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文檔簡(jiǎn)介
1.參考系:描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)用作參考的其他物體和一套同步的鐘.
2.位矢和位移一運(yùn)動(dòng)的描述運(yùn)動(dòng)方程位移注意:一般3.速度和速率速度速率(速度合成)1.參考系:描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)用作參考的其他物體和3.加速度任意曲線運(yùn)動(dòng)都可以視為沿x,y,z軸的三個(gè)各自獨(dú)立的直線運(yùn)動(dòng)的疊加(矢量加法).——運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理或運(yùn)動(dòng)疊加原理.二勻加速運(yùn)動(dòng)常矢量初始條件:3.加速度任意曲線運(yùn)動(dòng)都可以視為沿x,y,z軸
勻加速直線運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)三圓周運(yùn)動(dòng)
角速度
角加速度
速度勻加速直線運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)三圓周運(yùn)動(dòng)角速
圓周運(yùn)動(dòng)加速度切向加速度法向加速度(指向圓心)(沿切線方向)
力學(xué)的相對(duì)性原理:
動(dòng)力學(xué)定律在一切慣性系中都具有相同的數(shù)學(xué)形式.四相對(duì)運(yùn)動(dòng)
伽利略速度變換圓周運(yùn)動(dòng)加速度切向加速度法向加速度(指向圓心)(沿切
例一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某瞬時(shí)矢徑為,其速度大小為例一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某瞬時(shí)矢徑為,其速(A)勻速直線運(yùn)動(dòng)(B)勻變速直線運(yùn)動(dòng)(C)拋物線運(yùn)動(dòng)(D)一般曲線運(yùn)動(dòng)
例
一質(zhì)點(diǎn)在平面上運(yùn)動(dòng),已知質(zhì)點(diǎn)位置矢量的表達(dá)式為(其中a、b為常量),則該質(zhì)點(diǎn)作(A)勻速直線運(yùn)動(dòng)例一質(zhì)點(diǎn)在平面上運(yùn)動(dòng),已知解⑴
例物體作斜拋運(yùn)動(dòng)如圖所示,在軌道點(diǎn)A處速度的大小為v,其方向與水平方向夾角成30.
求(1)物體在A點(diǎn)的切向加速度at
;(2)軌道的曲率半徑.A30⑵[思考]軌道最高點(diǎn)處的曲率半徑?解⑴例物體作斜拋運(yùn)動(dòng)如圖所示,在軌道點(diǎn)A處速度的
例一快艇正以速度v0行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉后得到與速度方向相反大小與速率平方成正比的加速度.試求汽車在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后又行駛x距離時(shí)的速度.解
求的關(guān)系,可作如下變換例一快艇正以速度v0行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉后得到與一牛頓運(yùn)動(dòng)定律第一定律慣性和力的概念,慣性系的定義.第二定律當(dāng)時(shí),寫作第三定律力的疊加原理二
國(guó)際單位制力學(xué)基本單位m、kg、s量綱:表示導(dǎo)出量是如何由基本量組成的關(guān)系式.一牛頓運(yùn)動(dòng)定律第一定律慣性和力的概念,慣性系的定直角坐標(biāo)表達(dá)形式牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式一般的表達(dá)形式自然坐標(biāo)表達(dá)形式直角坐標(biāo)表達(dá)形式牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式一般的表達(dá)形式自然坐(1)萬有引力重力三
幾種常見的力(3)摩擦力滑動(dòng)摩擦力Ff=FN
靜摩擦力0<
Ff0≤Ff0m(2)彈性力彈簧彈力(張力、正壓力和支持力)
基本自然力:萬有引力、弱力、電磁力、強(qiáng)力.已統(tǒng)一(1)萬有引力重力三幾種常見的力(3)摩擦力(2)彈性四慣性系和非慣性系慣性力在平動(dòng)加速參考系中(為非慣性系相對(duì)于慣性系的加速度)在轉(zhuǎn)動(dòng)參考系中,慣性離心力對(duì)某一特定物體慣性定律成立的參考系叫做慣性參考系.相對(duì)慣性系作加速運(yùn)動(dòng)的參考系為非慣性參考系
.四慣性系和非慣性系慣性力在平動(dòng)加速參
(1)確定研究對(duì)象,幾個(gè)物體連在一起需作隔離體圖,把內(nèi)力視為外力;
(2)進(jìn)行受力分析,畫受力圖;(3)建立坐標(biāo)系,列方程求解(用分量式);
(4)先用文字符號(hào)求解,后代入數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果.五應(yīng)用牛頓定律解題的基本思路(1)確定研究對(duì)象,幾個(gè)物體連在一起需作隔離體圖,把內(nèi)
例
質(zhì)量為m
的物體自空中落下,它除受重力外,還受到一個(gè)與速度平方成正比的阻力的作用.比例系數(shù)為k,k
為正常數(shù).該下落物體的終極速度(即最后物體做勻速直線的速度)將是例質(zhì)量為m的物體自空中落下,它除受重
例已知一物體質(zhì)量m沿水平方向運(yùn)動(dòng),初速度為v0,所受的阻力為Ff=-
k
v,求停止運(yùn)動(dòng)時(shí),物體運(yùn)動(dòng)的距離.解例已知一物體質(zhì)量m沿水平方向運(yùn)動(dòng),一動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理——機(jī)械運(yùn)動(dòng)的量度質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量力的沖量
——力對(duì)時(shí)間的累積
質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理:質(zhì)點(diǎn)所受合外力的沖量等于質(zhì)點(diǎn)在此時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的增量.
質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理:系統(tǒng)所受合外力的沖量等于系統(tǒng)動(dòng)量的增量.一動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理——機(jī)械運(yùn)動(dòng)的量度質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量力的沖二質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒定律(2)某一方向合外力為零,則該方向(3)
只適用于慣性系;(4)
比牛頓定律更普遍的最基本的定律.
