大学物理概念

大学物理概念CompanyDocumentnumber:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998第一章所点运动学主要内容描述运动的物理量位矢、位移和路程由坐标原点到质点所在位置的矢量r称为位矢位矢第一章所点运动学主要内容描述运动的物理量位矢、位移和路程由坐标原点到质点所在位置的矢量r称为位矢位矢r=xi+yj,大小r=|r|=Jx2+y2运动方程r=r。） 一-一- （x=x（t）运动方程的分量形式｛ 小y=y（t）—>—> V位移是描述质点的位置变化的物理量△t时间内由起点指向终点的矢量△=[-rA=Axi+Ayj，|Ar|=^Ax2+Ay2路程是At时间内质点运动轨迹长度As是标量。明确|Ar|、Ar、As的含义（|Ar|。Ar丰As） 一2.速度（描述物体运动快慢和方向的物理量）平均速度一-t彳勺一；~jtAtAt xy瞬时速度（速度?一7=房业=g（速度方■向是曲线切线方向）幻 Att0AtdtUU一drdx；dy二； 二〃户v=——=——i+——j=vi+vj,Lidrdtdtdtx 11 dtds_drdtdt速度的大小称速率。3.加速度（是描述速度变化快慢的物理量）瞬时加速度（加速度）「 瞬时加速度（加速度）「 Au do d2ra=lim=——=—△tt0At dtdt2a方向指向曲线凹向二抛体运动运动方程矢量式为r=vot+2gt2

尤=vcosat（水平分运动为匀速直线运动）0y=vsinat-:gt2（竖直分运动为匀变速直线运动）圆周运动（包括一般曲线运动）一 . ds1.线量：线位移s、线速度V=雄dtdv,切向加速度气=—（速率随时间变化率）tdt一. V2法向加速度a=—（速度方向随时间变化率）。nRdA2.角量：角位移A（单位rad）、角速度3= （单位rad-s-1）dt角速度-芸=零（单位rad-s2）3.线量与角量关系：s=RA、V=R3、a=Ra、 a=R32t n4.匀变速率圆周运动：（1）线量关系｛v（1）线量关系｛v=v+at

s=vt+2at2v2一v2=2as0（2）角量关系《3=3+atA=3t+1at232-32=2aA. 0一、牛顿第二定律第二章牛顿运动定律主要内容物体动量随时间的变化率dp等于作用于物体的合外力一、牛顿第二定律第二章牛顿运动定律主要内容物体动量随时间的变化率dp等于作用于物体的合外力F—dt 上-dP d^^v 曰,甘［.厂 dV __tx厂~、F二一= ，m=吊量时F=m 或F=madtdt dtF.即:说明：（1）只适用质点；（2）F为合力；（3）。与F是瞬时关系和矢量关系;（4）解题时常用牛顿定律分量式（平面直角坐标系中）F（平面直角坐标系中）F=ma<F=maF=ma（一般物体作直线运动情况）F=ma=m±（法向）—^~n n —一二man< div （物体作曲线运动）F-ma=m万-（切向）运用牛顿定律解题的基本方法可归纳为四个步骤运用牛顿解题的步骤:1） 弄清条件、明确问题（弄清已知条件、明确所求的问题及研究对象）2） 隔离物体、受力分析（对研究物体的单独画一简图，进行受力分析）3） 建立坐标，列运动方程（一般列分量式）；4） 文字运算、代入数据举例：如图所示，把质量为m=10kg的小球挂在倾角。=300的光滑斜面上，求 （1） 当斜面以a=1g的加速度水平向右运动时，3（2） 绳中张力和小球对斜面的正压力。解：1）研究对象小球2） 隔离小球、小球受力分析3）建立坐标，列运动方程（一般列分量式）； 一¥声1_-TOC\o"1-5"\h\z工:Fcos30-Nsin30=ma（1）o oy:Fsin30+Ncos30一mg=0 （2） i4） 文字运算、代入数据1x:<3F-N=2ma（a=g） （3）3y:F+侦3N=2mg（4）（2）由运动方程，N=0情况第三章动量守恒和能量守恒定律主要内容动量定理和动量守恒定理冲量和动量i=』mt称为在t-1时间内，力f对质点的冲量。、12质量m与速度.乘积称动量P=mv公质点的动量定理：I=ft2Fdt=mv一mvTOC\o"1-5"\h\zti 2 1质点的动量定理的分量式： 一3.质点系的动量定理：f匕£Fexdt=mv-^Lmv=P一P. ii i0i0 01i i i曰、'，二P一七质点系的动量定理分量式<I=P-P广=P-P0"z zozdP动量定理微分形式,在出时间内：Fdt="或F=-4.动量守恒定理：—>―► ―► ―►当系统所受合外力为零时，系统的总动量将保持不变，称为动量守恒定律动量守恒定律分量式：二功和功率、保守力的功、势能功和功率:质点从a点运动到b点变力F所做功W=fbF•dr=fbFcos0dsa a恒力的功：W=Fcos0|Ar|=F-Ar功率：p= =Fcos0v=Fvdt保守力的功物体沿任意路径运动一周时’保守力对它作的功为零W='Fdr=0

