普通物理学复习纲要DOC.pdf

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1、 海量资源，欢迎共阅 一般物理学复习纲领（上）第一章质点运动学 一参照系与坐标系 1参照系：运动是相对的，因此需要参照系。选择不一样参照系对同一质点运动的描 述是不一样的。2坐标系：为定量描述质点的地址变化，需建立坐标系。二描述质点运动的物理量 1地址矢量、运动方程与轨道方程 地址矢量：r xi yj 运动方程：r r(t)轨道方程：2位移与行程 位移：r=r(t t)r(t)行程：s=PmP 3速度 rr(t)，ss(t)均匀速度：v r r(t t)r(t)t t 瞬时速度：v lim r dr t dt t 0 均匀速率：v s s(t t)s(t)t t 瞬时速率：v lim s ds

2、 t dt t 0 v v，v v 4加速度 均匀加速度：a v v(tt)v(t)t t d2r 瞬时加速度：a lim v dv t dt dt 2 t 0 三质点运动学的一般计算 1）已知运动方程，求速度和加速度 2）已知加速度和初始条件，求速度和运动方程 海量资源，欢迎共阅 积分常数C1(C1x,C1y)、C2(C2x,C2y)由初始条件vt0 vx t0 v0 x v0()、vy t0 v0y rt0 xt0 x0 r0()确立。yt 0 y0 四几种特别的运动 1匀变速运动：2圆周运动：v 圆周运动的加速度：vv0，aat0ann0 at at dv a P ds dt an v

3、，v2 dt an O R R X 圆周运动的角量描述：角量与线量的关系：vR at R 图 4 ，R 2 an 3相对运动：位移速度加速度 物体相对K rKvKaK K相对K rKKvKKaKK 物体相对K rKrKrKKvKvKvKKaKaKaKK 第二章质点动力学 一牛顿运动定律 1理解牛顿运动定律 1）第必定律定性反响了物体的运动与其受力之间的关系：力求使物体的运动状态发 生改变；第二定律定量性反响了物体的运动规律与其受力之间的关系：Fma；牛 顿第三定律反响了力的本源：力来自物体间的互相作用。牛顿运动三定律反响了物体 间的互相作用和物体运动之间的互相关系：正是因为物体间的互相作用使得

4、物体的运 动状态不断发生改变，使得自然界变化多端，多姿多彩。2）物体的质量：物体惯性大小的量度。3）力：物体与物体间的互相作用。4）牛顿运动定律只有在惯性参照系中建立。2牛顿第二定律的应用 牛顿第二定律的数学表达式：8 海量资源，欢迎共阅 矢量式：Fma mdv md2r dt dt2 重量式：dvx d2x Fx max m dt mdt2 直角坐标系：dvy d2y Fy may m dt m dt2 Ft mat mdv 自然坐标系：dt mv2 Fn man 用牛顿第二定律解质点动力学问题：1）已知质点的运动：r r(t)，求质点的受力：求导过程 2）已知质点的受力：FF(r,v,t)

5、，求质点的运动：解微分方程解题重点：1）受力解析（隔断法）2）对每一个质点写出牛顿方程的矢量量式：Fma 3）建立坐标系，化矢量式为重量式 4）解方程（组）二动量定理与动量守恒定律 1单质点的动量定理 2质点系的动量定理 内力不过使系统内各质点产生动量的交换，但不改变系统的总动量。3质点系的动量守恒定律 若系统在某一方向所受的合力为零，则该方向动量守恒。三动能定理、功能原理与机械能守恒定律 1单质点的动能定理 2质点系的动能定理 内力不改变系统的组动量，但内力要改变系统的总动能。3质点系的势能与功能原理 守旧力：做功只与物体的始、末地址有关，而与物体的运动路径没关的力。质点系的势能：受守旧力作

