大学物理复习题力学部分 ppt课件
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大学物理-力学课件(全)
详细描述
牛顿第二定律
总结词
描述力对物体转动效应的定律。
详细描述
力的矩与转动定律指出，力矩是力和力臂的乘积，其方向垂直于力和力臂所在的平面。公式表示为M=FL，其中M表示力矩，F表示作用力，L表示力臂。转动定律则说明，对于定轴转动系统，系统的角加速度与作用于转轴上的合力矩成正比，与转动惯量成反比。
力的矩与转动定律
万有引力定律
04
CHAPTER
弹性力学
能够恢复其原始形状和大小的物体。
弹性体定义
线弹性体、非线弹性体、超弹性体等。
弹性体的分类
杨氏模量、泊松比等。
弹性体的物理属性
拉伸、压缩、弯曲、剪切等。
弹性体的变形
弹性体的基本性质
物体内部相邻部分之间的相互作用力。
弹性体的应力与应变
应力定义
正应力和剪应力。
应力的分类
动量的计算方法
动量与动量守恒定律
在没有外力作用的情况下，一个系统内各个物体的动量总和保持不变。这一定律是经典力学中重要的基本定律之一，适用于宏观低速的物体系统。
动量守恒定律
通过分析系统的受力情况和动量变化情况，根据动量守恒定律可以求出系统内各个物体的动量和速度变化情况。在解决实际问题时，通常需要先对系统进行受力分析和动量分析，然后根据动量守恒定律列方程求解。
应用方法
动量与动量守恒定律
02
CHAPTER
运动学
描述物体位置变化的物理量，表示为矢量，由起点指向终点的有向线段。
位移
描述物体运动快慢的物理量，等于位移对时间的导数，表示为矢量。
速度
位移与速度
加速度
描述物体速度变化快慢的物理量，等于速度对时间的导数，表示为矢量。
牛顿第二定律
总结词
描述力对物体转动效应的定律。
详细描述
力的矩与转动定律指出，力矩是力和力臂的乘积，其方向垂直于力和力臂所在的平面。公式表示为M=FL，其中M表示力矩，F表示作用力，L表示力臂。转动定律则说明，对于定轴转动系统，系统的角加速度与作用于转轴上的合力矩成正比，与转动惯量成反比。
力的矩与转动定律
万有引力定律
04
CHAPTER
弹性力学
能够恢复其原始形状和大小的物体。
弹性体定义
线弹性体、非线弹性体、超弹性体等。
弹性体的分类
杨氏模量、泊松比等。
弹性体的物理属性
拉伸、压缩、弯曲、剪切等。
弹性体的变形
弹性体的基本性质
物体内部相邻部分之间的相互作用力。
弹性体的应力与应变
应力定义
正应力和剪应力。
应力的分类
动量的计算方法
动量与动量守恒定律
在没有外力作用的情况下，一个系统内各个物体的动量总和保持不变。这一定律是经典力学中重要的基本定律之一，适用于宏观低速的物体系统。
动量守恒定律
通过分析系统的受力情况和动量变化情况，根据动量守恒定律可以求出系统内各个物体的动量和速度变化情况。在解决实际问题时，通常需要先对系统进行受力分析和动量分析，然后根据动量守恒定律列方程求解。
应用方法
动量与动量守恒定律
02
CHAPTER
运动学
描述物体位置变化的物理量，表示为矢量，由起点指向终点的有向线段。
位移
描述物体运动快慢的物理量，等于位移对时间的导数，表示为矢量。
速度
位移与速度
加速度
描述物体速度变化快慢的物理量，等于速度对时间的导数，表示为矢量。
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应用实例
天体运动中行星绕太阳的角动量守恒，刚体定点转动的 角动量守恒等。
06
功能原理和机械能守恒定律
功能原理内容解释
功能原理定义
系统所受外力的功等于系统动能的变化量。
公式表示
$W\_{ext}=\Delta E\_k$
物理意义
外力做功导致物体动能改变，是能量转化和 传递的基本规律之一。
机械能定义及分类
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目
CONTENCT
录
• 力学基本概念 • 运动学基础 • 牛顿运动定律及应用 • 动量定理与动量守恒定律 • 角动量定理与角动量守恒定律 • 功能原理和机械能守恒定律
01
力学基本概念
质点与刚体
质点
具有一定质量，但没有形状和大小的理想化物理模型。质点模型 忽略了物体的形状和大小，只考虑其质量，便于研究物体的运动 规律。