說明:(1)
守恒條件:合外力為零,或外力內(nèi)力;質(zhì)點(diǎn)系所受合外力為零,系統(tǒng)總動(dòng)量守恒.即若,則常矢量.二質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒定律(2)某一方向合外力為零,則該方向(三功、功率功率反映力做功快慢功描述力的空間累積效應(yīng)四動(dòng)能、動(dòng)能定理動(dòng)能動(dòng)能定理:合外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所作的功等于質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的增量.適用于慣性系.三功、功率功率反映力做功快慢功描述力的空間累積效應(yīng)四五保守力、非保守力、勢(shì)能勢(shì)能Ep:與物體間相互作用及相對(duì)位置有關(guān)的能量.(2)勢(shì)能具有相對(duì)性,勢(shì)能大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān);(1)勢(shì)能是狀態(tài)函數(shù);(3)勢(shì)能是屬于系統(tǒng)的.
說明保守力:力所作的功與路徑無關(guān),僅決定于相互作用質(zhì)點(diǎn)的始末相對(duì)位置.非保守力:力所作的功與路徑有關(guān).五保守力、非保守力、勢(shì)能勢(shì)能Ep:與物體間相互力學(xué)中常見的勢(shì)能彈性勢(shì)能引力勢(shì)能重力勢(shì)能六功能原理、機(jī)械能守恒定律
質(zhì)點(diǎn)系的功能原理:質(zhì)點(diǎn)系機(jī)械能的增量等于外力和非保守內(nèi)力作功之和.當(dāng)時(shí),有
機(jī)械能守恒定律:
只有保守內(nèi)力作功的情況下,質(zhì)點(diǎn)系的機(jī)械能保持不變.力學(xué)中常見的勢(shì)能彈性勢(shì)能引力勢(shì)能重力勢(shì)能六功能原
例一小球在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則小球在運(yùn)動(dòng)過程中(A)機(jī)械能不守恒、動(dòng)量不守恒、角動(dòng)量守恒(B)機(jī)械能守恒、動(dòng)量不守恒、角動(dòng)量守恒(C)機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒、角動(dòng)量不守恒(D)機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒、角動(dòng)量守恒解小球在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng),其動(dòng)能不變,勢(shì)能改變,所以機(jī)械能不守恒.
小球在運(yùn)動(dòng)過程中,速度方向在改變,所以動(dòng)量不守恒.
由于小球作勻速圓周運(yùn)動(dòng),它所受的合力指向圓心,力矩為零,所以角動(dòng)量守恒.例一小球在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則小球在運(yùn)動(dòng)一剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)二剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律
剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度與它所受的合外力矩成正比,與剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成反比.
剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)二剛體的定軸轉(zhuǎn)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理三剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)功和能力矩的功轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能重力勢(shì)能剛體的機(jī)械能守恒定律:若只有保守力作功時(shí),則常量.剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理三剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)功和能四剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律剛體對(duì)轉(zhuǎn)軸的角動(dòng)量:角動(dòng)量定理:,則若角動(dòng)量守恒定律首先分析各物體所受力和力矩情況,然后根據(jù)已知條件和所求物理量判斷應(yīng)選用的規(guī)律,最后列方程求解.五定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問題
解題基本步驟四剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律剛(1)
求剛體轉(zhuǎn)動(dòng)某瞬間的角加速度,一般應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)定律求解.如質(zhì)點(diǎn)和剛體組成的系統(tǒng),對(duì)質(zhì)點(diǎn)列牛頓運(yùn)動(dòng)方程,對(duì)剛體列轉(zhuǎn)動(dòng)定律方程,再列角量和線量的關(guān)聯(lián)方程,聯(lián)立求解.(2)
剛體與質(zhì)點(diǎn)的碰撞、打擊問題,在有心力場(chǎng)作用下繞力心轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)問題,考慮用角動(dòng)量守恒定律.
另外,實(shí)際問題中常常有多個(gè)復(fù)雜過程,要分成幾個(gè)階段進(jìn)行分析,分別列出方程,進(jìn)行求解.(3)
在剛體所受的合外力矩不等于零時(shí),比如木桿擺動(dòng),受重力矩作用,一般應(yīng)用剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律求解.(1)求剛體轉(zhuǎn)動(dòng)某瞬間的角加速度,一般應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)定律質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)描述的對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度加速度角速度角加速度質(zhì)量m轉(zhuǎn)動(dòng)慣量動(dòng)量角動(dòng)量力力矩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)描述的對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)照運(yùn)動(dòng)定律轉(zhuǎn)動(dòng)定律質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)量定理角動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定律角動(dòng)量守恒定律力的功力矩的功動(dòng)能轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)照運(yùn)動(dòng)定律轉(zhuǎn)動(dòng)定律質(zhì)點(diǎn)的平質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能定理動(dòng)能定理重力勢(shì)能重力勢(shì)能機(jī)械能守恒只有保守力作功時(shí)機(jī)械能守恒只有保守力作功時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)
例一人握有兩只啞鈴,站在一可無摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)的水平平臺(tái)上,開始時(shí)兩手平握啞鈴,人、啞鈴、平臺(tái)組成的系統(tǒng)以一角速度旋轉(zhuǎn),后來此人將啞鈴下垂于身體兩側(cè),在此過程中,系統(tǒng)(A)角動(dòng)量守恒,機(jī)械能不守恒(B)角動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒(C)角動(dòng)量不守恒,機(jī)械能守恒(D)角動(dòng)量不守恒,機(jī)械能不守恒例一人握有兩只啞鈴,站在一可無AmBF=mg(A)