6、用的质点在空间某一点的势能为将质点从该点沿任意路径运动到零势能参照点的过程中守旧力所作的功 r0为零势能参照点。质点系的功能原理：4机械能守恒定律 海量资源，欢迎共阅 A外 0 封闭守旧系统：EE0 A内非保 0 第三章刚体力学 一刚体定轴转动的描述 1描述刚体定轴转动的物理量 角地址：(t)d 角速度：dt d d2 角加速度：dt2 dt 角速度和角加速度均为矢量，定轴转动中其方向沿转轴的方向并满足右手螺旋定章。2角量和线量的关系 v P r O X 图 23 at r vr，an r 2 二转动定律 Z 1力矩：2转动惯量 物理意义：刚体转动惯性大小的量度。计算：Fi 3转动定律的应用

7、ri 解题重点：i O P 1）受力解析 di 质点:依据牛顿第二定律:Fma 2）列方程：刚体:依据转动定律:M I 无滑动条件:aR 3）解方程 图251 二动能定理和机械能守恒 1刚体的动能定理：2含有刚体的的复杂系统的机械能守恒：封闭守旧系统，机械能守恒，即 EEkEp 常数 三角动量定理与角动量守恒定律 1刚体的的角动量定理和角动量守恒定律 2含有刚体和质点的复杂系统的角动量定理和角动量守恒定律：第四章机械振动 10 海量资源，欢迎共阅 一简谐振动的描述 1简谐振动：物体运动时，走开均衡地址的位移（角位移）随时间按余弦（或正弦）规律随时间变化：则物体的运动为简谐振动 2描述简谐振动的

8、物理量 （1）周期和频率：完成一次全振动所需要的时间，称为周期（T）；单位时间里完成 全振动的次数称为频率（）（2）振幅：质点走开均衡地址的最大距离（A）。（3）位相与初相：t+称为简谐振动的位相，称为初相。位相是描述物体振动状 态的物理量。周期和频率由振动系统的固有性质决定固有周期和固有频率。例：弹簧振子：T m 1 k 2，m k 2 振幅和初相由初始条件决定。例：若xt0 x0，vt0 v0，则 3简谐振动的表示 振动方程：x Acos(t)振动曲线：xt关系曲线 旋转矢量表示：M OM：以角速度 作匀速转动 A M0 P：作简谐振动：xAcos(t)t 4简谐振动的速度和加速度 OxP

9、 X 速度：加速度：简谐振动的速度和加速度也作同频率的简谐 振动 图 3 vmA，am=A 2 速度位对比位移位相超前/2，加速度位对比位移位相超前 二简谐振动的动力学问题 1简谐振动的鉴识 1）确立均衡地址；2）以均衡地址为坐标原点建立坐标系；3）求出振子走开均衡地址为 x 时的加速度或所受的合力，并鉴识能否满足：a 2x或F kx 2几种常有的简谐振动 弹簧振子：T 2m/k 单摆：T 2 l/g 复摆：T 2 I/(mgh)海量资源，欢迎共阅 3简谐振动的能量 谐振子的动能和势能都随时间而变化，振动过程中二者互相变换，械能保持不变。谐振子系统是一个封闭守旧系统。但系统的总机 三简谐振动的

10、合成 1同频率同方向的简谐振动的合成 2同方向不一样频率的简谐振动的合成：形成拍 3互相垂直的同频率的简谐振动的合成：椭圆 4互相垂直的同频率的简谐振动的合成：李萨如 图 四阻尼振动与受迫振动 1阻尼振动：质点在振荡过程中因受阻力的作用 A2 A1 2 Ox2 1 x1 A xX 而使能量不断损失，振幅不断减小的振动。图 13 1）欠阻尼（阻力较小）：质点在均衡地址周边来回振动，振幅随时间不断衰减，最 终停止振动。2）过阻尼（阻力较大）：质点不再作来回振动，而是逐渐向均衡地址凑近，最后停 止在均衡地址。3）临界阻尼（阻尼适中）：质点振动到均衡地址恰巧停下来，今后不再振动。2受迫振动：振动系统在

