大学物理A1总复习ppt课件

.,总复习,大学物理辅导,.,试卷中各部分所占比例分别为:力学(含刚体):36%热学:28%静电学:22%电磁学:7%相对论:7%,考前答疑时间:18日下午、晚上地点：1103其他答疑时间:每天下午地点：信息理学楼451办公室,质点的运动,一、基本概念、位矢、位移、路程、运动方程与轨道方程、速度与速率、平均速度与平均速率、加速度(1)直角坐标系a=axi+ayj+azk,(2)自然坐标系a=atto+annoat=dv/dtan=v2/,二、常见运动、直线运动x、vx、ax、圆周运动（）线量描述（）角量描述,运动学中的两类典型问题：,.,例1:一质点沿半径为0.2m的圆周运动，其角位置随时间t的变化规律为=1+t2rad，试求在t=2s时，(1)质点的角速度和线速度v；(2)质点的角加速度、切向和法向加速度at和an。解：(1)=d/dt=2t=4rad/s,v=R=40.2=0.8m/s；(2)=d/dt=2rad/s2；at=R=20.2=0.4m/s2；an=2R=420.2=3.2m/s2,.,牛顿运动定律,一、惯性定律与惯性系二、动量定理（原理）1、概念：动量p、冲量I(矢量)2、动量定理：微分形式：F=dP/dt=d(mv)/dt积分形式：I=otFdt=P-Po=mv-mvo3、应用(1)已知F(t)，求v(t)或r(t)，即运动方程(2)已知运动方程r(t)，求力F或冲量I,.,三、动能定理,1、概念：功A、动能Ek(矢量)2、动能定理积分形式：A=Ek2-Ek13、应用(1)已知F(r)，求v(r)或运动方程(2)已知运动方程r(t)，求力F或功A,.,解:,C,.,重力势能：EP=mgymgyO弹性势能：EP=kx2/2kxO2/2引力势能：EP=(Gm1m2/rGm1m2/rO),注意零势能位置，通常取:,为零势点。,机械能：E=EK+EP,一、基本概念,基本量与守恒定律,.,2、动量矩(角动量)3、碰撞：弹性、非弹性、完全非弹性二、三大守恒定律1、动量守恒、动量原理2、动量矩守恒、角动量定理3、能量守恒、动能定理、功能原理三、机械能守恒,保守力的功,.,一、狭义相对论基本原理,二、洛仑兹变换,1.相对性原理2.光速不变原理,坐标变换式,三、狭义相对论的时空观,1、长度收缩,2、时间膨胀,3、同时的相对性,相对论,.,.,答案：1、A和B两事件同一地点发生。,思考题,2、,.,4、牛朗星与地球相距约16光年，一宇航员准备用4年时间(他手上手表显示的时间)抵达牛朗星，问宇宙飞船将以多大的速度飞行?解一：用长度收缩已知x=16c,t=4设宇宙飞船速度为u,x=x(1-u2/c2)1/2=16c(1-u2/c2)1/2x=ut=4u解得u=0.97c,.,解二:用时间膨胀,t=t(1-u2/c2)1/2,原时t=4,t=x/u=16c/u,u=0.97c,.,例：一根米尺静止在S系中，与OX轴成30度角，如果在沿X轴运动的S系中测得该米尺与OX轴成45度角，试问S相对于S的速度必需多大？S系中测得该米尺的长度等于多少？,由于尺沿运动方向的长度缩短了，因此在S系中测得：,.,即：,米尺长：,.,相对论动力学,质速关系式,动力学基本方程,质能关系式,总能量,能量动量关系式,.,一、刚体定轴转动1、基本概念：转动惯量2、平行轴定理3、定轴转动的转动定律：MZ=JZ4、定轴转动动能：EK=J2/25、力矩作功：dA=MZd二、角动量守恒（M外=0L=J恒量）1、概念：角动量、力矩。2、角动量定理M外=dL/dt,刚体,.,利用定轴转动定律解题的关键是：,（1）使用隔离法分析受力情况，作出正确的受力图。,（2）记住以下三个公式：,（3）补充运动学公式：,.,例题3-3一轻绳跨过一定滑轮，滑轮视为圆盘，绳的两端分别悬有质量为m1和m2的物体1和2，m1m1，物体1向上运动，物体2向下运动，滑轮以顺时针方向旋转，Mr的指向如图所示。可列出下列方程,式中是滑轮的角加速度，a是物体的加速度。