《级物理复习上》PPT课件.ppt

MNUSTSHISHI CHINA 期末总复习 上 大学物理学 闽南理工学院2012 基础部 MNUSTSHISHI CHINA 质点运动学 大学物理学 第一章 闽南理工学院2012 基础部 1 参考系 描述物体运动时用作参考的其它物体 2 位置矢量和位移 一运动的描述 运动方程 位移 注意 一般 3 速度和速率 速度 速率 4 加速度 匀加速直线运动 MNUSTSHISHI CHINA 牛顿运动定律 大学物理学 第二章 闽南理工学院2012 基础部 一牛顿运动定律 牛顿第二定律的数学表达式 三几种常见的力 五应用牛顿定律解题的基本思路 一般解题步骤 明确问题中所求运动的物体 考察该物体所受的力和运动的参考系 分别画出各质点所受的力 示力图 写出动力学方程 找出有关的几何关系 研究对象 确定坐标 受力分析 力学方程 运动联系 作必要的近似并求解 求解方程 研究的是单个质点 只在惯性参考系成立 多体问题 用隔离法 重力 解 设碗壁施与小球的正压力为FN 小球的重力为P mg 由牛顿定律得 可得 1 可得 2 由几何条件得 可得 3 MNUSTSHISHI CHINA 动量守恒定律与能量守恒定律 大学物理学 第三章 闽南理工学院2012 基础部 一 动量 冲量 动量定理 质点的动量定理 质点所受合外力的冲量等于质点动量的增量 质点系的动量定理 系统所受合外力的冲量等于系统动量的增量 二 质点系动量守恒定律 质点系所受合外力为零 系统总动量守恒 即 2 某一方向合外力为零 则该方向 3 基本的普适定律 说明 1 守恒条件 合外力为零 或外力内力 三 功 功率 功率是单位时间做的功 功描述力的空间累积效应 四 动能 动能定理 动能 动能定理 合外力对质点所作的功等于质点动能的增量 五 保守力 非保守力 势能 保守力 作功与路径无关 仅决定于始末位置 非保守力 作功与路径有关 重力 弹性力 常见的几种保守力 势能 与物体间相互作用及相对位置有关的能量 2 势能是相对的 势能大小与势能零点的选取有关 1 势能是状态的单值函数 3 势能是属于系统的 说明 力学中常见的势能 弹性势能 引力势能 重力势能 五 功能原理 机械能守恒定律 质点系的功能原理 外力和非保守内力作功之和等于质点系机械能的增量 机械能守恒定律只有保守内力作功的情况下 质点系的机械能保持不变 碰后两物体速度相同均为 如图所示 质量为m 速度为的钢球射向质量为m 的靶 靶中心孔内有劲度系数为k的弹簧 靶可以在光滑水平面滑动 设靶最初为静止状态 求小球射到靶内弹簧上后 弹簧的最大压缩距离 解 设弹簧最大压缩距离为 由动量守恒可得 由机械能守恒可得 则有 如图所示 弹簧的一端固定在墙上 另一端连接物体A 当把弹簧压缩x1长度后 在物体A的后面再放置物体B 然后撤去外力 设物体A和B均放置在光滑的水平面上 质量分别为mA和mB 弹簧的劲度系数为 求当A和B刚分离时物体B的运动速度 解 当弹簧恢复到原长时 A和B分开 此时两物体具有相同的速度 可得 由机械能守恒有 如图所示 一个物体静止在水平面上 另一个质量相同的物体沿水平面以速度向前运动 与静止木块发生完全非弹性碰撞 碰撞后两物体一起沿摩擦系数为 的水平面滑动 求两物体滑动的距离 解 两物体碰撞过程在水平方向上动量守恒 设两物体的质量均为 两物体受到水平面的摩檫力为 设两物体碰后的滑动距离为s 由质点的动能定理可得 MNUSTSHISHI CHINA 刚体力学 大学物理学 第四章 闽南理工学院2012 基础部 一 刚体的定轴转动匀变速转动 二 刚体的定轴转动定律 刚体转动惯量 定轴转动刚体的动能定理 三 刚体定轴转动功和能 力矩的功 转动动能 重力势能 刚体的机械能守恒定律 只有保守内力做功时 1 求刚体转动某瞬间的角加速度 一般应用转动定律求解 如质点和刚体组成的系统 对质点列牛顿运动方程 对刚体列转动定律方程 再列角量和线量的关联方程 联立求解 2 刚体与质点的碰撞 打击问题 在有心力场作用下绕力心转动的质点问题 考虑用角动量守恒定律 另外 实际问题中常常有多个复杂过程 要分成几个阶段进行分析 分别列出方程 进行求解 3 