大学物理各主要知识点总结.pptx

1.1.描述质点运动状态的基本物理量描述质点运动状态的基本物理量位置:位矢位矢位矢位矢位置变化率：速度速度速度速度速度变化率：加速度加速度加速度加速度第1页/共33页2、运动学中的两类问题、运动学中的两类问题(1)、已知运动方程，求速度函数、加速度函数、已知运动方程，求速度函数、加速度函数(2)、已知加速度和初始速度，求速度函数、已知加速度和初始速度，求速度函数 已知速度函数和初始位置，求运动方程已知速度函数和初始位置，求运动方程求导求导运用积分方法运用积分方法第2页/共33页3.圆周运动的角量描述法圆周运动的角量描述法角位置角位置角速度角速度角加速度角加速度 单位：单位：rad/s单位：单位：rad/s2单位：单位：rad第3页/共33页4.圆周运动的加速度表达式圆周运动的加速度表达式圆周运动：圆周运动：一般曲线运动运动：一般曲线运动运动：第4页/共33页5.角量与线量的关系角量与线量的关系第5页/共33页6、伽利略、伽利略速度变换关系速度变换关系绝对速度绝对速度相对相对速度速度牵连速度牵连速度第6页/共33页7 匀加速直线运动与匀加速圆周运动的等效匀加速直线运动与匀加速圆周运动的等效角量角量切向量切向量第7页/共33页.力的时间累积效应力的时间累积效应.力的空间累积效应力的空间累积效应冲量、动量、动量定理、动量守恒定律冲量、动量、动量定理、动量守恒定律功、动能、动能定理、势能、机械能、功、动能、动能定理、势能、机械能、功能原理、机械能守恒定律功能原理、机械能守恒定律第二章第二章 质点动力学质点动力学 主主要要研研究究牛牛顿顿第第二二定定律律及及由由它它积积分得到的两系列物理问题分得到的两系列物理问题第8页/共33页(1)(1)确定研究对象确定研究对象(2)(2)确定参考系（默认大地，可不写）确定参考系（默认大地，可不写）(3)(3)建立坐标系建立坐标系(4)(4)分析物体的运动或者受力情况分析物体的运动或者受力情况(5)(5)列方程列方程1 动力学问题的解题步骤：动力学问题的解题步骤：2 主要方程：主要方程：动量守恒定律；机械能守恒定律；动量定理；动量守恒定律；机械能守恒定律；动量定理；动能定理；牛顿第二定律动能定理；牛顿第二定律第9页/共33页3.3.功的基本定义式功的基本定义式注：若在直角坐标系中有注：若在直角坐标系中有第10页/共33页4 有心力功的计算：有心力功的计算：1.1.有心力定义：物体受到由力心发出的力。如万有引力有心力定义：物体受到由力心发出的力。如万有引力2.2.定义式：定义式：3.3.特点：大小只与到力心的距离特点：大小只与到力心的距离r r有关，大小即有关，大小即F(r)F(r)方向或指向力心（引力）或远离力心（斥力）方向或指向力心（引力）或远离力心（斥力）4.4.举例：万有引力举例：万有引力 ，其中，其中5.5.重要公式：利用重要公式：利用 有：有：其中对于其中对于F(r),F(r),引力取负号，斥力取正号引力取负号，斥力取正号第11页/共33页其中其中 处为势能零点处为势能零点5 任意位置任意位置 处势能的计算式：处势能的计算式：第12页/共33页第三章第三章 刚体的定轴转动刚体的定轴转动 (1)在刚体定轴转动问题中，因为所在刚体定轴转动问题中，因为所有主要物理量都在一个直线方向上（即有主要物理量都在一个直线方向上（即转轴所在直线方向上），所以定轴转动转轴所在直线方向上），所以定轴转动问题用标量法研究。问题用标量法研究。(2)研究定轴转动问题首先规定转动研究定轴转动问题首先规定转动正方向：正方向：“用右手螺旋法则规定转动正用右手螺旋法则规定转动正方向方向”。