11、周期性驱动力的连续作用下产生的振动。稳准时，系统作简谐振动。系统稳准时的频率等于驱动力的频率。简谐振动的振幅驱动力的幅度和频率有关：当驱动力的频率与系统的固有频率相等时，受迫振动振幅最大。这类现象称为共振。第五章机械波 一机械波的基本看法 1机械波及其产生条件：（1）机械波：机械振动在弹性介质中的流传，形成机械波。（2）产生条件：1）波源；2）弹性介质 2机械波中的两种运动：质点振动：弹性介质中各质点只在均衡周边作振动。波的流传：振动状态（振动位相）向前流传的过程。3机械波的分类：1）横波与纵波 2）平面波与球面波 3）简谐波和非简谐波 重点研究：平面简谐波 二描述机械波的几个物理量 1波速c

12、：单位时间里振动状态向前流传的距离。2波长：在一个全振动周期内振动状态向前流传的距离。或波的流传方向上振动 12 海量资源，欢迎共阅 位相差等于 2 的两质点的距离。3周期与频率 周期T：振动状态向前流传一个波长所需的时间。频率：单位时间里振动状态向前流传的波数。说明：1）波的周期和频率决定于波源振动的周期和频率，与流传媒质没关；而波速和波长 与流传媒质有关。2）波速、波长、周期（频率）三者间的关系 三平面简谐波表达式 1平面简谐波：1）波沿直线流传；2）流传方向上各点作同频率、同振幅（但不一样 位相）的简谐振动。2平面简谐波的表达式 设：1）波速为c，沿y轴正（负）方向；2）原点 O 的振动

13、方程：则：波的表达式（任一地址坐标为y的质点的振动方程）为：3颠簸表达式的物理意义 1）y不变，t可变：表示处在y处的质点的振动方程：y=y(t)，yt曲线为振动曲 线。2）t不变，y可变，表示t时刻各质点走开均衡地址的位移与质点的均衡地址坐的关系：y=y(x)，yx曲线为波形图。3）y、t均可变：表示振动状态的流传。四波的能量与波的强度 1波的能量密度 u 若yA cos t x，则 ()c x)V V中的能量：W A2 2sin2(t V c 能量密度：w W A2 2sin2(t x)xx+x V c 图 19 均匀能量密度：w 1A2 2 2 2波的能流密度（波的强度）（1）均匀能流：

14、单位时间里经过某一截面 的均匀能量，即 I S（2）均匀能流密度：经过垂直于波的流传方向的单位面积均匀能流，即 五波的干涉驻波 1波的迭加原理v 1）两列波在流传过程中相遇，在相遇地域 图 14 海量资源，欢迎共阅 内任一点的振动为两列波单独存在时在该点所引起真的振动的迭加。2）相遇后两列波依旧保持各自原有的特征连续向前流传，就好象在流传过程中未曾 相遇过。2波的干涉P 3驻波 Y轴上各点作同频率的间谐振动。r1 各点的振幅随坐标 x而变化：s1 r2 xk(2k 1),A 0波节 4 xk 2k,A 2A0波腹 s2 4 图 23 若相邻波节之间为一段，则同一段中各点的振动位相同样，而相邻段

15、振动的位相相反 六波的衍射、反射与折射 1惠更斯原理：波阵面（波前）上的每一点都可视为发射子波的波源，在以后的任 一时刻，这些子波的包迹就是新的波阵面（波前）。2波的衍射 （1）波的衍射现象：波在流传过程中遇到阻碍物时，能改变其流传方向而绕过阻碍物的现象。（2）波的衍射现象的解说：各子波的叠加 （3）产生波的衍射的条件：小孔或阻碍物的尺寸不比波长大得多。3波的反射与折射 （1）波的反射与折射现象：波流传到两种媒质的界面时，一列波被分成两部分，一部分反射回来，形成反射波，另一部分进入另一种媒质，形成折射波，这类现象称为波的反射与折射现象。（2）反射定律与折射定律：第六章气体分子运动论 一均衡态理