在刚体所受的合外力矩不等于零时 比如木杆摆动 受重力矩作用 一般应用刚体的转动动能定理或机械能守恒定律求解 物体在外力矩的作用下 其角加速度能为零吗 其角速度可以为零吗 为什么 角加速度不能为零 因为 只要有外力矩作用 就一定会有角加速度 角速度可能为零 由 角速度就为零 即使 但只要 2 如果刚体所受合外力矩为零 其合外力是否也一定为零 举例说明 1 如果一个刚体所受合外力为零 其合外力矩是否也一定为零 举例说明 不一定为零 如图所示刚体所受合外力为零 但合外力矩为一个外力矩的二倍 不一定为零 如图所示刚体所受合外力矩为零 但合外力为一个外力的二倍 图1 图2 如图所示 长为l 质量为m的均匀细棒 可绕通过棒中点O的水平轴转动 右端连接质量为m的小球 左端连接质量为m 2的小球 开始时 棒静止地处于水平位置 然后在竖直平面自由转动 求当棒旋转到达竖直位置时的角速度为多少 解 细棒 两个小球和地球系统 只有重力矩做功 机械能守恒 则有 则可得 如图所示 长为l 质量为m的均匀细棒 左端可绕通过O点的水平轴在竖直平面转动 右端连接质量也为m的小球 开始时 棒静止地处于水平位置 然后自由下摆 求摆动到竖直位置时棒的角速度为多少 解 细棒 小球和地球系统 只有重力矩做功 机械能守恒 设竖直位置为重力势能零点 则有 则可得 解 细棒 小球和地球系统 只有重力矩做功 机械能守恒 设竖直位置为重力势能零点 则有 则可得 如图所示 长为l 质量为m的均匀细棒 可绕通过棒的中点O的水平轴在竖直平面转动 右端有质量也为m的小球 开始时 棒静止地处于水平位置 然后开始自由下摆 求当细棒摆动到竖直位置时的角速度为多少 MNUSTSHISHI CHINA 机械振动 大学物理学 第五章 闽南理工学院2012 基础部 一简谐运动的描述和特征 5三个特征量 振幅A由初始条件决定 角频率决定于振动系统的性质 初相由初始条件决定 矢量在x轴上的投影 四简谐运动能量图 若弹簧的劲度系数为k 简谐振动的振幅为A 圆频率为 写出弹簧振子到达平衡位置时的振动速度 加速度和动能的取值 速度最大 加速度为零 动能最大 五两个同方向同频率简谐运动的合成 1两个同方向同频率简谐运动合成后仍为简谐运动 质量为0 01kg的物体做简谐运动 振幅为0 08m 周期为4s 起始时物体在x 0 04m处 向x负方向运动 求弹簧振动的位移表达式 解 简谐运动位移和速度的一般表达式分别为 圆频率 由初始条件 则位移方程为 如图所示 劲度系数为k 0 72N m 1的弹簧上连接质量为m 20g的物体 把物体从平衡位置向右拉到x 0 05m处后静止释放 求弹簧在光滑水平面上振动的位移表达式 解 简谐振动位移和速度的一般表达式分别为 圆频率 由初始条件可知t 0时 可得 则位移表达式为 设相位为 则动能和势能公式为 质量为0 1kg的物体 以的振幅做简谐运动 其最大加速度为 求 1 振动周期 2 物体在何处其动能和势能相等 解 简谐振动加速度的一般表达式为 动能和势能相等 则有 MNUSTSHISHI CHINA 机械波 大学物理学 闽南理工学院2011 基础部 第六章 一机械波的基本概念 1机械波产生条件 1 波源 2 弹性介质 机械振动在弹性介质中的传播形成波 波是运动状态的传播 介质的质点并不随波传播 周期或频率只决定于波源的性质 波速只决定于媒质的性质 2波函数的物理意义 三波动的能量 1在波动传播的媒质中 任一体积元的动能和势能同步地周期性变化 同时最大 同时最小 机械能不守恒 波动是能量传递的一种方式 2平均能量密度 3平均能流密度 波强度 五波的叠加原理 1相干条件同频率 两列波的振动频率相同 同方向 两列波的振动方向相互平行 相位差恒定 两列波的相位差恒定或相位相同 驻波能量在波节和波腹之间不断相互转换的特点 1 各质点均达到最大位移时 动能都为零 势能基本上集中在波节附近 2 各质点都回到平衡位置时 势能为零 动能基本上集中在波腹附近 3 没有能量向外传播 如图所示 的波形沿方向传播 经后变成波形 试根据图中给出的条件 求波函数的表达式 解 由图可知 坐标原点振动位移和速度的一般表达式为 则由初始条件 则波函数的表达