《大学物理A小结》PPT课件.ppt

第1章 质点运动学 小结,内容提要,1.1 参考系 时间和空间的测量 1.2 质点运动的矢量描述(重点) 1.3 相对运动,1. 位置矢量(位矢):,2. 质点的运动方程:,3. 质点运动的轨迹方程:,4. 位移:,5. 平均速度：,6. 瞬时速度:,7. 瞬时速率:,8. 平均加速度：,9. 瞬时加速度：,10. 运动学中的两类问题,(1) 已知运动方程，求质点任意时刻的位置、速度以及 加速度.,(2) 已知运动质点的速度函数（或加速度函数）以及初 始条件求质点的运动方程.,11. 圆周运动:,12. 平面曲线运动:,13. 相对运动:,第2章 质点动力学 小结,2.1 牛顿运动定律 2.2 动量和动量守恒定律 2.3 功、机械能和机械能守恒定律 2.4 质点的角动量和角动量守恒定律,内容提要,1. 牛顿运动定律,第一定律,恒矢量,第二定律,第三定律,2. 牛顿运动定律的应用,(1) 确定研究对象, 画出隔离图; (2) 进行受力分析, 画出示力图; (3) 建立坐标系; (4) 对各隔离体建立牛顿运动方程(矢量式-分量式); (5) 解方程, 进行文字运算，然后代入数据求解.,质点在运动过程中，所受合外力的冲量等于质点动量的增量.,3. 质点的动量定理,4. 质点系的动量定理,作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量.,当系统所受合外力为零时，系统的总动量保持不变.,5. 动量守恒定律,6. 功,在直角坐标系中,常见力的功,(1) 重力做功,(2) 弹性力做功,(3) 万有引力做功,8. 质点系的动能定理,7. 质点的动能定理,合外力对质点所做的功，等于质点动能的增量.,作用于质点系的合外力所做的功，等于该质点系的动能增量.,9. 质点系的功能原理,外力和非保守内力做功之和等于质点系机械能的增量.,10. 机械能守恒定律,当作用于质点系的外力和非保守内力不做功时，质点系的总机械能是守恒的.,对于一个与自然界无任何联系的系统来说，系统内各种形式的能量是可以相互转换的，但是无论如何转换，能量既不能产生，也不能消灭.,11. 能量守恒定律,第3章 刚体力学基础 小结,3.1 刚体运动的描述 3.2 刚体定轴转动定律 角动量守恒定律 3.3 刚体的能量,内容提要,1. 匀变速转动的运动学公式,2. 角量和线量的关系,3. 力矩,4. 转动定律,5. 转动惯量,6. 质点的角动量,7. 质点的角动量定理,8. 质点的角动量守恒定律,9. 刚体定轴转动的角动量,10. 刚体定轴转动的角动量定理,当转轴给定时，作用在物体上的冲量矩等于角动量的增量.,11. 刚体定轴转动的角动量守恒定律,如果物体所受的合外力矩等于零，或者不受外力矩的作用，物体的角动量保持不变.,14. 力矩的功率,13. 力矩的功,12. 转动动能,15. 刚体绕定轴转动的动能定理,合外力矩对绕定轴转动的刚体所做的功等于刚体转动动能的增量.,第4章 狭义相对论 小结,内容提要,4.1 爱因斯坦的两个基本假设,4.2 爱因斯坦的时空观,4.3 洛伦兹坐标变换和速度变换,4.5 相对论动力学基础,4.4 几个经典佯谬,1. 爱因斯坦的两个基本假设,(1) 相对性原理：,物理规律对所有惯性系都是一样的，不存在任何一个特殊的惯性系,(2) 光速不变原理:,任何惯性系中，光在真空中的传播速率都等于恒量c，与光源和观察者是否运动无关.,2. 洛伦兹坐标变换,正变换,逆变换,3. 洛伦兹速度变换,逆变换,正变换,4. 同时性的相对性,沿两个惯性系相对运动方向上发生的两个事件，在其中一个惯性系中表现为同时的，在另一个惯性系中观察，则总是在前一个惯性系运动的后方的那一事件先发生。,5. 时间延缓,6. 长度收缩,事 件1,事 件2,时间间隔,空间间隔,S,S,7. 洛伦兹空间间隔与时间间隔变换式:,8. 质速关系,9. 动量,10. 相对论动能,11. 质能关系,12. 能量和动量的关系,第5章 机械振动 小结,5.1 简谐运动 5.2 简谐运动的旋转矢量表示法 5.3 单摆和复摆 5.4 振动的能量 5.5 简谐运动的合成 5.6 阻尼振动 受迫振动 共振,内容提要,1. 振动表达式,2. 简谐运动的速度与加速度,3. 简谐运动方程中的三个基本物理量,振幅：,初相位：,4. 振幅和初相位的求法,5. 