大學(xué)物理上冊(cè)總結(jié)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1大學(xué)物理上冊(cè)總結(jié)大學(xué)物理上冊(cè)總結(jié)25、加速度6、運(yùn)動(dòng)方程22dtrddtda kajaiazyx kdtzdjdtydidtxd222222 k)t( zj )t(yi )t(x)t(r )(tyy )t(xx )(tzz 第1頁(yè)/共45頁(yè)3一、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（一維運(yùn)動(dòng)）二、拋體運(yùn)動(dòng)（二維運(yùn)動(dòng)）三、圓周運(yùn)動(dòng)（二維運(yùn)動(dòng)）1、圓周運(yùn)動(dòng)加速度2、圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述 aaan dtdnR 2)t ( 角位置角速度dtd 角加速度22dtddtd 角位移 12 四、一般曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（二維運(yùn)動(dòng)）牽牽連連相相對(duì)對(duì)絕絕對(duì)對(duì)u五、運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性牽牽連連相相對(duì)對(duì)絕絕對(duì)對(duì)aaa第2頁(yè)/共45頁(yè)4內(nèi)容要求: 經(jīng)典理論式：

2、amdtrdmdtvdmF 2222xxxdtxdmdtdvmmaF 22zzzdtzdmdtdvmmaF 22yyydtydmdtdvmmaF 笛卡爾直直角坐標(biāo)系RmmaFnn2 dtdmmaF 自然坐標(biāo)系（平面）1 深入理解牛頓三定律的基本內(nèi)容質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué) 小 結(jié)：第3頁(yè)/共45頁(yè)5解題類(lèi)型:amF ra 分兩類(lèi)由:(1). 運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)、已已知知：mFFm運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)和和已已知知 :(2).也可由已知部分量求出另一部分量 解體步驟及注意事項(xiàng)：4、分析力，一個(gè)不多，一個(gè)不少； 5、選定坐標(biāo)系按牛頓定律列方程；6、解方程，先字母，后代數(shù)，結(jié)果有單位； 7、分析討論所得結(jié)果。1、確立研究對(duì)象 認(rèn)清是哪一

3、個(gè)物體或那幾個(gè)物體。2、看運(yùn)動(dòng)3、取隔離體第4頁(yè)/共45頁(yè)60F 外外常常矢矢量量 P動(dòng)量守恒定律 21tt12PPdtFI外外質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理I 21ttidtFIdI沖 量12vmvmI 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理可應(yīng)用于任何一個(gè)分量常矢量xxPF0常矢量yyPF0常矢量zzPF0內(nèi)力不影響總動(dòng)量（解析式法， 矢量圖法）2、熟練掌握動(dòng)量和沖量的概念，靈活運(yùn)用動(dòng)量定理和動(dòng) 量守恒定律。第5頁(yè)/共45頁(yè)73、熟練掌握功的定義即變力做功的計(jì)算方法，深入理解 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理及計(jì)算。rdFdA baabrdFAKaKbbaabEErdFA 1K2KEEAAA 內(nèi)內(nèi)外外所有外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)組的功和系統(tǒng)內(nèi)力對(duì)質(zhì)點(diǎn)組做的

4、功之和等于質(zhì)點(diǎn)組總動(dòng)能的增量。質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理:質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能定理:變力做功：第6頁(yè)/共45頁(yè)84、功能原理和機(jī)械能守恒定律保守力：保守力所做的功與路徑的形狀無(wú)關(guān)，而只決定于相互作用的質(zhì)點(diǎn)的始末相對(duì)位置。PPAPBPBPAE)EE(EEA 勢(shì)能 勢(shì)勢(shì)能能零零點(diǎn)點(diǎn)APArdFAE功能原理當(dāng)A外 + A非保內(nèi)= 0E k+ EP=常量機(jī)械能守恒定律條件A外 + A非保內(nèi) = E k+EP= )EE(PK 第7頁(yè)/共45頁(yè)95、深入理解兩個(gè)力學(xué)守恒定律的物理意義，并聯(lián)合應(yīng)用。 碰撞(兩個(gè)或多個(gè)物體相遇,物體間相互作用僅持續(xù) 極為短暫的時(shí)間)完全彈性碰撞非完全彈性碰撞動(dòng)量守恒動(dòng)能守恒動(dòng)量守恒動(dòng)能不守恒完全

