1.4,第二章 质点动力学,一、牛顿运动定律,第二定律：,常用形式:,第一定律：惯性和力的概念,惯性系定义。,，,第三定律,二、动量 动量守恒定律,动量定理：,合外力的冲量等于质点（系）动量的增量。,动量守恒定律：合外力为零时，质点（系）动量守恒。,碰撞,三、角动量 角动量守恒定律,质点的角动量,力矩,角动量定理：对惯性系中某参考点，合外力矩等于质点（系）角动量对时间的变化率。,角动量守恒定律：合外力矩为零时，质点（系）角动量守恒。,四、功,一对内力的功与参照系无关，只与作用物体的相对位移有关。,质点的动能定理：合外力对质点做的功等于质点动能的增量。,质点系动能定理：外力做的功与内力做的功之和等于质点系动能的增量。,势能定理：保守力做的功等于系统势能增量的负值。,功能原理:外力与非保守内力做功之和等于系统机械能的增量。,机械能守恒定律:只有保守内力做功的系统，机械能守恒。,2，4，5，6，8，13,第三章 刚体动力学,一、刚体定轴转动定理,刚体对定轴的转动惯量,力对定轴的力矩,F是转动平面内的力,刚体定轴转动定理,刚体对定轴的角动量,二、刚体定轴转动的角动量定理,刚体定轴转动的角动量守恒定律,若M=0，则L=常量,定轴的角动量定理及角动量守恒定律对定轴转动刚体以及质点系均成立。,常见物体的转动惯量,刚体定轴转动的角动量定理,三、刚体定轴转动中的功和能,力矩的功,定轴转动动能,刚体定轴转动的动能定理,A为作用在刚体上合外力矩的功,2，3，4，8，13,例：3.7,3.9,一、狭义相对论的基本原理,光速不变原理,真空中的光速是一个宇宙常量，不依赖于惯性系的选择，与光源或观察者的运动无关。,第四章 狭义相对论,注,洛伦兹变换,二、狭义相对论的时空观,1、同时的相对性,2、长度的收缩,3、时间的延缓,这里 为相对观察者静止时物体的长度称为固有长度,相对观察者静止时测得的时间间隔为静时间间隔或固有时间。,1、相对论力学的基本方程,相对论性的质量,相对论性的动量,2、相对论的动能定理,3、质量与能量的关系,4、动量与能量的关系,三、相对论动力学,3，5，6，12，13，14，15,例4.5,第五章 机械振动,一、简谐振动,简谐振动的运动学方程,简谐振动的动力学方程,，,旋转矢量法,简谐振动的能量,简谐振动中，总能量守恒,二、两个简谐振动的合成,同方向同频率振动的合成：合振动为简谐振动，振动的频率不变。,3，4，8，10,12，13，18，19，20,三个以上同方向同频率振动的合成,第六章 机械波,一、平面简谐波,两点振动的时间差,两点振动的位相差,简谐波的波动方程的一般形式,式中负号对应于正行波，正号对应于反行波。,波的平均能量密度,波强（平均能流密度）,已知 x0 点的振动表达式为,二、波的干涉,相干条件：同振动方向，同频率，恒相差。,波干涉的合振幅,和,为两列相干波在干涉点的振幅，,为两列相干波在干涉点的相位差。,为干涉极大点；,为干涉极小点。,若两个相干源同相，上述条件简化为,为干涉极大点；,为干涉极小点。,三、驻波,驻波的产生：两列同振幅、反方向传播的相干波叠加的结果。,驻波的特点：有波腹，即干涉极大点，相邻波腹间距,有波节，即干涉静止点，相邻波节间距,相邻的波腹与波节间距为,同段同相，邻段反相。,半波损失,波从波疏介质入射到波密介质，在分界面处反射时，反射点有半波损失，即有相位的突变；波从波密介质入射到波疏介质，反射点没有半波损失。,机械波的多普勒效应计算公式：,“相互接近” vB 、vs 为正值,“相互远离” vB、vs 为负值,四、多普勒效应,2,3,4,6,14,15,22,23,27,第七章 热现象的宏观规律,一、理想气体的物态方程,其中,为分子数密度,二、准静态过程,等体过程、等压过程、等温过程,绝热过程,多方过程,三、热力学第一定律,热力学第一定律是热学范围内的能量守恒定律。,或,1、功,也等于PV图上,之间过程曲线下面的面积。,2、热量,理想气体的定体摩尔热容,定压摩尔热容,（迈耶公式）,。,四、热力学第一定律在理想气体常见过程中的应用,（系统与外界所做的功相反）,，向高温热库放热,循环特征,，,A等于PV图上循环曲线所包围的面积。,五、循环,热循环 从高温热库吸热,，向低温热库放热,，对外做净功,，热机效率,致冷循环 通过外界做功A，从低温热库吸热,，致冷系数,卡诺循环 由两个等温过程和两个绝热过程组成的准静态循环。,卡诺致冷机致冷系数,卡诺热机效率,六、热力学第二定律,热力学第二定律是自然界宏观热力学过程进行方向的普遍规律，指出一切自发宏观过程都不可逆。,1、开尔文表述 热不可能全部转变为功而不产生其他影响。其等效的说法是，单热源热机或,的热机不可能制成。,2、克劳修斯表述 热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。,七、熵增加原理热力学第二定律的数学表示,熵增加原理 孤立系统和绝热系统内部发生的过程，总是沿着熵增加的方向进行,等号和不等号分别对应于可逆过程和不可逆过程。,5，6，12，13，例题,熵,第八章 热现象的微观解释,一、理想气体的压强公式,其中,为分子平均平动动能,二、理想气体的温度和内能的微观意义,分子平均平动动能（温度公式）,分子平均自有能量,理想气体的内能（动能+势能）,其中i=t+r+2s,为分子自由度，t=3为平动自由度，r为转动自由度,s为振动自由度。 单原子分子r=0,i=3， 刚性双原子分子r=2,i=5， 非刚性双原子分子，r=2,s=1，i=7， 刚性多原子分子r=3,i=6。,分子平均动能,三、三个统计速率,速率分布函数,理想气体的麦克斯韦速率分布函数(物理意义),麦克斯韦分布的最概然速率(物理意义),麦克斯韦分布的平均速率,麦克斯韦分布的方均根速率,五、热力学第二定律的统计意义,热力学系统宏观态所包含的微观态数。,系统无序性或混乱度大小的量度。,熵,四、分子碰撞次数和平均自由程,1平均碰撞次数（碰撞频率） 单位时间（一秒钟）内一个分子