3.势能(…)—3.势能保守力功等于势能增量的负值，》=%Ep0J-物体在空间某点位置的势能E{x,y,z)pE(x,y,z)=jEp。0F-dr三.动能定理、功能原理、机械能守恒守恒动能定理质点动能定理：W=—mv2-—mv22 2 0质点系动能定理：作用于系统一切外力做功与一切内力作功之和等于系统动能的增量2.功能原£wex+£win=£1mv2-E1mv2理：夕卜力功与非保i'i'i2'i2'0守内力功之和等于系统机械能(动能+势能)的增量机械能守恒定律：只有保守内力作功的情况下，质点系的机械能保持不变第五章机械振动主要内容一.简谐运动振动：描述物质运动状态的物理量在某一数值附近作周期性变化。机械振动：物体在某一位置附近作周期性的往复运动。简谐运动动力学特征：F--kx简谐运动运动学特征：。=-®2x简谐运动方程：xAcos(t)简谐振动物体的速度：V半1AsintTOC\o"1-5"\h\zd2x 4=/=— -I-加速度Q不 2AcostcjS3dt2 *速度的最大值v.LA, 加速度的最大值气 2A二描述谐振动的三个特征物理量一①

X2址，取决于振动系统的能量。0 22.角（圆）频率亍：+2T,取决于振动系统的性质对于弹簧振子看=、渤于单摆①=*相位一击_，它决定了振动系统的运动状态（X,V）t=0的相位—初相+t=0的相位—初相+:所在象限由x0arctg—^ox0:和v的正负确定to- -— S中在第一象限，中在第二象限，中在第三象限，即中取（0-）2一，立 、即中取（一冗）2—,冗中在第四象限，---2一/3冗 、即中取（一2冗）

2\x\x=Acos((at+(p)三.旋转矢量法简谐运动可以用一旋转矢量（长度等于振幅）的矢端在Ox轴上的投影点运动来描述。4的模4=振幅A,角速度大小=谐振动角频率①T —t=0的角位置中是初相t时刻旋转矢量与x轴角度是t时刻振动相位（M+中矢端的速度和加速度在Ox轴上的投影点速度和加速度是谐振动的速度和加速度。简谐振动的能量以弹簧振子为例：同方向同频率的谐振动的合成设x=Acos(wt+中)合成振动振幅与两分振动振幅关系为：A=A1+42合振动的振幅与两个分振动的振幅以及它们之间的相位差有关。一般情况，相位差甲2-甲]可以取任意值H1-A21<A<A1+A21第六章机械波主要内容波动的基本概念机械波：机械振动在弹性介质中的传播。波线一一沿波传播方向的有向线段。波面一一振动相位相同的点所构成的曲面波的周期T:与质点的振动周期相同。波长人：振动的相位在一个周期内传播的距离。振动相位传播的速度。波速与介质的性质有关筒谐波沿ox轴正方向传播的平面筒谐波的波动方程质点的振动速度v=^r=―①Asin[①(t-^x)+甲- —C/V ‘Lp、/ x/、 1质点的振动加速度 a=8土=―①2Acos[°(t―u—)+9]dt u这是沿ox轴负方向传播的平面筒谐波的波动方程。波的干涉两列波频率相同，振动方向相同，相位相同或相位差恒定，相遇区域内出现有的地方振动始终加强，有的地方振动始终减弱叫做波的干涉现象。两列相干波加强和减弱的条件：(1)A9=G-9)一2兀-2_-1=±2k兀(k=0,1,2,•••)时，A=A+A''2 '1 人 1 2(振幅最大，即振动加强)△9=Cp2—9])一2兀—人-=±(2k+1%(k=0,1,2,…)时，A=A1一A2(振幅最小，即振动减弱)（2）若中2=中1（波源初相相同）时，取a=r2-二称为波程差。8=r2-r=±2k人（k=0,1,2,..•）时，A=A]+A2（振动加强）8=r2-ri=±（2k+1）|（k=0,1,2,•••）时，A=|ai-A2|（振动减弱）其他情况合振幅的数值在最大值q+4和最小值〔4-气|之间。第七章气体动理论主要内容一.理想气体状态方程:PV PVPV m'——=Ct~^=-^；PV=—RT；P=nkTT T T MR=8.31J/kmol；k=1.38x10-23%；气=6.022x1023mol-1;R=Nqk理想气体压强公式p=-nr.厂=1mV2分子平均平动动能3kt kt2理想气体温度公式能均分原理自由度：确定一个物体在空间位置所需要的独立坐标数目。气体分子的自由度单原子分子（如氨、氖分子）i=3；刚性双原子分子i=5；刚性多原子分子i=6能均分原理：在温度为T的平衡状态下，气体分子每一自由度上具有的平均动都相等，其值为1kT2-个分子的平均动能为：r=ikTk2理想气体的内能（所有分子热运动动能之和）i.1.1mol理想气体E=—RT2- 八一，m,3.一定量理想气体E=v-RT（y=—）M第八章热力学基础主要内容一.准静态过程（平衡过程）TOC\o"1-5"\h\z系统从一个平衡态到另一个平衡态，中间经历的 每一状态都可以近似看成平衡态过程。 "热力学第一定律 一一一丁一一:；IQ=RE+W；dQ=dE+dW ； I >Q祀元+沙v气体W=j：PdvQ,AE,W符号规定dE=mCdT 或E-E=mC（T-T）C=-RMVm 2 1MVm'2 1， Vm2热力学第一定律在理想气体的等值过程和绝热过程中的应用等体过程等压过程等温过程绝热过程绝热方程PVY=C1,VY-1T=C2,PY-1T-Y=C3。循环过程特点：系统经历一个循环后，AE=0系统经历一个循环后（代数和）=W（代数和）正循环（顺时针）——热机逆循环（逆时针）——致冷机热机效率：式中：Q1------在一个循环中，系统从高温热源吸收的热量和；Q2------在一个循环中，系统向低温热源放出