16、想气体状态方程 1均衡态：任何系统，只要与外界无能量交换与物质交换，最后都要趋于以稳固的 状态均衡态。系统的每一均衡态都有必定的状态参量(p,V,T)和内能E。2理想气体状态方程 二分子热运动和统计规律 宏观系统由大批的分子构成，分子处于不断的热运动之中。个别分子的运动是纷乱无 章的，但大批分子运动的集体表现满足必定的统计规律。在必定均衡态下，分子各微 观量的均匀值是必定的，分子按各微观量大小的分布是必定的。三气体的压强 1压强的统计意义：压强是大批气体分子对容器壁发生碰撞，从而对容器壁产生冲力的宏观表现。14 海量资源，欢迎共阅 2压强公式 四气体的温度 1温度的统计意义：温度是大批气体分子

17、的均匀平动动能的量度。2温度公式：五气体的内能 1内能的统计意义：理想气体的内能为全部气体分子的均匀能量之和。2内能公式：当系统处于温度为T（常温）的均衡态时：（1）分子沿任一自由度运动的均匀动能：1 kT。2（2）分子的均匀动能：k ikT 2 （3）系统的内能：E iNkT i RT 2 2 六麦克斯韦分子速率分布律 1分子速率分布律：当系统处于温度为T的均衡态时，速率在vvdv之间的分子 数占总分子数的百分比为 2最可几速率均匀速率方均根速率 （1）最可几速率vp：（2）均匀速率v：（3）方均根速率v2：第七章热力学基础 一热力学第必定律 1热力学第必定律：系统所汲取的热量，一部分使系统

18、的内能增添，另一部分用于 系统对外做功，即 E：E E2E1，决定于系统的始、末状态。A：A V2 pV曲线或p p(V)可计算A。pdV与过程有关。已知过程，即已知 V1 Q：Q E A与过程有关。由A和E并依据热力学第必定律可求 Q。2热力学第必定律对理想气体的应用 二循环过程 1循环过程：系统经过一系列变化过程又回到本来的状态，这样周而复始的变化过程为循环过程。2热机的效率和冷机的致冷系数解题重点：1）解析循环由哪些分过程构成，并确立哪些是吸热过程，哪些是放热过程。p 1(p1,V1,T1)E A?Q?C?2(p2,V2,T2)2）计算Q1、Q2 O(p1V1 p2V2)V T1 T2

19、图 137 海量资源，欢迎共阅 3）由1 Q2 或 w Q2 计算或w Q1 Q1Q2 3卡诺热机的效率和卡诺冷机的致冷系数 卡诺热机：工作于两恒温热源（高温热源T1和低温热源T2）之间的可逆热机称为卡诺热机。卡诺热机的效率：卡诺冷机：工作于两恒温热源（高温热源T1和低温热源T2）之间的可逆冷机称为卡诺冷机。卡诺冷机的致冷系数：三热力学第二定律 1热力学第二定律的两种描述 开尔文描述：不行能制造一种循环动作的热机，只从单一的热源汲取热量，使之完整转变成功而不引起其他物体任何变化。克劳修斯描述：热量不行能自动地从低温物体传给高温物体而不引起其他物体任何变化。2可逆过程与不行逆过程 可逆过程：过程P使系统从状态 A过渡到状态 B，若过程P同时满足以下两个条件，则过程P称为可逆过程：1）存在过程P，使系统能从状态 B 返回到状态A；2）系统从状态 B 返回到状态 A的同时，系统四周的全部也恢复原状。不行逆过程：过程P使系统从状态 A过渡到状态 B，若过程P满足以下两个条件之 一，则过程P称为不行逆过程：1）不存在过程P，使系统能从状态 B 返回到状态A；2）存在过程P，使系统能从状态 B 返回到状态 A，但在系统从状态 B 返回到状态A 的同时，系统四周没法复原。3热力学第二定律的实质：与热现象有关的实质自然过程都是不行逆过程。16