西安建筑科技大学大学物理(上)复习

第1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,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,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动量守恒定律,条件,定律,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,功,5动能定理,保守力作功与路径无关,6质点系动能定理,保守力作功,7质点系功能原理,8机械能守恒定律,条件,定律,内力、外力与所选取的质点系有关，注意区分！,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,刚体部分,1角坐标,2角速度,3角加速度,一、概念,4力矩,定轴转动中，可把角量看成标量,1角量线量关系,二、掌握要点,加速度矢量可以分解为法向加速度和切向加速度,对匀变速转动，角加速度为常量则有：,2刚体绕定轴的转动定律,转动惯量,影响转动惯量的三要素：总质量、质量对轴的分布、转轴的位置,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,细棒绕中心轴旋转的转动惯量,平行轴定理,圆环绕中心轴旋转的转动惯量,动量矩,3动量矩(角动量)定理,类似动量,特例：质点作圆周运动,圆盘绕中心轴旋转的角动量,细棒绕一端轴旋转的角动量,4动量矩(角动量)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）,有心力的问题,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,(1)飞轮的角加速度；,(2)如以重量P=98N的物体挂在绳端，试计算飞轮的角加速。,解(1),(2),两者区别,例,求,一轻绳绕在半径r=20cm的飞轮边缘，在绳端施以F=98N的拉力，飞轮的转动惯量J=0.5kgm2，飞轮与转轴间的摩擦不计，(见图)。,一根长为l，质量为m的均匀细直棒，可绕轴O在竖直平面内转动，初始时它在水平位置,求它由此下摆角时的和,O,l,m,C,x,解,取一质元,重力对整个棒的合力矩等于重力全部集中于质心所产生的力矩,dm,例,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,1简谐振动方程,二、掌握要点,（1）弹簧振子,（2）单摆,利用xt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,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,机械波部分,一、基本概念,1平面简谐波,2频率、周期、波长、波速,3介质的振动位移、速度、加速度,1平面简谐波方程（波函数）,二、掌握要点,典型习题,已知原点振动方程求平面简谐波方程,已知非原点振动方程求平面简谐波方程,已知波方程求各物理量,2波的能量Wk=Wp,平均能流密度,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。,动能和势能同时达到最大、最小,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,4驻波,波节,波腹,相邻两波节（腹）之间的距离：半个波长,驻波的波函数,典型习题,求波节、波腹的位置,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,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,干涉极大条件,干涉极小条件,二、掌握要点,1干涉条件,相干条件：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,波长为真空中的波长,2杨氏双缝干涉,干涉加强（明）,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,干涉减弱（暗）,3薄膜干涉,垂直入射,典型习题,求光程差、相位差,级次分析,4劈尖干涉,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,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,光的衍射部分,一、基本概念,惠更斯-菲涅耳原理,半波带法,二、掌握要点,1单逢衍射,波带数,暗,波带数,明,自己比较与干涉的区别,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,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,光学仪器的最小分辨角,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,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+g=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,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,一、基本概念,典型习题,求气体分子质量密度r、分子数密度n,求两个状态中的一个物理量,求气体质量、摩尔质量,二、掌握要点,热力学系统、平衡状态、准静态过程,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,求分子平均平动动能,自由度,单原子,双原子刚性,多原子刚性,4能量按自由度均分原理,每个气体分子的平均总能量,典型习题,求分子平均平动动能、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,6三种速率,方均根速率,最概然速率,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,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,9平均碰撞频率,10平均自由程,求平均碰撞次数、平均自由程,典型习题,热力学部分,1热力学第一定律,掌握要点,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,2摩尔热容,摩尔定容热容,摩尔定压热容,3比热容比,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,4典型过程的计算公式,定压,等温,绝热,0,0,0,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=0,5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、吸热的计算，循环的内能增量、作功、吸热的计算,6循环效率,卡诺循环效率、制冷系数,典型习题,循环效率、制