A=
B
(B)
A>
B
(C)
A<
B
(D)無法確定
例如圖所示,A、B為兩個(gè)相同的定滑輪,A滑輪掛一質(zhì)量為m的物體,B滑輪受力F=mg,設(shè)A、B兩滑輪的角加速度分別為A和
B,不計(jì)滑輪的摩擦,這兩個(gè)滑輪的角加速度的大小關(guān)系為ABAmBF=mg(A)A=B(B)(A)動(dòng)量不守恒,動(dòng)能守恒(B)動(dòng)量守恒,動(dòng)能不守恒(C)角動(dòng)量守恒,動(dòng)能不守恒(D)角動(dòng)量不守恒,動(dòng)能守恒
例人造地球衛(wèi)星繞地球作橢圓軌道運(yùn)動(dòng),地球在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,則衛(wèi)星的:(A)動(dòng)量不守恒,動(dòng)能守恒(B)動(dòng)量守恒,動(dòng)能不守例把單擺和一等長(zhǎng)的勻質(zhì)直桿懸掛在同一點(diǎn),桿與單擺的擺錘質(zhì)量均為m.開始時(shí)直桿自然下垂,將單擺擺錘拉到高度h0,令它自靜止?fàn)顟B(tài)下擺,于垂直位置和直桿作彈性碰撞.求:碰后直桿下端達(dá)到的高度h.C解此問題分為三個(gè)階段
(1)
單擺自由下擺(機(jī)械能守恒),與桿碰前速度例把單擺和一等長(zhǎng)的勻質(zhì)直桿懸掛在同一點(diǎn)(2)擺與桿彈性碰撞(擺,桿)角動(dòng)量守恒機(jī)械能守恒(3)碰后桿上擺,機(jī)械能守恒(桿、地球)C(2)擺與桿彈性碰撞(擺,桿)角動(dòng)量守恒機(jī)械能守恒(3)解盤和人為系統(tǒng),角動(dòng)量守恒.設(shè):0、分別為人和盤相對(duì)地的角速度,順時(shí)針為正向.順時(shí)針方向
例質(zhì)量為m,半徑R
的均勻圓盤可繞過中心的光滑豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng).在盤緣站一質(zhì)量為m0的人,開始人和盤都靜止,當(dāng)人在盤緣走一圈時(shí),盤對(duì)地面轉(zhuǎn)過的角度.解盤和人為系統(tǒng),角動(dòng)量守恒.設(shè):0、分別ABCOO解(1)隔離物體分別對(duì)物體A、B及滑輪作受力分析,取坐標(biāo)如圖所示,運(yùn)用牛頓第二定律、轉(zhuǎn)動(dòng)定律列方程.ABCOO解(1)隔離物體分別對(duì)物體A、B(2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)描述(3)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)描述(在無外驅(qū)動(dòng)力的情況下)一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述和特征(5)
三個(gè)特征量:振幅A決定于振動(dòng)的能量;角頻率決定于振動(dòng)系統(tǒng)的性質(zhì);初相決定于起始時(shí)刻的選擇.(4)加速度與位移成正比而方向相反(1)物體受線性恢復(fù)力作用F=-kx平衡位置x=0(2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)描述(3)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)描述(在(2)對(duì)于兩個(gè)同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)相位差彈簧振子單擺實(shí)例:三
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)矢量表示法方法簡(jiǎn)單、直觀,用于判斷簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的初相及相位,分析振動(dòng)的合成問題.二相位(1)初相位(t=0)描述質(zhì)點(diǎn)初始時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).(2)對(duì)于兩個(gè)同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)相位差彈簧振子單擺實(shí)例:三四
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量4T2T43TE五兩個(gè)同方向同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的合成(1)
兩個(gè)同方向同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)合成后仍為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)四簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量4T2T43TE五兩個(gè)同方(2)兩個(gè)同方向不同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)合成頻率較大而頻率之差很小的兩個(gè)同方向簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的合成,其合振動(dòng)的振幅時(shí)而加強(qiáng)時(shí)而減弱的現(xiàn)象叫拍.拍頻(振幅變化的頻率)加強(qiáng)減弱(3)相互垂直的兩個(gè)同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)軌跡一般為橢圓,其具體形狀等決定于兩分振動(dòng)的相位差和振幅.(2)兩個(gè)同方向不同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)合成頻率較大而頻
例
圖中所畫的是兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線.若這兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)可疊加,則合成的余弦振動(dòng)的初相為A/2-AOxt(A)(B)(D)零(C)例圖中所畫的是兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線.若這
例一質(zhì)點(diǎn)作諧振動(dòng),周期為T,當(dāng)它由平衡位置向x軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí),從二分之一最大位移處到最大位移處這段路程所需要的時(shí)間為(A)T/4(B)T/12(C)T/6(D)T/8例一質(zhì)點(diǎn)作諧振動(dòng),周期為T,當(dāng)它由平衡位置向x(2)為最小時(shí),為_____________則(1)為最大時(shí),為______________
例已知兩個(gè)同方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng):(2)為最小時(shí),例一質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與兩個(gè)在同一直線上的簡(jiǎn)諧振動(dòng),求合振動(dòng)的振幅和初相位.例一質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與兩個(gè)在同一直線上的簡(jiǎn)O
**ab用旋轉(zhuǎn)矢量法求初相位例已知諧振動(dòng)的A、T,求(1)如圖簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程,(2)到達(dá)a、b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間.O**ab用旋轉(zhuǎn)矢量法求初相位例A/2O
**abA/2O**ab一機(jī)械波的基本概念1機(jī)械波產(chǎn)生條件:(1)波源;(2)彈性介質(zhì).機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播形成波,波是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳播,介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波傳播..2描述波的幾個(gè)物理量
波長(zhǎng):一個(gè)完整波形的長(zhǎng)度.
周期:波前進(jìn)一個(gè)波長(zhǎng)的距離所需要的時(shí)間.
頻率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)波動(dòng)所傳播的完整波的數(shù)目.
波速:某一相位在單位時(shí)間內(nèi)所傳播的距離.