旋转矢量表示法,模为简谐运动的振幅.,旋转矢量,角速度 为简谐运动的角频率.,与x轴的夹角(t+)为简谐运动的相位.,t=0时，与x轴的夹角 为初相位.,6. 单摆,7. 复摆,7. 简谐运动的能量,8. 同方向、同频率的两个简谐运动的合成,9. 同方向、不同频率两个简谐运动的合成 拍,拍频 :,(1) 若两分振动同相, 即 21=2k (k=0,1,2,),(2) 若两分振动反相, 即 21=(2k+1) k=0,1,2,),则 A=A1+A2 , 两分振动相互加强;,则 A=|A1-A2|, 两分振动相互减弱;,第6章 机械波 小结,6.1 机械波的产生、传播和描述 6.2 平面简谐波的波函数 6.3 波的能量 6.4 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射 6.5 波的干涉 6.6 驻波 6.7 多普勒效应,内容提要,1. 机械波产生的条件,条件,波源：作机械振动的物体.,弹性介质：承担传播振动的物质.,2. 平面简谐波的波函数,波函数的其它形式,3. 介质元的能量,最大位移处:,平衡位置处:,4. 波的能量密度,单位体积介质中的波动能量.,(1) 能量密度：,(2) 平均能量密度：,一个周期内的平均值.,5. 能流和能流密度,单位时间内垂直通过介质中某一面积的波的能量,(1)能流(P)：,(2)平均能流：,(3)能流密度(波的强度)：,单位时间内流过垂直于波传播方向的单位面积的波的平均能量,一个周期内的平均值.,6. 惠更斯原理,介质中波动传播到的各点，都可以看成是发射子波的波源，而在其后的任一时刻，这些子波的包络面就是新的波前,7. 波的干涉条件和公式,(1)相干条件:,频率相同、振动方向相同、相位差恒定.,(2)干涉规律,合振动的振幅:,其中:,当,干涉相长,当,干涉相消,干涉相长,若,干涉相消,令,波程差,8. 驻波的产生,两列振幅相同的相干波相向传播时叠加形成的波称为驻波. 驻波是波的一种干涉现象.,9. 驻波方程,10. 驻波的特点,(1) 频率特点：各质元以同一频率作简谐运动.,(2) 振幅特点：,各点的振幅:,波节位置：,波腹位置：,相邻两波节与波腹之间的距离：,(3) 相位特点：,两相邻波节间的点(同一段的点),符号相同, 相位相同.,波节两边的点(相邻段的点),符号相反, 相位相反.,11. 驻波的能量,驻波的能量在相邻的波腹和波节间往复变化，动能主要集中在波腹，势能主要集中在波节，但无能量的定向传播.,12. 半波损失,由波疏介质入射，在波密介质界面上反射，在界面处，反射波的振动相位总是与入射波的振动相位相反，即差了；形成驻波时，总是出现波节.,13. 两端固定的弦线形成驻波,驻波条件:,本征频率:,第7章 气体动理论 小结,7.1 热力学系统 平衡态 状态参量 7.2 理想气体状态方程 7.3 理想气体的压强 7.4 理想气体的温度公式 7.5 能量均分定理 理想气体内能 7.6 麦克斯韦速率分布率 7.8 气体分子的平均自由程和碰撞频率,内容提要,1. 理想气体物态方程：,2. 理想气体的压强公式,3. 理想气体的温度公式,单原子分子气体： i=3 ； 刚性双原子分子气体： i=5 ； 刚性多原子分子气体： i=6.,4. 气体分子的自由度,5. 能量按自由度均分定理,气体处于温度为T 的平衡态时，分子任何一个自由度的平均动能都相等，均为： .,对自由度为 i 的分子, 其平均动能为：,6. mol 理想气体的内能 E 为：,7. 速率分布函数:,物理意义： 分子速率在 v 附近单位速率区间内的概率(概率密度),归一化条件:,8. 三种统计速率,(1) 最概然速率(最可几速率) vp：,(2) 平均速率 ：,(3) 方均根速率 vrms :,9. 平均碰撞频率:,10. 平均自由程,第8章 热力学基础 小结,8.1 准静态过程 功 热量 8.2 热力学第一定律 8.3 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 8.4 绝热过程 *多方过程 8.5 循环过程 卡诺循环 8.6 热力学第二定律 卡诺定理 8.7 热力学第二定律的统计意义和熵的概念,内容提要,1. 功、热量、内能,3. 热力学第一定律,2. 理想气体的摩尔热容,摩尔热容比:,定压摩尔热容:,定体摩尔热容:,4. 理想气体各过程的