动量定理表述及证明过程
动量定理表述
物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化 量。
动量定理证明过程
通过牛顿第二定律和运动学公式推导得出。
动量守恒条件及应用实例
动量守恒条件
系统所受合外力为零或不受外 力作用。
动量守恒应用实例
碰撞问题、爆炸问题等。在这 些问题中，可以通过动量守恒 定律求解物体的速度、位移等 物理量。
、位移等物理量。
注意事项
当存在非保守力（如摩擦力 ）做功时，机械能不守恒， 需要考虑能量损失和转化。
THANK YOU
感谢聆听
03
牛顿运动定律及应用
牛顿三定律内容
第一定律
任何物体都要保持匀速直线运 动或静止状态，直到外力迫使 它改变运动状态为止。
第二定律
物体的加速度跟物体所受的合 外力成正比，跟物体的质量成 反比，加速度的方向跟合外力 的方向相同。
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14
例. 已知质点的运动方程为
x(t) R cost
y(t) R sin t
R和 为常量。（1）求其轨道
形和和态自加和然速特 坐 度征 标a。 系（ 中写2）出在质直点角速坐度标v系
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15
(1) x2 y2 R2
vx
dx dt
R sin t
lim lim
t0 t
t t 0
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dt
3
a dv d (v) dv v d
dt dt
dt dt
如果轨道在点A 的内切圆的曲率半径为 ,
an
v
d
dt
n
v
d
dt
n
v2
n
at
dv
dt
一般情况下, 质点的加速度矢量应表示为
dv dt
R
d
dt
R
v
R
矢量
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10
(t) (t) (t)
t 0 (0) 0 (0) 0
(t )
(t)
0 0
t
(t)dt
0 t
(t )dt
0
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11
例 质点作匀加速圆周运动， 0 const,
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21
牛顿第二定律： F ma
Fx
直角坐标系分量形式Fy
Fz
max may maz
m m m
dvx
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静电场中的电势
在静电场中，电势是一个相对量，它的大小与参考点的选择有关。在同一个静电场中，不 同位置的电势不同，但任意两点间的电势差是一定的。
磁场与电流
01 02 03
磁场
磁场是由磁体或电流所产生的物理场，可以用磁感应强度 和磁场强度来描述。磁感应强度是矢量，其方向与小磁针 静止时北极所指的方向相同，其大小可以用磁通密度来衡 量。磁场强度也是一个矢量，其方向与磁感应强度的方向 垂直。
几何光学的历史
几何光学的发展可以追溯到古代，当 时人们已经开始利用光的直线传播和 反射性质。
光速与相对论
光速的定义
光速是光在真空中传播的速度，约为每秒299,792,458米。
光速的测量
光速的测量可以追溯到17世纪，当时科学家们开始尝试测量光速 。
光速与相对论的关系
相对论是由爱因斯坦提出的，它解释了光速在不同介质中的变化以 及光速对时间的影响。
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目录
CONTENTS
• 力学部分 • 电磁学部分 • 光学部分 • 量子物理部分 • 实验物理部分
01
力学部分
牛顿运动定律
牛顿第一定律
物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它 上面的力迫使它改变这种状态。
牛顿第二定律
