大学物理简明教程-总复习ppt课件

1、总复习总复习 考试题型考试题型 一、填空题一、填空题11010分）（对一些基本分）（对一些基本概念、定律的理解）概念、定律的理解） 二、选择题二、选择题21530分）（对一些基本分）（对一些基本概念、定律的理解）概念、定律的理解） 三、判断题三、判断题11010分）（对一些基本分）（对一些基本概念、定律的适用条件等的理解）概念、定律的适用条件等的理解） 四、计算题四、计算题10550分）（利用所学的分）（利用所学的理论简单地处理物理学中的问题）理论简单地处理物理学中的问题）总复习总复习 所学的主要知识点所学的主要知识点 第一篇第一篇 力学基础力学基础 第二篇第二篇 气体动理论和热力学气体动理论

2、和热力学 第三篇第三篇 电学电学 第四篇第四篇 波动与光学波动与光学总复习第一章总复习第一章 一些物理概念要搞清楚例如：参考系，坐标系、位矢、位移、速度、加速度等） 简单的一些矢量计算要牢牢掌握重点一些矢量的写法我已经强调过！）。涉及到第四节中的运动学中的两类问题 曲线运动 （对其描述要搞清楚，切向加速度，法向加速度。圆周运动是其一个特例）小小 节节聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院一、描述运动的三个必要条件一、描述运动的三个必要条件参考系参考系(坐标系坐标系)物理模型物理模型初始条件初始条件二、描述质点运动的四个物理量二、描述质点运动的四个物理量位矢位矢r位移位移1

3、2rrr速度速度dtrdv 加速度加速度22dtrddtvda小小 节节聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院(1)在直角坐标系中在直角坐标系中kzjyi xrkdtdzjdtdyidtdxvkzjyi xrkvjvivzyxkdtdvjdtdvidtdvazyxkdtzdjdtydidtxd222222(2)在自然坐标系中在自然坐标系中)(srr 小小 节节聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院三、圆周运动的两种描述三、圆周运动的两种描述0dsrd0dsv naanvdtdva020(1)线量描述线量描述(与自然坐标系同与自然坐标系同)(2)角量描

4、述角量描述角位移角位移角速度角速度dtd小小 节节聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院角加速度角加速度22dtddtd(3)角量与线量的关系角量与线量的关系Rdds Rdtdsv2,RaRan四、运动学中的两类问题四、运动学中的两类问题(1)根据运动方程求速度、加速度，主要用求导的方法。根据运动方程求速度、加速度，主要用求导的方法。(2)根据加速度或速度及初始条件求运动方程，主要用积分的根据加速度或速度及初始条件求运动方程，主要用积分的方法。方法。1.4 运动学中的两类问题运动学中的两类问题聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院1、已知运动学方程、

5、已知运动学方程r，求速度和加速度，求速度和加速度(求导法求导法 )dtrdv 22dtrddtvda例例2、已知一质点的运动方程为、已知一质点的运动方程为 （SI），求：），求： 质点运动质点运动的轨道、速度、加速度。的轨道、速度、加速度。 jti tr243 解：解：将运动方程写成分量将运动方程写成分量tx324ty消去消去t0942 yx3dtdxvxtdtdyvy8)(6491222smtvvvyx与与x轴夹角轴夹角38tarctgvvarctgxy1.4 运动学中的两类问题运动学中的两类问题聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院0dtdvaxx)(82smdtdv

6、ayy)(8222smaaayx与与y轴负方向轴负方向例例3、一质点沿半径为、一质点沿半径为1 m的圆周运动，它通过的弧长的圆周运动，它通过的弧长 s 按按s=t2t2的规律变化。问：它在的规律变化。问：它在2s末的速率、切向加速度、法向末的速率、切向加速度、法向加速度大小各是多少？加速度大小各是多少？解：由速率定义，有解：由速率定义，有tdtdsv41将将t2代入，得代入，得2 s末的速率末的速率)(91smv)(42smdtdva)(8122smRvan1.4 运动学中的两类问题运动学中的两类问题聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院例例4 一飞轮半径为一飞轮半径为2