周期或頻率只決定于波源的振動(dòng);波速只決定于介質(zhì)的性質(zhì).一機(jī)械波的基本概念1機(jī)械波產(chǎn)生條件:(1)波波的圖示法:
波線波面波前.3橫波、縱波2波函數(shù)的物理意義二平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)角波數(shù)1波的圖示法:波線波面波前.3橫波三波動(dòng)的能量
1在波動(dòng)傳播的媒質(zhì)中,任一體積元的動(dòng)能、勢(shì)能、總機(jī)械能均隨時(shí)間作同步地周期性變化,機(jī)械能不守恒.波動(dòng)是能量傳遞的一種方式.2平均能量密度:3平均能流密度(波強(qiáng)度):三波動(dòng)的能量1在波動(dòng)傳播的媒質(zhì)中,任一波程差若則其他1波的干涉2駐波
駐波方程五波的疊加原理波程差若則其他1波的波腹波節(jié)相鄰波腹(節(jié))間距
相鄰波腹和波節(jié)間距3相位躍變(半波損失)
當(dāng)波從波疏介質(zhì)垂直入射到波密介質(zhì),被反射到波疏介質(zhì)時(shí)形成波節(jié).入射波與反射波在此處的相位時(shí)時(shí)相反,即反射波在分界處產(chǎn)生的相位躍變,相當(dāng)于出現(xiàn)了半個(gè)波長(zhǎng)的波程差,稱半波損失.波腹波節(jié)相鄰波腹(節(jié))間距相鄰波腹和波節(jié)間距3相位躍例一平面簡(jiǎn)諧波動(dòng)在彈性介質(zhì)中傳播時(shí),在傳播方向上介質(zhì)中某質(zhì)元在負(fù)的最大位移處,則它的能量是(A)動(dòng)能為零,勢(shì)能最大(B)動(dòng)能為零,勢(shì)能為零(C)動(dòng)能最大,勢(shì)能最大(D)動(dòng)能最大,勢(shì)能為零例一平面簡(jiǎn)諧波動(dòng)在彈性介質(zhì)中傳播時(shí),在傳播方向上
例
兩相干波源位于同一介質(zhì)中的A、B兩點(diǎn),其振幅相同,頻率皆為100Hz,
B比A
的相位超前,若A、B相距30.0m,波速為400m/s
,試求AB
連線上因干涉而靜止的點(diǎn)的位置.解(1)A
點(diǎn)左側(cè)全部加強(qiáng)(2)B點(diǎn)右側(cè)全部加強(qiáng)(3)A、B兩點(diǎn)間**AB例兩相干波源位于同一介質(zhì)中的A、B1.分子數(shù)密度2.分子質(zhì)量3.質(zhì)量密度4.物質(zhì)的量1.分子數(shù)密度2.分子質(zhì)量3.質(zhì)量密度4.2.理想氣體壓強(qiáng)的微觀公式3.溫度的統(tǒng)計(jì)意義二三個(gè)公式1.理想氣體物態(tài)方程(平衡態(tài))2.理想氣體壓強(qiáng)的微觀公式3.溫度的統(tǒng)計(jì)意義二三種統(tǒng)計(jì)速率1.最概然速率3.方均根速率2.平均速率三速率分布和麥克斯韋速率分布律三種統(tǒng)計(jì)速率1.最概然速率3.方均根速率2四能量均分定理
氣體處于平衡態(tài)時(shí),分子任何一個(gè)自由度的平均能量都相等,均為.理想氣體的內(nèi)能單原子分子
303雙原子分子325多原子分子336分子自由度平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)總剛性分子能量自由度四能量均分定理氣體處于平衡態(tài)時(shí),分子任五平均碰撞頻率和平均自由程五平均碰撞頻率和平均自由程例一瓶氦氣和一瓶氮?dú)饷芏认嗤?分子平均平動(dòng)動(dòng)能相同,而且它們都處于平衡狀態(tài),則它們:(A)溫度相同、壓強(qiáng)相同.(B)溫度、壓強(qiáng)都不同.(C)溫度相同,但氦氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng).(D)溫度相同,但氦氣的壓強(qiáng)小于氮?dú)獾膲簭?qiáng).例根據(jù)能量按自由度均分原理,設(shè)氣體分子為剛性分子,分子自由度數(shù)為i,則當(dāng)溫度為T時(shí),(1)一個(gè)分子的平均動(dòng)能為.(2)一摩爾氧氣分子的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能總和為.例一瓶氦氣和一瓶氮?dú)饷芏认嗤?分子平均平動(dòng)動(dòng)能
例有兩個(gè)相同的容器,容積不變.一個(gè)盛有氦氣,另一個(gè)盛有氫氣(看成剛性分子),它們的壓強(qiáng)和溫度都相等,現(xiàn)將5J的熱量傳給氫氣,使氫氣的溫度升高,如果使氦氣也升高同樣的溫度,則應(yīng)向氦氣傳遞的熱量是(A)6J;(B)6J;(C)3J;(D)2J.因p、T、V同,所以n和同.氦i=3,氫氣i=5,所以Q=3J.例有兩個(gè)相同的容器,容積不變.一例兩種氣體自由度數(shù)目不同,溫度相同,物質(zhì)的量相同,下面哪種敘述正確(A)它們的平均平動(dòng)動(dòng)能、平均動(dòng)能、內(nèi)能都相同;(B)它們的平均平動(dòng)動(dòng)能、平均動(dòng)能、內(nèi)能都不同.(C)它們的平均平動(dòng)動(dòng)能相同,平均動(dòng)能、內(nèi)能都不同;(D)它們的內(nèi)能都相同,平均平動(dòng)動(dòng)能、平均動(dòng)能都不同.例兩種氣體自由度數(shù)目不同,溫度相同,物質(zhì)的量相例
如圖示兩條曲線分別表示氫氣和氧氣在同一溫度下的麥克斯韋速率分布曲線,從圖上數(shù)據(jù)求出氫氣和氧氣的最可幾速率。2
000例如圖示兩條1.準(zhǔn)靜態(tài)過程從一個(gè)平衡態(tài)到另一平衡態(tài)所經(jīng)過的每一中間狀態(tài)均可近似當(dāng)作平衡態(tài)的過程.準(zhǔn)靜態(tài)過程在平衡態(tài)p–V圖上可用一條曲線來表示2.準(zhǔn)靜態(tài)過程功的計(jì)算(功是過程量)3.熱量
熱量是高溫物體向低溫物體傳遞的能量.(熱量也是過程量)摩爾熱容:1mol理想氣體溫度升高1K所吸收的熱量.(與具體的過程有關(guān))1.準(zhǔn)靜態(tài)過程從一個(gè)平理想氣體內(nèi)能變化與的關(guān)系5.熱力學(xué)第一定律系統(tǒng)從外界吸收的熱量,一部分使系統(tǒng)的內(nèi)能增加,另一部分使系統(tǒng)對(duì)外界做功.Q=E2-E1+W對(duì)于無限小過程
dQ=dE+dW(注意:各物理量符號(hào)的規(guī)定)內(nèi)能是狀態(tài)量
E=E(T)
4.理想氣體的內(nèi)能理想氣體不考慮分子間的相互作用,其內(nèi)能只是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)能量(包括分子內(nèi)原子間的振動(dòng)勢(shì)能)的總和,是溫度的單值函數(shù).理想氣體內(nèi)能變化與的關(guān)系等體等壓等溫絕熱過程過程特點(diǎn)過程方程熱一律內(nèi)能變化摩爾熱容等體等壓6.循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過一系列狀態(tài)變化后,又回到原來的狀態(tài)的過程叫循環(huán).循環(huán)可用p-V圖上的一條閉合曲線表示.