物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
牛顿第三定律
经典实验重现及解析
经典实验选择
选择一些经典的物理实验进行重现及解析， 例如牛顿第二定律、胡克定律等，需要了解 这些实验的背景和意义。
实验装置与操作
根据选择的经典实验，准备相应的实验装置和器材 ，掌握实验操作流程和数据采集方法。
结果分析与讨论
对实验结果进行分析和讨论，理解实验原理 和结论，并与理论进行比较和验证。
在静电场中，电势是一个相对量，它的大小与参考点的选择有关。在同一个静电场中，不 同位置的电势不同，但任意两点间的电势差是一定的。
磁场与电流
01 02 03
磁场
磁场是由磁体或电流所产生的物理场，可以用磁感应强度 和磁场强度来描述。磁感应强度是矢量，其方向与小磁针 静止时北极所指的方向相同，其大小可以用磁通密度来衡 量。磁场强度也是一个矢量，其方向与磁感应强度的方向 垂直。
几何光学的历史
几何光学的发展可以追溯到古代，当 时人们已经开始利用光的直线传播和 反射性质。
光速与相对论
光速的定义
光速是光在真空中传播的速度，约为每秒299,792,458米。
光速的测量
光速的测量可以追溯到17世纪，当时科学家们开始尝试测量光速 。
光速与相对论的关系
相对论是由爱因斯坦提出的，它解释了光速在不同介质中的变化以 及光速对时间的影响。
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目录
CONTENTS
• 力学部分 • 电磁学部分 • 光学部分 • 量子物理部分 • 实验物理部分
01
力学部分
牛顿运动定律
牛顿第一定律
物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它 上面的力迫使它改变这种状态。
牛顿第二定律
物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
牛顿第三定律
经典实验重现及解析
经典实验选择
选择一些经典的物理实验进行重现及解析， 例如牛顿第二定律、胡克定律等，需要了解 这些实验的背景和意义。
实验装置与操作
根据选择的经典实验，准备相应的实验装置和器材 ，掌握实验操作流程和数据采集方法。
结果分析与讨论
对实验结果进行分析和讨论，理解实验原理 和结论，并与理论进行比较和验证。
《大学物理简明教程》总复习课件
《大学物理简明教程》总复习课件一、力学部分1. 牛顿运动定律：物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动；物体受到外力作用时，其加速度与外力成正比，与物体质量成反比。
2. 动能定理：物体的动能变化等于物体所受外力做的功。
3. 势能：物体在重力场中具有的势能等于其重力势能；物体在弹性力场中具有的势能等于其弹性势能。
4. 动量守恒定律：在封闭系统中，物体间的相互作用力导致系统总动量守恒。
5. 角动量守恒定律：在封闭系统中，物体间的相互作用力导致系统总角动量守恒。
二、热学部分1. 热力学第一定律：能量守恒定律在热学中的体现，即系统吸收的热量等于系统内能的增加和对外做功之和。
2. 热力学第二定律：熵增原理，即在一个孤立系统中，熵总是增加的，直到达到最大值。
3. 热力学第三定律：绝对零度时，系统的熵为零。
4. 理想气体状态方程：描述理想气体状态参量（压强、体积、温度）之间关系的方程，即 PV=nRT。
5. 热容：描述物体吸收或放出热量时温度变化的物理量，包括比热容和摩尔热容。
三、电磁学部分1. 库仑定律：描述点电荷之间相互作用力的规律，即F=kq1q2/r^2。
2. 高斯定理：描述静电场中电荷分布与电场强度关系的定律，即∮E·dA=Q/ε0。
3. 法拉第电磁感应定律：描述磁场变化引起电场变化的规律，即ε=dΦ/dt。
4. 安培环路定理：描述电流与磁场之间关系的定律，即∮B·dl=μ0I。
5. 麦克斯韦方程组：描述电磁场基本规律的方程组，包括高斯定理、法拉第电磁感应定律、安培环路定理和洛伦兹力定律。
四、光学部分1. 光的反射定律：描述光线在光滑表面上反射时，反射光线、入射光线和法线共面的规律。
2. 光的折射定律：描述光线从一种介质进入另一种介质时，入射角和折射角之间关系的规律。