5、非彈性碰撞碰后有共同速度動(dòng)量守恒動(dòng)能不守恒第8頁(yè)/共45頁(yè)10剛體內(nèi)容小 結(jié) 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律：amF JM 力和力矩的瞬時(shí)效應(yīng)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律：第9頁(yè)/共45頁(yè)11力和力矩的空間積累效應(yīng)、功 dMA 21 ArdFba 力的功：力矩的功：、動(dòng)能平動(dòng)動(dòng)能：轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能：221mvEK 221 JEK 第10頁(yè)/共45頁(yè)12KKKEEEA 123、動(dòng)能定理剛體平動(dòng)：剛體轉(zhuǎn)動(dòng)： dM 21rdFba 21222121mvmv 21222121 JJ 4、重力勢(shì)能剛體勢(shì)能：質(zhì)點(diǎn)勢(shì)能：CPmghE mghEP 第11頁(yè)/共45頁(yè)135、機(jī)械能守恒定律2211KPKPEEEE 守恒條件：質(zhì)點(diǎn)：剛體轉(zhuǎn)動(dòng)

6、：2222112121mvEmvEPP 2222112121 JmghJmghcc 0A第12頁(yè)/共45頁(yè)14力的時(shí)間積累效應(yīng)PPPdtFtt 12213、動(dòng)量守恒定律12PP 0 外外F、質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理守恒條件：適用于質(zhì)點(diǎn)系。PPPdtFtt 1221外外2、質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理第13頁(yè)/共45頁(yè)151、角動(dòng)量質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量剛體的角動(dòng)量 JL prL vmr 1221LLdtMtt 對(duì)于質(zhì)點(diǎn)：對(duì)于剛體：力矩的時(shí)間積累效應(yīng)2、角動(dòng)量定理112221 JJdtMtt 112221vmrvmrdtMtt 第14頁(yè)/共45頁(yè)163、角動(dòng)量守恒定律0 M質(zhì)點(diǎn)：剛體：1221LLdtMtt 守恒條件：1122

7、 JJ 1122vmrvmr 對(duì)于物體或物體所構(gòu)成的系統(tǒng)都適用。 內(nèi)內(nèi)外外MM 0 外外M單一物體：物體組：第15頁(yè)/共45頁(yè)17假設(shè) 1-在任何參照系中，物理定律的數(shù)學(xué)形式都相同假設(shè) 2-真空中的光速是一恒量一、愛(ài)因斯坦的兩個(gè)基本假設(shè)二、洛侖茲坐標(biāo)變換22cu11 )cuxt(tzzyy)utx(x2 三、洛侖茲速度變換2xxxcu1u )cu1(2xyy )cu1(2xzz 相對(duì)論小結(jié)：第16頁(yè)/共45頁(yè)180L220cu1LL 在相對(duì)于棒靜止的慣性系中測(cè)得的長(zhǎng)度 固有長(zhǎng)度L 在相對(duì)于棒運(yùn)動(dòng)的慣性系中測(cè)得的長(zhǎng)度 運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度物體沿運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度收縮，物體沿垂直運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度不變(最長(zhǎng)) 在各個(gè)不同

8、的慣性系中測(cè)量同一根棒的長(zhǎng)度，在相對(duì)于棒靜止的慣性系中測(cè)得的棒最長(zhǎng)四、長(zhǎng)度收縮第17頁(yè)/共45頁(yè)190 2201cu 在相對(duì)事件發(fā)生地點(diǎn)靜止的慣性系中測(cè)得的時(shí)間 固有時(shí)間 在相對(duì)事件發(fā)生地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的慣性系中測(cè)得的時(shí)間相對(duì)論時(shí)間(最短)在各個(gè)不同的慣性系中測(cè)量二事件發(fā)生的時(shí)間間隔在相對(duì)事件發(fā)生地點(diǎn)靜止的慣性系中測(cè)得的時(shí)間最短相對(duì)于觀察者運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢某種粒子從產(chǎn)生到衰變所經(jīng)歷的平均時(shí)間粒子壽命S固有壽命0 u2201cu 實(shí)驗(yàn)室S運(yùn)動(dòng)壽命 粒子五、時(shí)間膨脹第18頁(yè)/共45頁(yè)20六、同時(shí)性的相對(duì)性注意:“同地”指沿X軸上同一點(diǎn); “異地”指沿X軸上不同兩點(diǎn)S 系S系(1)同地異時(shí)異地異時(shí)(2)異地同