熱機(jī)效率
熱機(jī):順時(shí)針方向進(jìn)行的循環(huán)致冷系數(shù)
制冷機(jī):逆時(shí)針方向進(jìn)行的循環(huán)卡諾熱機(jī)效率卡諾制冷機(jī)制冷系數(shù)
卡諾循環(huán):系統(tǒng)只和兩個(gè)恒溫?zé)嵩催M(jìn)行熱交換的準(zhǔn)靜態(tài)循環(huán)過程.6.循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過一系列狀態(tài)變化后開爾文表述:
不可能制造出這樣一種循環(huán)工作的熱機(jī),它只使單一熱源冷卻來作功,而不放出熱量給其他物體,或者說不使外界發(fā)生任何變化.克勞修斯表述:不可能把熱量從低溫物體自動(dòng)傳到高溫物體而不引起外界的變化.7.熱力學(xué)第二定律8.可逆過程與不可逆過程在系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中,如果逆過程能重復(fù)正過程的每一狀態(tài),而不引起其他變化,這樣的過程叫做可逆過程.反之稱為不可逆過程.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì):自然界一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過程都是不可逆的.開爾文表述:不可能制造出這樣一種循環(huán)工作的熱機(jī)9.卡諾定理
(1)
在相同高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的任意工作物質(zhì)的可逆機(jī)都具有相同的效率.
(2)工作在相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g的一切不可逆機(jī)的效率都不可能大于可逆機(jī)的效率.10.熵:在可逆過程中,系統(tǒng)從狀態(tài)A改變到狀態(tài)B,其熱溫比的積分是一態(tài)函數(shù)熵的增量.
熵增原理:孤立系統(tǒng)的熵永不減少.孤立系統(tǒng)中的可逆過程,其熵不變;孤立系統(tǒng)中的不可逆過程,其熵要增加.
≥9.卡諾定理(1)在相同高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩?/p>
例一定量的理想氣體從體積膨脹到體積分別經(jīng)過如下的過程,其中吸熱最多的過程是什么過程?(A-B等壓過程;A-C等溫過程;A-D絕熱過程)解ABCD例一定量的理想氣體從體積膨脹到體積
1.參考系:描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)用作參考的其他物體和一套同步的鐘.
2.位矢和位移一運(yùn)動(dòng)的描述運(yùn)動(dòng)方程位移注意:一般3.速度和速率速度速率(速度合成)1.參考系:描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)用作參考的其他物體和3.加速度任意曲線運(yùn)動(dòng)都可以視為沿x,y,z軸的三個(gè)各自獨(dú)立的直線運(yùn)動(dòng)的疊加(矢量加法).——運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理或運(yùn)動(dòng)疊加原理.二勻加速運(yùn)動(dòng)常矢量初始條件:3.加速度任意曲線運(yùn)動(dòng)都可以視為沿x,y,z軸
勻加速直線運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)三圓周運(yùn)動(dòng)
角速度
角加速度
速度勻加速直線運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)三圓周運(yùn)動(dòng)角速
圓周運(yùn)動(dòng)加速度切向加速度法向加速度(指向圓心)(沿切線方向)
力學(xué)的相對(duì)性原理:
動(dòng)力學(xué)定律在一切慣性系中都具有相同的數(shù)學(xué)形式.四相對(duì)運(yùn)動(dòng)
伽利略速度變換圓周運(yùn)動(dòng)加速度切向加速度法向加速度(指向圓心)(沿切
例一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某瞬時(shí)矢徑為,其速度大小為例一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某瞬時(shí)矢徑為,其速(A)勻速直線運(yùn)動(dòng)(B)勻變速直線運(yùn)動(dòng)(C)拋物線運(yùn)動(dòng)(D)一般曲線運(yùn)動(dòng)
例
一質(zhì)點(diǎn)在平面上運(yùn)動(dòng),已知質(zhì)點(diǎn)位置矢量的表達(dá)式為(其中a、b為常量),則該質(zhì)點(diǎn)作(A)勻速直線運(yùn)動(dòng)例一質(zhì)點(diǎn)在平面上運(yùn)動(dòng),已知解⑴
例物體作斜拋運(yùn)動(dòng)如圖所示,在軌道點(diǎn)A處速度的大小為v,其方向與水平方向夾角成30.