7、m，其角量运动方程为，其角量运动方程为=2+3t-4t3(SI)，求，求距轴心距轴心1m处的点在处的点在2 s末的速率和切向加速度。末的速率和切向加速度。解：根据题意解：根据题意2123tdtdtdtd24将将t2 代入，得代入，得2 s末的角速度和角加速度分别为末的角速度和角加速度分别为)(451srad)(482srad在距轴心在距轴心1 m处的速率为处的速率为)(451smRv切向加速度为切向加速度为)(482smRa1.4 运动学中的两类问题运动学中的两类问题聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院2、已知加速度，求速度和运动方程还需初始条件）（积分法）、已知加速度

8、，求速度和运动方程还需初始条件）（积分法）例例5、一质点沿、一质点沿 x 轴运动，其加速度轴运动，其加速度 a=- kv2，式中，式中k为正常数为正常数,设设t=0时，时，x=0，v=v0；求；求1v和和x作为作为 t 的函数的表示式；（的函数的表示式；（2v作为作为x函数的表示式。函数的表示式。 解：解：（1因为因为2kvadtdva 2kvdtdvkdtvdv2两边积分两边积分tvvkdtvdv020ktvv110ktvvv001ktvvdtdxv001dtktvvdx0011.4 运动学中的两类问题运动学中的两类问题聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院两边积分两边

9、积分txdtktvvdx00001tktvdktvkvvx00000)1 (11)1 (10ktvLnk（2因为因为dxdvvdtdxdxdvdtdva2kva2kvvdxdvkdxvdvxvvkdxvdv00)exp(0kxvv1.4 运动学中的两类问题运动学中的两类问题聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院例例6、一质点沿、一质点沿 x 轴运动，其加速度和位置的关系为轴运动，其加速度和位置的关系为 a =2+6x2，加速度的单位为加速度的单位为ms-2，x的单位为的单位为m。质点在。质点在x=0处，速度为处，速度为10 ms-2，试求质点在任何坐标处的速度值。，试求质

10、点在任何坐标处的速度值。解：根据题意知就是求解：根据题意知就是求v作为作为x函数的表示式。函数的表示式。 262xdxdvvdtdxdxdvdtdvadxxvdv)62(2两边积分两边积分xvdxxvdv0210)62(3222502xxv)/(2523smxxv例例 设某一质点以初速度设某一质点以初速度 做直线运动，其加速度做直线运动，其加速度为为 。问：质点。问：质点在停止前运动的路程有多长？在停止前运动的路程有多长？10sm100iv2sm10iavvv10ddtat d10dvvttt10ln,d10d000vvvvvvt100e vvttxtxtdedd,dd100vvv两边积分：两

11、边积分：txttxded01000 v1e101100txv)1 (1010texm10m)01 (10)e1 (100) 11 (10)e1 (10100100 xxm100 xxx总复习第二章总复习第二章 牛顿运动三定律 （要充分理解） 动量 动量守恒定律如何引入的动量？） 功 动能 势能 机械能守恒定律概念要理解，机械能在什么条件下守恒？）聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院小小 节节一、力的瞬时效应一、力的瞬时效应-牛顿定律牛顿定律牛顿第一定律牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第三定律牛顿第三定律惯性和惯性质量惯性和惯性质量惯性系惯性系dtvmdF)(am

12、dtvdmF)(m=C2112FF牛顿定律只适用牛顿定律只适用于低速、宏观的于低速、宏观的情况，以及惯性情况，以及惯性系和质点模型；系和质点模型；在运用时要根据在运用时要根据所选坐标系选用所选坐标系选用坐标分量；选用坐标分量；选用不同的方程形式不同的方程形式牛顿第二定律牛顿第二定律假设假设 ，选，选amF CF 假设假设 ，选，选dtvdmF )(vFF 假设假设 ，选，选22dtrdmF )(rFF 要掌握利用微积分处要掌握利用微积分处理变力作用下直线运理变力作用下直线运动的能力动的能力聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院小小 节节二、力的时间积累效应二、力的时间积累