3. 双缝干涉：描述光波在双缝实验中产生的干涉现象，即明暗相间的条纹。
4. 单缝衍射：描述光波通过单缝时产生的衍射现象，即中央亮条纹和两侧暗条纹。
大学物理力学(全)ppt课件
碰撞后两物体粘在一起以 共同速度运动的碰撞。此 时机械能损失最大，动能
之和最小。
05
流体力学基础
流体的性质与分类
流体的定义
流体是指在外力作用下，能够连续变形且不能恢复原 来形状的物质。
流体的性质
流动性、压缩性、黏性。
流体的分类
按物理性质可分为气体和液体；按化学性质可分为纯 净物和混合物。
流体静力学
重力势能
重力做功与路径无关，只与初末 位置的高度差有关。 03
机械能守恒定律
04 只有重力或弹力做功的物体系统 内，动能与势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变。
刚体定轴转动动力学
刚体定轴转动的描述
角速度、角加速度和转动惯量等物理量的定义和 计算。
刚体定轴转动的动能定理
刚体定轴转动时，合外力矩对刚体所做的功等于 刚体转动动能的变化。
弹性势能与动能之间的转化
在振动过程中，物体的动能和弹性势能不断相互转化。
弹性碰撞与非弹性碰撞
弹性碰撞
碰撞过程中，物体间无机 械能损失的碰撞。碰撞后 两物体以相同的速度分开
，且动能之和不变。
非弹性碰撞
碰撞过程中，物体间有机 械能损失的碰撞。碰撞后 两物体以不同的速度分开
，且动能之和减小。
完全非弹性碰撞
伯努利方程的应用
伯努利方程在流体力学中有广泛的应用，如计算管道中流体的流速和流量、分析机翼升力原理、解释 喷雾器工作原理等。同时，伯努利方程也是一些工程领域（如水利工程、航空航天工程等）中设计和 分析的重要依据。
06
分析力学基础
约束与自由度
约束的概念
约束是对物体运动的一种限制，它减少了物体的自 由度。
牛顿运动定律
牛顿第一定律（惯性定律）
之和最小。
05
流体力学基础
流体的性质与分类
流体的定义
流体是指在外力作用下，能够连续变形且不能恢复原 来形状的物质。
流体的性质
流动性、压缩性、黏性。
流体的分类
按物理性质可分为气体和液体；按化学性质可分为纯 净物和混合物。
流体静力学
重力势能
重力做功与路径无关，只与初末 位置的高度差有关。 03
机械能守恒定律
04 只有重力或弹力做功的物体系统 内，动能与势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变。
刚体定轴转动动力学
刚体定轴转动的描述
角速度、角加速度和转动惯量等物理量的定义和 计算。
刚体定轴转动的动能定理
刚体定轴转动时，合外力矩对刚体所做的功等于 刚体转动动能的变化。
弹性势能与动能之间的转化
在振动过程中，物体的动能和弹性势能不断相互转化。
弹性碰撞与非弹性碰撞
弹性碰撞
碰撞过程中，物体间无机 械能损失的碰撞。碰撞后 两物体以相同的速度分开
，且动能之和不变。
非弹性碰撞
碰撞过程中，物体间有机 械能损失的碰撞。碰撞后 两物体以不同的速度分开
，且动能之和减小。
完全非弹性碰撞
伯努利方程的应用
伯努利方程在流体力学中有广泛的应用，如计算管道中流体的流速和流量、分析机翼升力原理、解释 喷雾器工作原理等。同时，伯努利方程也是一些工程领域（如水利工程、航空航天工程等）中设计和 分析的重要依据。
06
分析力学基础
约束与自由度
约束的概念
约束是对物体运动的一种限制，它减少了物体的自 由度。
牛顿运动定律
牛顿第一定律（惯性定律）
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作用在系统上的合外力等于系统的总质量乘以质心的 加速度——质心运动定律
.
11
二、动量定理和动量守恒定理
（力的时间累积效果）
1、动量、冲量的概念,.
P mv
It1 t2F (t)d t F(t2t1)
2、质点动量定理
t P
Id It0F d tP 0d P P P 0
即
I m v m v 0
J mjrj2
j
J r2dm
刚体的转动惯量与以下三个因素有关： i）与刚体的质量有关．
ii）与刚体的几何形状及质量的分布有关．
iii）与转轴的位置有关．
平行轴定理: JOJCmd2
d
C mO
3、转动定理.