然后涉及转动的所有主要物理。然后涉及转动的所有主要物理量，若与正方向相同取正号，否则取负量，若与正方向相同取正号，否则取负号。号。1.定轴转动问题简化为标量研究法定轴转动问题简化为标量研究法第13页/共33页 刚体定轴转动的角加速度与它所受的合外力矩成刚体定轴转动的角加速度与它所受的合外力矩成正比正比，与刚体的转动惯量成反比，与刚体的转动惯量成反比.转动定律内容转动定律内容2 转动定律转动定律其中：其中：M 是合外力矩，相当于平动问题中的合外力是合外力矩，相当于平动问题中的合外力 定义式定义式 I 是转动惯量，相当于平动问题中的质量是转动惯量，相当于平动问题中的质量 是角加速度，相当于平动问题中的加速度是角加速度，相当于平动问题中的加速度第14页/共33页 力矩的时间累积效应力矩的时间累积效应 冲量矩、角动量、冲量矩、角动量、角动量定理、角动量守恒定律（守恒条件）角动量定理、角动量守恒定律（守恒条件）力矩的空间累积效应力矩的空间累积效应 力矩的功、转动动能、力矩的功、转动动能、转动动能定理、转动问题中的机械能守恒定律转动动能定理、转动问题中的机械能守恒定律(守恒条件守恒条件)3 转动定律的两种积分转动定律的两种积分注：注：角动量守恒定律是本章最重要内容！角动量守恒定律是本章最重要内容！第15页/共33页4 角动量的两个定义式角动量的两个定义式质点的角动量：质点的角动量：刚体的角动量：刚体的角动量：5 关于绳中张力：关于绳中张力：定轴转动问题中绳中张力不是处处相定轴转动问题中绳中张力不是处处相等，而是分段相等等，而是分段相等第16页/共33页1 理想气体状态方程理想气体状态方程其中：其中：n 是分子数密度是分子数密度注意摩尔质量的单位，以及气体摩尔质量的数值注意摩尔质量的单位，以及气体摩尔质量的数值第四章第四章 气体动理论气体动理论第17页/共33页2 理想气体的内能公式理想气体的内能公式 一定量理想气体的内能为一定量理想气体的内能为 若温度改变，内能改变量为若温度改变，内能改变量为说明：内能只与温度有关说明：内能只与温度有关说明：内能变化只与温度变化有关说明：内能变化只与温度变化有关第18页/共33页3 理想气体压强公式理想气体压强公式4 温度与平均平动动能的关系：温度与平均平动动能的关系：5 分子自由度分子自由度单原子分子单原子分子 i=3双原子分子双原子分子 i=5多原子分子多原子分子 i=6 第19页/共33页6 速率分布律的定义式和物理意义速率分布律的定义式和物理意义 定义式：定义式：物理意义：表示速率在物理意义：表示速率在v附近附近,“dv速率区间速率区间”内的分子数占总分子数的百分比为内的分子数占总分子数的百分比为 。7 速率分布函数的定义式和物理意义速率分布函数的定义式和物理意义 定义式：定义式：物理意义：物理意义：表示速率在表示速率在 附近附近“单位速单位速率区间率区间”宽度内的分子数占总分子数的百分比。宽度内的分子数占总分子数的百分比。第20页/共33页8 具有某一特定速率的分子数为：具有某一特定速率的分子数为：9 速率介于速率介于 之间的分子数为：之间的分子数为：10 求全部分子平均速率的方法求全部分子平均速率的方法第21页/共33页11 分布律的归一性分布律的归一性12 分子速率的三个统计平均值分子速率的三个统计平均值(1)最概然速率最概然速率(2)平均速率平均速率(3)方均根速率方均根速率第22页/共33页1.热力学主要物理问题：热力学主要物理问题：求解求解第五章第五章:2.2.求解方法求解方法:对于对于 ，各自，各自都有一种定义式算法，物理问题中常常是都有一种定义式算法，物理问题中常常是先根据过程的特征结合用定义式算出其中先根据过程的特征结合用定义式算出其中的两个量，再用热力学第一定律算出第三的两个量，再用热力学第一定律算出第三个量。