13、效应动量定理动量定理微分形式微分形式积分形式积分形式dtvmddtpdF)()(21vmdtFItt质点系动量守恒定律：当系统所受合外力为零时，质点系动量守恒定律：当系统所受合外力为零时，Cvmiii三、力的空间积累效应三、力的空间积累效应功功21rdFW动能定理动能定理kErdF21保守力保守力crdF0保势能函数势能函数rdFEp保质点系的功能原理质点系的功能原理12EEWW内非外机械能守恒定律：机械能守恒定律：常量则，内非外)(, 00pikiiEEWW孤立的保守系统机械能一定守恒孤立的保守系统机械能一定守恒总复习第三章总复习第三章 平衡态 温度 理想气体状态方程 理想气体的压强和温度

14、能量均分定理 理想气体的内能小小 节节聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院一、系统与外界一、系统与外界三、热力学第零定律三、热力学第零定律-温度温度:处于相互热平衡状态的系统处于相互热平衡状态的系统必定拥有某一个共同的宏观物理性质。必定拥有某一个共同的宏观物理性质。二、平衡态二、平衡态四、理想气体状态方程四、理想气体状态方程1分子模型分子模型2统计假设统计假设RTMMpVmolnkTp 小小 节节聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院五、理想气体压强和温度五、理想气体压强和温度np32kT23七、能量均分定理七、能量均分定理RTiMMEmol2kT

15、ii2小小 节节聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院六、自由度六、自由度八、理想气体的内能八、理想气体的内能单原子分子：单原子分子： 3个平动自由度，如惰性气体；个平动自由度，如惰性气体；i=3刚性双原子分子：刚性双原子分子：3个质心动自由度，个质心动自由度，2个转动自由度。个转动自由度。i=5刚性多原子分子：刚性多原子分子：3个质心平动自由度，个质心平动自由度，3个转动自由度；个转动自由度；i=6小小 节节聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院答：气体在平衡态时，系统与外界在宏观上无能量和物质的交换；系统的宏答：气体在平衡态时，系统与外界在宏观上

16、无能量和物质的交换；系统的宏观性质不随时间变化观性质不随时间变化1、 气体在平衡态时有何特征气体在平衡态时有何特征?2、气体的平衡态与力学中的平衡态有何不同、气体的平衡态与力学中的平衡态有何不同?答：当系统处于热平衡态时，组成系统的大量粒子仍在不停地、无规则地答：当系统处于热平衡态时，组成系统的大量粒子仍在不停地、无规则地运动着，大量粒子运动的平均效果不变，这是一种动态平衡而个别粒子运动着，大量粒子运动的平均效果不变，这是一种动态平衡而个别粒子所受合外力可以不为零而力学平衡态时，物体保持静止或匀速直线运动，所受合外力可以不为零而力学平衡态时，物体保持静止或匀速直线运动，所受合外力为零所受合外力

17、为零3、气体动理论的研究对象是什么、气体动理论的研究对象是什么?答：气体动理论的研究对象是大量微观粒子组成的系统是从物质的微观结答：气体动理论的研究对象是大量微观粒子组成的系统是从物质的微观结构和分子运动论出发，运用力学规律，通过统计平均的办法，求出热运动的构和分子运动论出发，运用力学规律，通过统计平均的办法，求出热运动的宏观结果，再由实验确认的方法。宏观结果，再由实验确认的方法。小小 节节聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院4、如果盛有气体的容器相对某坐标系运动，容器内的分子速度相对这坐标系、如果盛有气体的容器相对某坐标系运动，容器内的分子速度相对这坐标系也增大了，也

18、增大了， 温度也因此而升高吗温度也因此而升高吗?答：宏观量温度是一个统计概念，是大量分子无规则热运动的集体表现，是分答：宏观量温度是一个统计概念，是大量分子无规则热运动的集体表现，是分子平均平动动能的量度，平动动能是系统的内动能。温度与系统的整体运动无子平均平动动能的量度，平动动能是系统的内动能。温度与系统的整体运动无关。只有当系统的整体运动的动能转变成无规则热运动时，系统温度才会变化。关。只有当系统的整体运动的动能转变成无规则热运动时，系统温度才会变化。5、试说明下列各量的物理意义、试说明下列各量的物理意义kT21) 1 (在平衡态下，分子任何一个自由度上的平均动能。在平衡态下，分子任何一个