M J J d
. dt
22
三、力矩的时间累积作用
冲量矩、角动量、角动量定理．
1、角动量.
x
t t0
方向:右手螺旋方向
角加速度
dω dt
d2
d2t
dt
v rωe t at r anrω2
a re trω 2e n
二、力矩的瞬时作用规律----转动定律
1、力矩M的概念.
M
r
F
上式中, r是力的作用. 点相对于转轴的位矢
21
2、转动惯量.
转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量,它定义为
第二章
运动的守恒量 和守恒定律
.
10
一、质心 质心运动定律
1、质心 r C m 1 m r 1 1 m m 2 2 r 2 m m ii r i (i n 1m ir i)/m
n
mixi
xC
i 1
m
n
mi yi
大学物理力学部分习题PPT课件
m 。求此时薄板对通过原中心与板面垂直的轴的转动惯量。
解：
圆盘质量面密度
R2
m
(R
2)2
4m
3 R2
小圆盘面积的质量
m2
( R)2
2
( R)2
2
4m
3 R2
1m 3
大圆盘面积的质量 M m 1 m
由平行轴定理，半径为 R/2 的小3 圆盘对 O 点的转动惯量为
I2
1 2
m2
(
h
转动定理：
mg
x mgR sin 3 mR2
2
由 A 点瞬时速度为零，对于质心有：
A c R 0,
vc
R,
ac
R -
15
解得
ac
2 3
g
sin
圆柱体质心的速度为
vc
2ac x
4 3
g (h0
h)
(2) 根据质心运动定理 mg sin f mac
解得
f 1 mg sin
转动惯量
J
v r, at r, an
miri2 J r2dm
v
v2 r
i
力矩
角动量
力矩的功 A 2 M d 1
-
转动动能
Ek
1 2
J2
5
二、基本定律
(1) 转动惯量平行轴定理
Jz Jc Mh2 (2)刚体定轴转动定理
M J
(3) 定轴转动刚体的动能定理
A内 0
A外
Ek
1 2
mR2(1cos2)sind
2
mR2(1cos2)sind
所以： J
0
-
2
9
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2
3. 对功的概念有以下几种说法： (1)保守力作正功时，系统内相应的势能增加． (2)质点运动经一闭合路径，保守力对质点作功为零． (2)作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者
所作功的代数和必为零． 在上述说法中： (A) (1)、(2)是正确的． (B) (2)、(3)是正确的． (C) 只有(2)是正确的． (D) 只有(3)是正确的
0 /3 经 过的时间t= ____
大学物理复习题力学部分
12
14． 一飞轮以速率n=1500转/分转动，受到制动而均匀的 减速，经t=50s后静止。
(1)求角加速度和从制动开始到静止飞轮的转数N。
(2)求制动开始后t=25时飞轮的角速度。
(3)设飞轮的半径R=1m，求t=25s时飞轮边缘上的一点 的速度和加速度。
大学物理复习题力学部分
3
4. 对于一个物体系来说,在下列条件中，哪 种情况下系统的机械能守恒？
(A) 合外力为零. (B) 合外力不作功. (C) 外力和保守内力都不作功. (D) 外力和非保守内力都不作功保守力的是（ ） A重力 B 摩擦力 C静电场力 D 弹力
（1）棒开始转动时的角速度 （2）棒的最大偏转角
力学部分复习题
大学物理复习题力学部分
1
一、选择题
１.如果一个系统在一个过程中只有保守力做功， 那么该过程中有 （ ）
（A）动能守恒
（B）机械能守恒
（C）动量守恒
（D）角动量守恒
２. 质点系的动能增量为：
（A）质点系所有外力做的功
（B）质点系所有内力做的功
（C）质点系所有内力和外力做功的代数和
（D）质点系保守力大学做物理复习的题力学功部分
A. IA IB B. I A I B C. I A I B D.不能确定
大学物理复习题力学部分
6
二、填空题
1、一质点沿半径为R的圆周运动，其路 程S随时间t变化规律为Sbt12ct2 ,式 中b、c为大于零的常数，且 b2 Rc
则质点运动的切向加速度为
；
法向加速度为 。
2、上一抛质出量，为出m射的角物 体与，水以平初面速成v 0
与时间的关系为 kt2（其中k为常数），
已知质点在第二秒末的线速度为32米/秒， 则在t =0.5秒时，质点的切向加速度 a t ＝__， 法向加速度 =a_n________。
大学物理复习题力学部分
11
11. 一质点沿x轴运动，a=3+2t，t=0时，初速为 5m/s,则t=3s时速度大小为__________.
