大学物理第一学期复习经典力学、热力学(未标注).ppt

大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 第第1 1学期复习学期复习 1 位矢 2 位移 3 速度 力学部分 4 加速度 一、基本概念 大小 方向 其它矢 量类似 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 典型习题 对t微分对t微分 对t积分对t积分 一般将矢量分解成标量后计算，再合成为矢量 已知 a 的表达式及初始条件，求 x 已知 x 的表达式，求 a 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 1 相对运动 二、基本定理 2 牛顿第二定律 动量 3 动量定理 4 动量守恒定理条件 定理 一个方向合外力为0，该方向上动量守恒 一般将矢量分解成标量后计算，再合成为矢量 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 功 5 动能定理 保守力作功与路径无关 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 6 质点系动能定理 势能作功 7 质点系功能原理 8 机械能守恒定律 条件 定理 内力、外力与所选取的质点系有关，注意区分！ 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 做动力学习题的一般步骤 （1）确定质点系，分析内力、外力 （2）选择坐标系（不一定水平铅直） （3）隔离物体，受力分析 （4）列方程，向坐标轴投影 （5）若列方程数小于变量数，补充其它方程（如相对 运动方程、动量定理、动能定理、机械能守恒定理等） （6）解方程，分析结果 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 刚体部分 1 角坐标 2 角速度 3 角加速度 一、基本概念 4 力矩 定轴转动中，可把角量看成标量 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 1 角量线量关系 二、基本定理 加速度矢量可以分解为法向加速度和切向加速度 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 2 刚体的转动定律 转动惯量 单质点 圆盘绕中心轴旋转的转动惯量 细棒绕一端轴旋转的转动惯量 刚体的转动定律的应用类似牛顿第二定律 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 动量矩 3 动量矩定理 类似动量 特例：质点作圆周运动 圆盘绕中心轴旋转的转动惯量 细棒绕一端轴旋转的转动惯量 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 4 动量矩守恒定律 刚体转动动能 力矩作功 5 转动动能定理 典型习题 子弹打静止杆（嵌入、穿过、弹回等） 主动轮带动静止被动轮 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 做刚体习题的一般步骤 （1）确定质点系，分析内力、外力 （2）选择转动正方向 （3）隔离物体，受力分析（包括平动和转动） （4）列方程（牛顿第二定律、转动定律） （5）若列方程数小于变量数，补充其它方程（如线角 关系、动量矩定理、转动动能定理等） （6）解方程，分析结果 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 典型习题 滑轮有质量或无质量 绳子有质量或无质量 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 嵌入、穿过、弹回 杆在铅直方向转动 嵌入、穿过、弹回 杆在水平光滑桌子上转动 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 机械振动部分 3 相位、初相位（同相、反相、超前、落后） 一、基本概念 1 简谐振动 2 频率、周期、圆频率 4 振动位移、速度、加速度 速度的相位比位移的相位超前 p / 2 加速度的相位和位移的相位反相 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 1 简谐振动方程 二、基本定理 （1）弹簧振子（2）单摆 利用 x t 图得出简谐振动方程 利用旋转矢量法得出简谐振动方程 （1）求简谐振动方程，求 典型习题 （2）已知简谐振动方程，求各物理量 利用初始条件解题 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 2 简谐振动的机械能 3 两个同方向同频率简谐振动的合成 简谐振动机械能守恒，动势能相互转换，动势能变化 频率比振动频率快1倍 同相、反相合成的结果 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 机械波部分 一、基本概念 1 平面简谐振动 2 频率、周期、波长、波速 3 介质的振动位移、速度、加速度 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 1 平面简谐波方程（波函数） 二、基本定理 典型习题 已知原点振动方程求平面简谐波方程 已知原点非振动方程求平面简谐波方程 已知波方程求各物理量 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 2 波的能量 Wk= Wp 能流密度 平均能量密度 3 波的干涉 干涉条件：频率相同、振动方向相同、相位差恒定。 