求(1)物體在A點(diǎn)的切向加速度at
;(2)軌道的曲率半徑.A30⑵[思考]軌道最高點(diǎn)處的曲率半徑?解⑴例物體作斜拋運(yùn)動(dòng)如圖所示,在軌道點(diǎn)A處速度的
例一快艇正以速度v0行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉后得到與速度方向相反大小與速率平方成正比的加速度.試求汽車在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后又行駛x距離時(shí)的速度.解
求的關(guān)系,可作如下變換例一快艇正以速度v0行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉后得到與一牛頓運(yùn)動(dòng)定律第一定律慣性和力的概念,慣性系的定義.第二定律當(dāng)時(shí),寫作第三定律力的疊加原理二
國(guó)際單位制力學(xué)基本單位m、kg、s量綱:表示導(dǎo)出量是如何由基本量組成的關(guān)系式.一牛頓運(yùn)動(dòng)定律第一定律慣性和力的概念,慣性系的定直角坐標(biāo)表達(dá)形式牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式一般的表達(dá)形式自然坐標(biāo)表達(dá)形式直角坐標(biāo)表達(dá)形式牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式一般的表達(dá)形式自然坐(1)萬有引力重力三
幾種常見的力(3)摩擦力滑動(dòng)摩擦力Ff=FN
靜摩擦力0<
Ff0≤Ff0m(2)彈性力彈簧彈力(張力、正壓力和支持力)
基本自然力:萬有引力、弱力、電磁力、強(qiáng)力.已統(tǒng)一(1)萬有引力重力三幾種常見的力(3)摩擦力(2)彈性四慣性系和非慣性系慣性力在平動(dòng)加速參考系中(為非慣性系相對(duì)于慣性系的加速度)在轉(zhuǎn)動(dòng)參考系中,慣性離心力對(duì)某一特定物體慣性定律成立的參考系叫做慣性參考系.相對(duì)慣性系作加速運(yùn)動(dòng)的參考系為非慣性參考系
.四慣性系和非慣性系慣性力在平動(dòng)加速參
(1)確定研究對(duì)象,幾個(gè)物體連在一起需作隔離體圖,把內(nèi)力視為外力;
(2)進(jìn)行受力分析,畫受力圖;(3)建立坐標(biāo)系,列方程求解(用分量式);
(4)先用文字符號(hào)求解,后代入數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果.五應(yīng)用牛頓定律解題的基本思路(1)確定研究對(duì)象,幾個(gè)物體連在一起需作隔離體圖,把內(nèi)
例
質(zhì)量為m
的物體自空中落下,它除受重力外,還受到一個(gè)與速度平方成正比的阻力的作用.比例系數(shù)為k,k
為正常數(shù).該下落物體的終極速度(即最后物體做勻速直線的速度)將是例質(zhì)量為m的物體自空中落下,它除受重
例已知一物體質(zhì)量m沿水平方向運(yùn)動(dòng),初速度為v0,所受的阻力為Ff=-
k
v,求停止運(yùn)動(dòng)時(shí),物體運(yùn)動(dòng)的距離.解例已知一物體質(zhì)量m沿水平方向運(yùn)動(dòng),一動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理——機(jī)械運(yùn)動(dòng)的量度質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量力的沖量
——力對(duì)時(shí)間的累積
質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理:質(zhì)點(diǎn)所受合外力的沖量等于質(zhì)點(diǎn)在此時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的增量.
質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理:系統(tǒng)所受合外力的沖量等于系統(tǒng)動(dòng)量的增量.一動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理——機(jī)械運(yùn)動(dòng)的量度質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量力的沖二質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒定律(2)某一方向合外力為零,則該方向(3)
只適用于慣性系;(4)
比牛頓定律更普遍的最基本的定律.
說明:(1)
守恒條件:合外力為零,或外力內(nèi)力;質(zhì)點(diǎn)系所受合外力為零,系統(tǒng)總動(dòng)量守恒.即若,則常矢量.二質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒定律(2)某一方向合外力為零,則該方向(三功、功率功率反映力做功快慢功描述力的空間累積效應(yīng)四動(dòng)能、動(dòng)能定理動(dòng)能動(dòng)能定理:合外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所作的功等于質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的增量.適用于慣性系.三功、功率功率反映力做功快慢功描述力的空間累積效應(yīng)四五保守力、非保守力、勢(shì)能勢(shì)能Ep:與物體間相互作用及相對(duì)位置有關(guān)的能量.(2)勢(shì)能具有相對(duì)性,勢(shì)能大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān);(1)勢(shì)能是狀態(tài)函數(shù);(3)勢(shì)能是屬于系統(tǒng)的.
說明保守力:力所作的功與路徑無關(guān),僅決定于相互作用質(zhì)點(diǎn)的始末相對(duì)位置.非保守力:力所作的功與路徑有關(guān).五保守力、非保守力、勢(shì)能勢(shì)能Ep:與物體間相互力學(xué)中常見的勢(shì)能彈性勢(shì)能引力勢(shì)能重力勢(shì)能六功能原理、機(jī)械能守恒定律
質(zhì)點(diǎn)系的功能原理:質(zhì)點(diǎn)系機(jī)械能的增量等于外力和非保守內(nèi)力作功之和.當(dāng)時(shí),有
機(jī)械能守恒定律:
只有保守內(nèi)力作功的情況下,質(zhì)點(diǎn)系的機(jī)械能保持不變.力學(xué)中常見的勢(shì)能彈性勢(shì)能引力勢(shì)能重力勢(shì)能六功能原
例一小球在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則小球在運(yùn)動(dòng)過程中(A)機(jī)械能不守恒、動(dòng)量不守恒、角動(dòng)量守恒(B)機(jī)械能守恒、動(dòng)量不守恒、角動(dòng)量守恒(C)機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒、角動(dòng)量不守恒(D)機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒、角動(dòng)量守恒解小球在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng),其動(dòng)能不變,勢(shì)能改變,所以機(jī)械能不守恒.
小球在運(yùn)動(dòng)過程中,速度方向在改變,所以動(dòng)量不守恒.
由于小球作勻速圓周運(yùn)動(dòng),它所受的合力指向圓心,力矩為零,所以角動(dòng)量守恒.例一小球在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則小球在運(yùn)動(dòng)一剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)二剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律
剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度與它所受的合外力矩成正比,與剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成反比.
剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)二剛體的定軸轉(zhuǎn)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理三剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)功和能力矩的功轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能重力勢(shì)能剛體的機(jī)械能守恒定律:若只有保守力作功時(shí),則常量.剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理三剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)功和能四剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律剛體對(duì)轉(zhuǎn)軸的角動(dòng)量:角動(dòng)量定理:,則若角動(dòng)量守恒定律首先分析各物體所受力和力矩情況,然后根據(jù)已知條件和所求物理量判斷應(yīng)選用的規(guī)律,最后列方程求解.五定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問題
解題基本步驟四剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律剛(1)
求剛體轉(zhuǎn)動(dòng)某瞬間的角加速度,一般應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)定律求解.如質(zhì)點(diǎn)和剛體組成的系統(tǒng),對(duì)質(zhì)點(diǎn)列牛頓運(yùn)動(dòng)方程,對(duì)剛體列轉(zhuǎn)動(dòng)定律方程,再列角量和線量的關(guān)聯(lián)方程,聯(lián)立求解.(2)
剛體與質(zhì)點(diǎn)的碰撞、打擊問題,在有心力場(chǎng)作用下繞力心轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)問題,考慮用角動(dòng)量守恒定律.