9、時(shí)異地異時(shí)(3)異地異時(shí)異地異時(shí)(同地異時(shí)或同時(shí)異地)(4)同地同時(shí)同地同時(shí)第19頁(yè)/共45頁(yè)21七、相對(duì)論動(dòng)力學(xué)主要結(jié)論1. 質(zhì)量02201mcvmm 2. 動(dòng)量vmP vcvm2201 3. 動(dòng)力學(xué)的基本方程 dtPdF )(vmdtd dtdmvdtvdm 202cmmcEk 4. 動(dòng)能5. 靜能6. 總能量200cmE 2mcE 第20頁(yè)/共45頁(yè)227. 動(dòng)能定理)1()2(20 cmA合合8. 質(zhì)能關(guān)系式2mcE m 2c E9. 能量、質(zhì)量守恒)(2cmEii =常量常常量量 im10。能量、動(dòng)量關(guān)系22202cPEE 處理力學(xué)問(wèn)題時(shí)，一定要搞清問(wèn)題是否滿(mǎn)足經(jīng)典極限條件(v0.1

10、c)第21頁(yè)/共45頁(yè)23合外力與位移正比而反向加速度與位移正比而反向位移隨時(shí)間按余弦規(guī)律變化1、簡(jiǎn)諧振動(dòng)的三條判據(jù)kxF 0 xdtxd,xmka222 )tcos(Ax 2、簡(jiǎn)諧振動(dòng)的描述 解析法、 函數(shù)圖線(xiàn)法、旋轉(zhuǎn)矢量法振動(dòng)學(xué)小 結(jié)：第22頁(yè)/共45頁(yè)244、位相 t質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由位相唯一確定)tcos(Ax )tcos(Aa2 )tsin(A 3、簡(jiǎn)諧振動(dòng)的三個(gè)特征量22020 xA 000Asin,Axcos ,A)tcos(Ax 第23頁(yè)/共45頁(yè)25)t(sinkAmvEK 2222121)t(coskAkxEP 22221215、簡(jiǎn)諧振動(dòng)勢(shì)能6、簡(jiǎn)諧振動(dòng)動(dòng)能7、簡(jiǎn)諧振動(dòng)能量常

11、常量量 2m2PKm21kA21EEE 最大位移時(shí)勢(shì)能平衡位置時(shí)動(dòng)能動(dòng)能勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換、總能量不變。第24頁(yè)/共45頁(yè)26)cos(AA2AAA12212221 22112211cosAcosAsinAsinAant 2 1= 2 k (k =0,1,2,)21AAA 2 1= (2k+1) (k=0,1,2,)21AAA 極大條件:極小條件:8、同方向同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成)tcos(Ax111 )tcos(Ax222 )tcos(Ax 第25頁(yè)/共45頁(yè)27波源一、機(jī)械波的產(chǎn)生與傳播1. 機(jī)械波產(chǎn)生的條件媒質(zhì)2. 波的兩種基本類(lèi)型橫波縱波簡(jiǎn)諧波:當(dāng)波源作簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),媒質(zhì)中各質(zhì)元也作簡(jiǎn)諧振動(dòng),其

12、頻率與波源的頻率相同,振幅也與波源有關(guān)3. 波在傳播過(guò)程中的物理本質(zhì) (1) 在波的傳播過(guò)程中,質(zhì)元本身并不隨波的傳播而向前移動(dòng),所有質(zhì)元均在各自的平衡位置作同方向、同頻率、同振幅的簡(jiǎn)諧振動(dòng) 沿波的傳播方向,后一質(zhì)元的振動(dòng)總是重復(fù)相鄰前一質(zhì)元的振動(dòng),只是在時(shí)間(或者在位相)上依次落后 (3) 在波的傳播過(guò)程中,隨著振動(dòng)狀態(tài)的傳播,伴隨著能量的傳播 (2) 波的傳播過(guò)程是振動(dòng)狀態(tài)(位相)的傳播過(guò)程4.波的幾何描述波線(xiàn)、波面、波前、波動(dòng)動(dòng)學(xué)小 結(jié)：第26頁(yè)/共45頁(yè)28二、描述波動(dòng)的物理量1.波長(zhǎng): 波波源源 T1 x2T 22.周期T: xTt3.頻率4.波速u(mài): Tux tx 周期、頻率與介質(zhì)