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 干涉加强条件 干涉减弱条件 典型习题 求干涉加强、减弱点 求干涉点的振幅 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 4 驻波 波节 波腹 相邻两波节（腹）之间的距离：半个波长 驻波方程 典型习题 求波节、波腹的位置 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 入射波从波疏介质射到波密介质的表面，反射时有半波损 失 5 半波损失 已知入射波方程求反射波方程 典型习题 根据入射波图形，确定反射波图形 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 光的干涉部分 1 介质的折射率 2 波长关系 一、基本概念 3 光程 4 光程差与相位差关系 典型习题 计算两个光路的光程差、相位差 计算不同介质的波长、波速 频率相同 波长为真空中 的波长 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 干涉极大条件 干涉极小条件 二、基本定理 1 干涉条件 相干光源：频率相同、振动方向相同、相位差恒定 典型习题 求干涉极大、极小 S1S2P1 P2 波长为真空 中的波长 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 2 杨氏双缝干涉 干涉加强 相邻明条纹间距 典型习题 求干涉加强（减弱）位置、条纹间距 求加介质片的情况 求斜入射情况 求白光入射情况 注意：角度很小 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 3 薄膜干涉 垂直入射 典型习题 求光程差、相位差 注意：半波损失个数 1个半波损失 1个半波损失 n1 n2 n3 级次分析 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 4 劈尖干涉 明暗 相邻明纹对应的厚度差 相邻明纹之间的距离 夹丝厚度 利用“等厚”概念，判断凸凹 典型习题 求相邻条纹距离、厚度差、可出现条纹数、可出现条纹 最高级次 判断凸凹、凸凹高（深）度 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 5 牛顿环 6 迈克耳逊干涉仪 动镜移动距离与冒出（缩进）个数关系 迈克耳逊干涉仪一个臂增加介质片引起的附加光程差 典型习题 求波长、曲率半径、明（暗）环半径 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 光的衍射部分 一、基本概念 惠更斯菲涅耳原理 半波带法 二、基本定理 1 单逢衍射 波带数暗 波带数明 自己比较与干涉的区别 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 中央明纹的半角宽度 线宽度 缝位置变化不影响条纹位置分布 典型习题 计算半角宽度、中央明纹宽度 计算各级角宽度、线宽度 移动狭缝、移动透镜对条纹影响 衍射角很小 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 2 圆孔的夫琅禾费衍射 爱里斑的半角宽度 爱里斑的线半径 典型习题 求爱里斑的半角宽度（仪器最小分辨角）、线半径 衍射角很小 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 3 衍射光栅 光栅公式 最高级次 缺级条件 斜入射的光栅方程 典型习题 计算衍射角度、光栅常数 计算最高级次、可出现的条纹数 计算缺级 两光重合，求一光波长、级次 衍射角不小 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 光的偏振部分 自然光通过偏振片后的出射光强 线偏光通过偏振片后出射光强 布儒斯特定律 i0+r =90o 时，反射光为线偏振光 典型习题 计算自然光、线偏光通过多个偏振片后的出射光强 典型习题 计算布儒斯特定角、折射角、折射率 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 气体分子运动论 1 理想气体的状态方程 摩尔数 各量必须用 SI 中的单位 基本概念 典型习题 求气体分子质量密度、分子数密度 求两个状态中的一个物理量 求气体质量、摩尔质量 基本定理 热力学系统、平衡状态、准静态过程 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 2 理想气体压强公式 3 理想气体温度公式 分子平均平动能 典型习题 求分子平均平动能 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 自由度 单原子 双原子刚性多原子刚性 4 能量按自由度均分 每个自由度分 典型习题 求分子平均平动能、平均转动动能、平均总动能 5 理想气体的内能 典型习题 求热力学系统内能、单位体积内能 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 6 三种速率 方均根速率 最可几速率 平均速率 典型习题 求同一分子三种速率，比较三种速率大小 比较同一温度下，不同分子速率大小 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 7 分子速率分布函数 8 归一化条件 含分布函数各种表达式的物理意义 典型习题 绘出分子速率图、从图中区别各个气体和高低温度等 提示：根据最可几速率绘图 提示：将分布函数代入表达式，化简， 分析结果，例 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 9 平均碰撞次数 10 平均自由程 求平均碰撞次数、平均自由程 典型习题 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 热力学部分 1 热力学第一定律 基本定理 系统从外界吸收的热量为正 系统对外界作功为正 典型习题 已知吸热、作功、内能增量三个量中的两个，求另一个量 注意：三个量的单位为 J 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 2 摩尔热容 定容热容 定压热容 3 比热比 典型习题 计算单、双刚、三多刚分子的定容热容、定压热容、比热比 注意：摩尔热容对应的量1摩尔 已知热容，求吸收的热量 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 4 典型过程的计算公式 定 容 作功吸热内能增量过程方程过程 定 压 等 温 绝 热 0 0 0 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 典型习题 计算四个过程的吸热、作功、内能增量 计算混合过程的吸热、作功、内能增量 绘制四个过程 p-V 图、 p-T 图、 T-V 图 注意：三种图的关系、从三种图读值、三种图的转换 注意：自由膨胀过程，A = 0 注意：绝热自由膨胀过程，A = 0 , Q = 0 大学物理：第一学期复习大学物理：第一学期复习 5 循环 典型习题 正、逆循环的内能增量、作功的正负、吸热和放热 循环各子过程的内能增量、作功、吸热的