个量。3.3.定义式：定义式：吸热吸热内能变化内能变化作功作功第23页/共33页4.几个重要参量几个重要参量5 绝热过程绝热过程 绝热方程绝热方程第24页/共33页6.6.循环过程循环过程正循环正循环:普遍的热机效率计算式普遍的热机效率计算式逆循环逆循环:普遍的普遍的致冷系数计算式致冷系数计算式7.7.卡诺循环（两个等温过程加两个绝热过程）卡诺循环（两个等温过程加两个绝热过程）卡诺热机效率卡诺热机效率 卡诺致冷机致冷系数卡诺致冷机致冷系数8 8、涉及绝热过程，循环过程的主要物理问题仍然是、涉及绝热过程，循环过程的主要物理问题仍然是求求第25页/共33页9 掌握热力学第二定律的四种表述掌握热力学第二定律的四种表述开尔文表述开尔文表述克劳修斯表述克劳修斯表述概率表述概率表述熵增加原理的表述熵增加原理的表述第26页/共33页第六、七章第六、七章 电电 学学描述电场性质的主要物理量是场强和电势。描述电场性质的主要物理量是场强和电势。本章主要研究场强和电势的计算方法。本章主要研究场强和电势的计算方法。另外还有电容器的电容及电场能量的计算。另外还有电容器的电容及电场能量的计算。第27页/共33页1 几种典型带电体激发电场的重要结论和等几种典型带电体激发电场的重要结论和等效情况（注意：场强是矢量）效情况（注意：场强是矢量）点电荷：点电荷：均匀带电圆环轴线上：均匀带电圆环轴线上：无限长均匀带电直线：无限长均匀带电直线：无限大均匀带电平面：无限大均匀带电平面：有限长均匀带电直线：有限长均匀带电直线：第28页/共33页等效情况等效情况(1)均匀带电球面激发的电场：均匀带电球面激发的电场：球面外各场点，等效成球心处点电荷激发。球面外各场点，等效成球心处点电荷激发。球面内各场点，场强处处为零。球面内各场点，场强处处为零。(2)均匀带电无限长圆柱面激发的电场：均匀带电无限长圆柱面激发的电场：柱面外各场点，等效成中轴线处无限长直线激发。柱面外各场点，等效成中轴线处无限长直线激发。柱面内各场点，场强处处为零。柱面内各场点，场强处处为零。第29页/共33页2 几种典型带电体激发电势的重要结论和等几种典型带电体激发电势的重要结论和等效情况（注意：电势是标量）效情况（注意：电势是标量）点电荷：点电荷：均匀带电圆环轴线上：均匀带电圆环轴线上：其中其中 是圆环上任一点到场点的距离是圆环上任一点到场点的距离等效情况：等效情况：均匀带电球面激发的电势：均匀带电球面激发的电势：球面外各场点，等效成球心处点电荷激发。球面外各场点，等效成球心处点电荷激发。球面内各场点，电势处处相等，等于球表面处电势。球面内各场点，电势处处相等，等于球表面处电势。第30页/共33页3 场强的两种算法场强的两种算法叠加原理法和高斯定理法叠加原理法和高斯定理法4 电势的两种算法电势的两种算法叠加原理法和定义式法叠加原理法和定义式法电势定义式：电势定义式：6 电势差定义式：电势差定义式：5 电势能与电势的关系电势能与电势的关系第31页/共33页7 有关电介质问题的三个重要公式有关电介质问题的三个重要公式（有电介质存在（有电介质存在 时的高斯定理）时的高斯定理）（真空中（真空中 ）8 场强与电势的关系：场强与电势的关系：第32页/共33页9 电容器电容计算的三步法：电容器电容计算的三步法：10 电容器的储能公式：电容器的储能公式：11 电场能量的计算方法：电场能量的计算方法：(1)先取体积微元，求微元内的电场能量微元先取体积微元，求微元内的电场能量微元(2)积分积分第33页/共33页