13、無(wú)關(guān)，與波源的相同 波長(zhǎng)、波速與介質(zhì)有關(guān) 波在不同介質(zhì)中頻率不變 不同頻率的波在同一介質(zhì)中波速相同第27頁(yè)/共45頁(yè)29三、波動(dòng)方程(波函數(shù)) )(cos,0 uxtAtxy 1。若已知某點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程x)cos(0 tAy.yx.uop)2cos(0 xtAT 22 uuT“-”表示沿x軸正向傳播“+”表示沿x軸負(fù)向傳播 )(2cos,0 xTtAtxy )(2cos,0 xtAtxy )(2cos,0 utxAtxy波動(dòng)方程振動(dòng)狀態(tài)、振動(dòng)曲線(xiàn)、波形圖第28頁(yè)/共45頁(yè)302. 波動(dòng)方程的物理意義 )2cos(,0 xtAtxy(1) 當(dāng)x一定)(0 xx )2cos(00 xtAty)

14、2cos()(00 xtAxy(2) 當(dāng)t一定)(0tt (3) 當(dāng)x,t都變化 xytt + txtu u3.質(zhì)元的振動(dòng)速度和加速度)uxt(sinAty )(cos222 uxtAtyax第29頁(yè)/共45頁(yè)31)uxt (sinVA21E222k )uxt(sinVAE222 )uxt(sinVA21E222p 動(dòng) 能勢(shì) 能總機(jī)械能結(jié)論 (1) 動(dòng)能和勢(shì)能在任何時(shí)刻位相相同(2) 動(dòng)能和勢(shì)能在任何時(shí)刻量值相同(3) 總機(jī)械能不守恒四、波的能量1. 波的能量表達(dá)式 第30頁(yè)/共45頁(yè)322.波的能量密度2221Aw 3.能流 suAP2221 單位時(shí)間通過(guò)媒質(zhì)中某一面積的能量 4 . 能 流

15、 密度通過(guò)垂直于波的傳播方向的單位面積的平均能流(波的強(qiáng)度)uAI2221 u單位體積內(nèi)波的能量 五、惠更斯原理 媒質(zhì)中任一波陣面上的各點(diǎn)，都可以看作是發(fā)射子波的波源，在其后的任一時(shí)刻，這些子波的包跡就是新的波陣面。在均勻各向同性媒質(zhì)中,平面波的強(qiáng)度不變,球面波的強(qiáng)度與半徑的平方成反比(介質(zhì)無(wú)吸收)5. 平面波和球面波的振幅第31頁(yè)/共45頁(yè)33六、波的干涉1.波傳播的獨(dú)立性幾列波在傳播過(guò)程中,在某一區(qū)域相遇后再分開(kāi),各波的傳播情況與相遇前一樣,仍保持各自的原有特性（即保持原來(lái)的波長(zhǎng)、頻率、振幅和振動(dòng)方向）,繼續(xù)沿原來(lái)的方向傳播2. 波的疊加原理在幾列波相遇的區(qū)域內(nèi),任一點(diǎn)的振動(dòng),為每個(gè)分振動(dòng)

16、單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)的合成兩列相干波在某一區(qū)域相遇時(shí)，使 某些地方的振動(dòng)始終加強(qiáng)，使另一些地方的振動(dòng)始終減弱，結(jié)果使波的強(qiáng)度形成穩(wěn)定分布振動(dòng)方向相同位相相同或位相差恒定頻率相同相干條件干涉現(xiàn)象3.干涉現(xiàn)象第32頁(yè)/共45頁(yè)34(1)干涉加強(qiáng)條件 k2),2, 1,0( k21AAA 21212IIIII （干涉相長(zhǎng)）(2)干涉減弱條件 ) 12( k),2,1,0( k|21AAA 21212IIIII （干涉相消）若21 krr 212) 12(21 krr, 2, 1, 0 k, 2, 1, 0 k加強(qiáng)減弱4. 干涉加強(qiáng)、減弱的條件 12122)(rr第33頁(yè)/共45頁(yè)35七、駐波1