另外,實(shí)際問題中常常有多個(gè)復(fù)雜過程,要分成幾個(gè)階段進(jìn)行分析,分別列出方程,進(jìn)行求解.(3)
在剛體所受的合外力矩不等于零時(shí),比如木桿擺動(dòng),受重力矩作用,一般應(yīng)用剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律求解.(1)求剛體轉(zhuǎn)動(dòng)某瞬間的角加速度,一般應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)定律質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)描述的對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度加速度角速度角加速度質(zhì)量m轉(zhuǎn)動(dòng)慣量動(dòng)量角動(dòng)量力力矩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)描述的對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)照運(yùn)動(dòng)定律轉(zhuǎn)動(dòng)定律質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)量定理角動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定律角動(dòng)量守恒定律力的功力矩的功動(dòng)能轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)照運(yùn)動(dòng)定律轉(zhuǎn)動(dòng)定律質(zhì)點(diǎn)的平質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能定理動(dòng)能定理重力勢(shì)能重力勢(shì)能機(jī)械能守恒只有保守力作功時(shí)機(jī)械能守恒只有保守力作功時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)
例一人握有兩只啞鈴,站在一可無摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)的水平平臺(tái)上,開始時(shí)兩手平握啞鈴,人、啞鈴、平臺(tái)組成的系統(tǒng)以一角速度旋轉(zhuǎn),后來此人將啞鈴下垂于身體兩側(cè),在此過程中,系統(tǒng)(A)角動(dòng)量守恒,機(jī)械能不守恒(B)角動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒(C)角動(dòng)量不守恒,機(jī)械能守恒(D)角動(dòng)量不守恒,機(jī)械能不守恒例一人握有兩只啞鈴,站在一可無AmBF=mg(A)
A=
B
(B)
A>
B
(C)
A<
B
(D)無法確定
例如圖所示,A、B為兩個(gè)相同的定滑輪,A滑輪掛一質(zhì)量為m的物體,B滑輪受力F=mg,設(shè)A、B兩滑輪的角加速度分別為A和
B,不計(jì)滑輪的摩擦,這兩個(gè)滑輪的角加速度的大小關(guān)系為ABAmBF=mg(A)A=B(B)(A)動(dòng)量不守恒,動(dòng)能守恒(B)動(dòng)量守恒,動(dòng)能不守恒(C)角動(dòng)量守恒,動(dòng)能不守恒(D)角動(dòng)量不守恒,動(dòng)能守恒
例人造地球衛(wèi)星繞地球作橢圓軌道運(yùn)動(dòng),地球在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,則衛(wèi)星的:(A)動(dòng)量不守恒,動(dòng)能守恒(B)動(dòng)量守恒,動(dòng)能不守例把單擺和一等長(zhǎng)的勻質(zhì)直桿懸掛在同一點(diǎn),桿與單擺的擺錘質(zhì)量均為m.開始時(shí)直桿自然下垂,將單擺擺錘拉到高度h0,令它自靜止?fàn)顟B(tài)下擺,于垂直位置和直桿作彈性碰撞.求:碰后直桿下端達(dá)到的高度h.C解此問題分為三個(gè)階段
(1)
單擺自由下擺(機(jī)械能守恒),與桿碰前速度例把單擺和一等長(zhǎng)的勻質(zhì)直桿懸掛在同一點(diǎn)(2)擺與桿彈性碰撞(擺,桿)角動(dòng)量守恒機(jī)械能守恒(3)碰后桿上擺,機(jī)械能守恒(桿、地球)C(2)擺與桿彈性碰撞(擺,桿)角動(dòng)量守恒機(jī)械能守恒(3)解盤和人為系統(tǒng),角動(dòng)量守恒.設(shè):0、分別為人和盤相對(duì)地的角速度,順時(shí)針為正向.順時(shí)針方向
例質(zhì)量為m,半徑R
的均勻圓盤可繞過中心的光滑豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng).在盤緣站一質(zhì)量為m0的人,開始人和盤都靜止,當(dāng)人在盤緣走一圈時(shí),盤對(duì)地面轉(zhuǎn)過的角度.解盤和人為系統(tǒng),角動(dòng)量守恒.設(shè):0、分別ABCOO解(1)隔離物體分別對(duì)物體A、B及滑輪作受力分析,取坐標(biāo)如圖所示,運(yùn)用牛頓第二定律、轉(zhuǎn)動(dòng)定律列方程.ABCOO解(1)隔離物體分別對(duì)物體A、B(2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)描述(3)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)描述(在無外驅(qū)動(dòng)力的情況下)一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述和特征(5)
三個(gè)特征量:振幅A決定于振動(dòng)的能量;角頻率決定于振動(dòng)系統(tǒng)的性質(zhì);初相決定于起始時(shí)刻的選擇.(4)加速度與位移成正比而方向相反(1)物體受線性恢復(fù)力作用F=-kx平衡位置x=0(2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)描述(3)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)描述(在(2)對(duì)于兩個(gè)同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)相位差彈簧振子單擺實(shí)例:三
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)矢量表示法方法簡(jiǎn)單、直觀,用于判斷簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的初相及相位,分析振動(dòng)的合成問題.二相位(1)初相位(t=0)描述質(zhì)點(diǎn)初始時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).(2)對(duì)于兩個(gè)同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)相位差彈簧振子單擺實(shí)例:三四
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量4T2T43TE五兩個(gè)同方向同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的合成(1)
兩個(gè)同方向同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)合成后仍為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)四簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量4T2T43TE五兩個(gè)同方(2)兩個(gè)同方向不同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)合成頻率較大而頻率之差很小的兩個(gè)同方向簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的合成,其合振動(dòng)的振幅時(shí)而加強(qiáng)時(shí)而減弱的現(xiàn)象叫拍.拍頻(振幅變化的頻率)加強(qiáng)減弱(3)相互垂直的兩個(gè)同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)軌跡一般為橢圓,其具體形狀等決定于兩分振動(dòng)的相位差和振幅.(2)兩個(gè)同方向不同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)合成頻率較大而頻
例
圖中所畫的是兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線.若這兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)可疊加,則合成的余弦振動(dòng)的初相為A/2-AOxt(A)(B)(D)零(C)例圖中所畫的是兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線.若這
例一質(zhì)點(diǎn)作諧振動(dòng),周期為T,當(dāng)它由平衡位置向x軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí),從二分之一最大位移處到最大位移處這段路程所需要的時(shí)間為(A)T/4(B)T/12(C)T/6(D)T/8例一質(zhì)點(diǎn)作諧振動(dòng),周期為T,當(dāng)它由平衡位置向x(2)為最小時(shí),為_____________則(1)為最大時(shí),為______________
例已知兩個(gè)同方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng):(2)為最小時(shí),例一質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與兩個(gè)在同一直線上的簡(jiǎn)諧振動(dòng),求合振動(dòng)的振幅和初相位.例一質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與兩個(gè)在同一直線上的簡(jiǎn)O
**ab用旋轉(zhuǎn)矢量法求初相位例已知諧振動(dòng)的A、T,求(1)如圖簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程,(2)到達(dá)a、b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間.O**ab用旋轉(zhuǎn)矢量法求初相位例A/2O
**abA/2O**ab一機(jī)械波的基本概念1機(jī)械波產(chǎn)生條件:(1)波源;(2)彈性介質(zhì).機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播形成波,波是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳播,介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波傳播..2描述波的幾個(gè)物理量
波長(zhǎng):一個(gè)完整波形的長(zhǎng)度.