19、自由度上的平均动能。kT23)2(在平衡态下，分子平均平动动能。在平衡态下，分子平均平动动能。小小 节节聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院kTi2)3(在平衡态下，自由度为在平衡态下，自由度为i 的分子平均动能。的分子平均动能。RTiMMmol2)4(由质量为由质量为M，摩尔质量为，摩尔质量为 M mol，自由度为，自由度为i 的分子组成的系统的内能。的分子组成的系统的内能。RTi2)5(1摩尔自由度为摩尔自由度为i 的分子组成的系统内能。的分子组成的系统内能。RT23)6(热力学体系内，热力学体系内，1摩尔分子的平均平动动能之总和。摩尔分子的平均平动动能之总和。总复

20、习第四章总复习第四章 热力学三定律搞清楚！）第一定律是关键是计算题和能量守恒理解的关键） 理想气体的等值过程和绝热过程每个等值过程的特点都要搞清楚，是循环过程的基础！） （ ） 循环过程 熵增加原理理解）小小 结结 聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院一、热力学第一定律一、热力学第一定律对于任一元过程对于任一元过程dWdEdQ有限过程有限过程WEQ准静态过程的功准静态过程的功pdVdW 21VVpdVW理想气体定体摩尔热容理想气体定体摩尔热容RiCV2理想气体定压摩尔热容理想气体定压摩尔热容RCCVp绝热系数比热容比）绝热系数比热容比）VpCC小小 结结 聊城大学物理科

21、学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院各等值过程和绝热过程的特点及功能计算各等值过程和绝热过程的特点及功能计算过程特点参量关系QEWCTPCV TCMMVmol0TCMMVmolCp CTVTCMMVmolVpTCMMpmol012lnVVRMMmol12lnVVRMMmolCT CTV10TCMMVmolTCMMVmol11122VpVp0dQCpVCTp1绝热定压定体等温CpV 小小 结结聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院二、循环过程二、循环过程（1正循环热机效率正循环热机效率1211QQQW净卡诺正循环热机效率卡诺正循环热机效率121TT（2致冷系数致冷

22、系数212TTTe卡诺循环致冷系数卡诺循环致冷系数212QQQe小小 结结聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院三、热力学第二定律三、热力学第二定律开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，它只从一个开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，它只从一个单一温度的热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不引起单一温度的热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不引起其它变化。其它变化。克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体。克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体。例例 有体积为有体积为10-2 m3的一氧化碳，其压强为的一氧化碳，其压强为107 Pa，温度

23、为温度为300 K。膨胀后，压强为。膨胀后，压强为105 Pa。试求。试求1在等温过程中系统所做的功和吸收的热量；（在等温过程中系统所做的功和吸收的热量；（2如如果是绝热过程，情况将怎样？果是绝热过程，情况将怎样？ 解：解：（1等温过程等温过程 21211112lnlndVVTppVpVVRTMmVpW系统做功：系统做功：J1010ln10105727J106 . 45内能变化：内能变化： 0TE系统吸热：系统吸热：TTTTWWEQ J106 . 45（2绝热过程绝热过程系统做功：系统做功：12TTCMmWVQ12121TTiRTMm212111TpTp111RTMmVp又又1121112ppVpiWQJ101011010254 . 114 . 17527J108 . 15系统吸热：系统吸热： 0Q总复习第五章总复习第五章 电场 场强 （库仑定律） 电通量 高斯定理 （ ） 电场力的功 电势 静电场中的导体和电介质小小 节节聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院一、静电场的基本规律一、静电场的基本规律1、库仑定律、库仑定律0221041rrqqF2、电荷守恒定律、电荷守恒定律二、描述静电场的基本物理量二、描述静电场的基本物理量1、电场强度、电场强度定义定义0qFE 小小 节节聊城大学物理科学与信息工程学院聊城大学物理科学与信息工程学院连续分布带