17、.駐波的形成兩列振幅相同的相干波,在同一直線(xiàn)上沿相反方向傳播時(shí),疊加后形成的波0|2cos2| xAtxAy cos2cos22. 駐波方程 波節(jié)位置:振幅為零的點(diǎn)4) 12( kx,2, 1,0 k 波腹位置:振幅有最大值A(chǔ)2|x2cosA2| 2 kx,2, 1,0 k 相鄰波節(jié)(波腹)間距:2/1 kkxx第34頁(yè)/共45頁(yè)364. 半波損失波疏媒質(zhì)u uu小大波密媒質(zhì) u大 u小有半波損失無(wú)半波損失5. 求駐波方程的基本步驟 位相分布位相分布一波節(jié)兩側(cè)各點(diǎn)的位相相反相鄰波節(jié)間各點(diǎn)的位相相同3. 駐波的波形不前進(jìn)，能量也不向前傳播，只是動(dòng)能與勢(shì)能交替地在波腹與波節(jié)附近不斷地轉(zhuǎn)換 八、多普

18、勒效應(yīng)八、多普勒效應(yīng)觀察者接受到的的頻率波 源觀察者RS)(S R )(R SSRRuu 第35頁(yè)/共45頁(yè)37一、 理想氣體的狀態(tài)方程(1) 質(zhì)量一定時(shí)(2) 常用形式RTMPV (3) 分子數(shù)密度n表示nkTP 常常量量 TPV二、 理想氣體的壓強(qiáng)公式wnP32 221vmw kT23三、理想氣體的溫度公式wkT32 mkTv32 RT3氣體分子的方均根速率分子物理學(xué)小 結(jié)：第36頁(yè)/共45頁(yè)38四、 理想氣體的內(nèi)能1.自由度(1) 單原子分子3 i(2) 雙原子分子5 i(3) 多原子分子6 i2.能量按自由度均分原理在溫度為T(mén)的平衡態(tài)下，氣體分子的每一個(gè)自由度上都均勻分配 的平均動(dòng)能。

19、kT21kw一個(gè)分子的平均總動(dòng)能kTi2 一個(gè)分子的平均總能量wkTi2 一摩爾氣體內(nèi)能0ERTi2 3.理想氣體的內(nèi)能RTiME2第37頁(yè)/共45頁(yè)39五、麥克斯韋速率分布定律在速率v 附近的單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。NdvdN)(vf2223224vekTmkTmvpv六、 麥克斯韋速率分布曲線(xiàn) vfv dvvfvv 21 NN 1 10 0dvvfm一定時(shí)，T升高，曲線(xiàn)變寬變平。T一定時(shí)，m減小，曲線(xiàn)變寬變平。第38頁(yè)/共45頁(yè)40分子的平均自由程pdkT22 平均碰撞頻率vdnZ22 分子數(shù)按高度分布規(guī)律kTmgzenn 0壓強(qiáng)按高度分布規(guī)律RTgzepp0八、重力場(chǎng)中理想氣體分子按位置的分布七、三種統(tǒng)計(jì)速率最可幾速率 RT4.1vp 平均速率 RT6.1v 方均根速率 RT7.1v2 第39頁(yè)/共45頁(yè)41一、 理想氣體的內(nèi)能TCMEV R2iCV 二、 熱力學(xué)第一定律AEAEEQ12 系統(tǒng)吸熱；系統(tǒng)放熱。三、 等值過(guò)程等容過(guò)程：)(12V12VTTCMEEQ 0dV 0Qd 0Qd AddEQd 0Ad TCMEV 熱力學(xué)小 結(jié)：第40頁(yè)/共45頁(yè)42等溫過(guò)程：12TTVVRTMAQln 0dT 0dE 等壓過(guò)程：)(12PP12PTTCMAEEQ )()(