周期:波前進(jìn)一個(gè)波長(zhǎng)的距離所需要的時(shí)間.
頻率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)波動(dòng)所傳播的完整波的數(shù)目.
波速:某一相位在單位時(shí)間內(nèi)所傳播的距離.
周期或頻率只決定于波源的振動(dòng);波速只決定于介質(zhì)的性質(zhì).一機(jī)械波的基本概念1機(jī)械波產(chǎn)生條件:(1)波波的圖示法:
波線波面波前.3橫波、縱波2波函數(shù)的物理意義二平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)角波數(shù)1波的圖示法:波線波面波前.3橫波三波動(dòng)的能量
1在波動(dòng)傳播的媒質(zhì)中,任一體積元的動(dòng)能、勢(shì)能、總機(jī)械能均隨時(shí)間作同步地周期性變化,機(jī)械能不守恒.波動(dòng)是能量傳遞的一種方式.2平均能量密度:3平均能流密度(波強(qiáng)度):三波動(dòng)的能量1在波動(dòng)傳播的媒質(zhì)中,任一波程差若則其他1波的干涉2駐波
駐波方程五波的疊加原理波程差若則其他1波的波腹波節(jié)相鄰波腹(節(jié))間距
相鄰波腹和波節(jié)間距3相位躍變(半波損失)
當(dāng)波從波疏介質(zhì)垂直入射到波密介質(zhì),被反射到波疏介質(zhì)時(shí)形成波節(jié).入射波與反射波在此處的相位時(shí)時(shí)相反,即反射波在分界處產(chǎn)生的相位躍變,相當(dāng)于出現(xiàn)了半個(gè)波長(zhǎng)的波程差,稱半波損失.波腹波節(jié)相鄰波腹(節(jié))間距相鄰波腹和波節(jié)間距3相位躍例一平面簡(jiǎn)諧波動(dòng)在彈性介質(zhì)中傳播時(shí),在傳播方向上介質(zhì)中某質(zhì)元在負(fù)的最大位移處,則它的能量是(A)動(dòng)能為零,勢(shì)能最大(B)動(dòng)能為零,勢(shì)能為零(C)動(dòng)能最大,勢(shì)能最大(D)動(dòng)能最大,勢(shì)能為零例一平面簡(jiǎn)諧波動(dòng)在彈性介質(zhì)中傳播時(shí),在傳播方向上
例
兩相干波源位于同一介質(zhì)中的A、B兩點(diǎn),其振幅相同,頻率皆為100Hz,
B比A
的相位超前,若A、B相距30.0m,波速為400m/s
,試求AB
連線上因干涉而靜止的點(diǎn)的位置.解(1)A
點(diǎn)左側(cè)全部加強(qiáng)(2)B點(diǎn)右側(cè)全部加強(qiáng)(3)A、B兩點(diǎn)間**AB例兩相干波源位于同一介質(zhì)中的A、B1.分子數(shù)密度2.分子質(zhì)量3.質(zhì)量密度4.物質(zhì)的量1.分子數(shù)密度2.分子質(zhì)量3.質(zhì)量密度4.2.理想氣體壓強(qiáng)的微觀公式3.溫度的統(tǒng)計(jì)意義二三個(gè)公式1.理想氣體物態(tài)方程(平衡態(tài))2.理想氣體壓強(qiáng)的微觀公式3.溫度的統(tǒng)計(jì)意義二三種統(tǒng)計(jì)速率1.最概然速率3.方均根速率2.平均速率三速率分布和麥克斯韋速率分布律三種統(tǒng)計(jì)速率1.最概然速率3.方均根速率2四能量均分定理
氣體處于平衡態(tài)時(shí),分子任何一個(gè)自由度的平均能量都相等,均為.理想氣體的內(nèi)能單原子分子
303雙原子分子325多原子分子336分子自由度平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)總剛性分子能量自由度四能量均分定理氣體處于平衡態(tài)時(shí),分子任五平均碰撞頻率和平均自由程五平均碰撞頻率和平均自由程例一瓶氦氣和一瓶氮?dú)饷芏认嗤?分子平均平動(dòng)動(dòng)能相同,而且它們都處于平衡狀態(tài),則它們:(A)溫度相同、壓強(qiáng)相同.(B)溫度、壓強(qiáng)都不同.(C)溫度相同,但氦氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng).(D)溫度相同,但氦氣的壓強(qiáng)小于氮?dú)獾膲簭?qiáng).例根據(jù)能量按自由度均分原理,設(shè)氣體分子為剛性分子,分子自由度數(shù)為i,則當(dāng)溫度為T時(shí),(1)一個(gè)分子
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