滑轮边缘上的切向加速度和物体的加速度相等，即,.,一、基本概念,三、基本公式,2、压强公式：,1、理想气体物态公式：,PV=RTP=nkT,3、温度公式：,气体动理论,理想气体、温度、自由度、内能、速率分布函数、速率(平均、最可几、方均根),.,4、能量均分原理,5、理想气体的内能,=,E,i,mol,RT,2,(1mol),=,M,i,mol,M,2,E,RT,i,PV,2,=,(Mkg),理想气体的总能量=内能=平动动能+转动动能（刚性分子）,分子平均平动动能,w,=,kT,3,2,.,曲线下的面积,部分：,.,.,分布曲线随m0,T变化,曲线峰值右移，总面积不变，曲线变平坦,曲线峰值左移，总面积不变，曲线变尖锐。,m0一定,T一定,表示速率在v1v2范围内的分子数占总分子数的百分率。,（2）Nf（v）dv表示气体分子在vv+dv速率范围内的分子数.,（1）f（v）dv表示气体分子的速率在vv+dv范围内的分子数占总分子数的百分率。或气体中任一分子其具有的速率出现在vv+dv范围内的概率.,表示分子速率在v1v2范围内的分子数,5-5-6思考题:速率分布函数f（v）表示气体分子的速率在vv+dv范围内单位速率区间的分子数占总分子数的百分数；对某个分子，则表示其速率出现在vv+dv范围内单位速率区间的概率概率密度函数。,.,表示分子速率在v1v2范围内速率的总和,表示分子速率在v1v2范围内的分子对速率平均值的贡献.（相对于所有分子的加权的平均值）,表示速率在区间内的分子的平均速率。,对比：,.,一、基本概念,功、热量、内能、平衡态、准静态过程、熵、可逆过程与不可逆过程、循环过程,二、基本定律,1、热力学第一定律,2、热力学第二定律,克劳修斯、开耳芬表述,热力学,.,气体绝热自由膨胀,Q=0，A=0，E=0,熵增加,.,三、基本公式,1、理想气体状态方程,（1）同一状态PV=RT=MRT/Mmol（2）同一系统P1V1/T1=P2V2/T2,3、绝热方程泊松方程,P,=,V,C,2、摩尔热容C=dQ/dT=CV+PdV/dT,CV=iR/2,.,4、卡诺循环,（1）热机效率,循环的特点:,E=0Q=E,净功=净热,.,循环过程顺时针方向循环过程逆时针方向系统对外作正功A0外界对系统作功A0系统放热Q=A0,.,理想气体热力学过程的主要公式,适应于所有过程,.,例:,.,.,静止电荷的电场,一、基本定律1、库仑定律2、迭加原理（电场、电势）二、描述电场的两个重要物理量1、电场强度E（电力线描述）点电荷：E=q/4Or2r连续带电体：E=dq/4Or2r熟记：点、线、环、平面、球面等电场公式,.,2、电势U（等势面描述）设无穷远处为电势零点点电荷：U=q/4Or连续带电体：U=dq/4Or熟记：点、环、球面等电势公式3、电场强度与电势之间的关系积分关系：UP=PEdl微分关系：E=-gradU4、电势差：UAB=UA-UB=ABEdl电势能：WA-WB=qABEdl=q(UA-UB)=AAB,.,三、两个基本定理1、静电场的高斯定理：EdS=q/O物理意义：静电场是有源场2、静电场的环流定理：Edl=0物理意义：静电场是保守场(有源场)，电力线不能闭合。四、电场与电势的计算方法1、电场的计算方法2、电势的计算方法(1)E=dq/4Or2r(1)UP=PEdl(2)E=-gradU(2)U=dq/4Or(3)利用高斯定理,.,均匀带电球面的电场强度,均匀带电球体的电场，体电荷密度为。,.,无限长均匀带电直线（柱面）的电场强度,无限长均匀带电柱体的电场强度,R,Er关系曲线,.,无限大均匀带电平面的电场强度,.,讨论,.,两个均匀带电同心球面，半径分别为R1，R2，带电量分别为Q1，Q2，试求I，II，III三个区域的电势分布。,解：半径为R均匀带电球面的电势为：球内：U内=Q/4OR球外：U外=Q/4OrI区域：UI=Q1/4OR1+Q2/4OR2II区域：UII=Q1/4Or+Q2/4OR2III区域：UIII=Q1/4Or+Q2/4Or,Q2,Q1,I,II,III,R