15.一质点沿半径为0.1m的圆作圆周运动，所转过的角速
度 24t3 rad
（1）在t=2s时，质点的切向和法向加速度各为多少？
（2） 为多大时，质点的总加速度方向与半径成45° 角？
大学物理复习题力学部分
13
16. 质量为1kg的物体在笔直的公路上以初速 度50m/s从原点开始出发，受变力F=2t+2N 的力的作用，求：（1）物体在第10秒末的 速度。 （2）物体在10秒内的位移。
自由下落，在棒摆动到竖直位置时，细棒
的角速度是
。
O
大学物理复习题力学部分
9
６．质点的运动方程为 r(t) i 4 t2j tk ，式中和t
分别以m和s为单位，则质点的速度表示式
为：
，加速度表示式为： 。
7．一个小球质量为100g，水平向右以20 m/s 的速度碰撞墙壁后以同样大小的速率返回，碰 撞时间为0.01s,在这个过程中小球的动量增量 为 (原速度方向为正方向), 受到的平均冲 力F= 。
6. 力F＝12t(SI)作用在质量m＝2kg的物体上， 使物体由原点从静止iA.-54开始运动，则它在3s 末的动量大小应为：（ ）
A、-54kg·m·s-1 B、54kg·m·s-1
C、-27kg·m·s-1 D、27kg·m·s-1
大学物理复习题力学部分
5
7 . 有两个半径相同，质量相等的细圆环A和B， A环的质量分布均匀，B环的质量分布不均 匀，它们对通过环心并与环面垂直的轴的 转动惯量分别为 IA，和I则B （ ）
所做的功为
。
4、 哈雷慧星绕太阳的轨道是以太阳为一个 焦点的椭圆。它离太阳最近的距离是r1，此 时它的速率是v1。它离太阳最远时的速率是 v2，这时它离太阳的距离是r2＝ 。
大学物理复习题力学部分
8
5. 均匀细棒OA长为 L ,质量为m，可绕通过
其一端O且与棒垂直的水平固定光滑轴转动，
如图所示，今使棒从水平位置由静止开始
从地面斜向 300 角，如
忽略空气阻力，则从抛出到刚要接触地面
的过程中,物体动量增量的大小为_ ，物体
动量增量的方向为____________。
大学物理复习题力学部分
7
3、线质运量动为，1该0 质kg点的的质速点度，为在v 外 力4 t作2 i 用 1 下k 做(S6 I曲) ，
则在t = 0 s到t =1 s时间内，合外力对质点
8. 一质点在恒力F=12i－3j (SI)的作用下，位移 为r=3i+8j (SI), 在此过程中，动能增量为 ____________。
大学物理复习题力学部分
10
９.某舞蹈演员作自转运动，开始时两臂伸
开，转动惯量为J1，角速度为w1。当他将
手臂收回时,其转动惯量变为J2，则此时其
角速度
。
10．一质点在水平面内以顺时针方向沿半 径为2米的圆形轨道运动，此质点的角速度
17.一质量为m的物体，在力 F(aitb2tj) 的作用 下，由静止开始运动，求在任一时刻此力 所 做功的功率为多少。
大学物理复习题力学部分
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18. 一长为L=0.4m的均匀木棒，质量M=1kg, 可绕水平轴o在竖直平面内转动，开始时棒自 然地竖直悬垂，现有之质量为m=10g的子弹 以v=200m/s的速率从A点射入棒的一端，并和 棒一起运动，如图所示。求：
12. 一质量为ｍ的物体，在变力Ｆ的作用下，速
度由 v 0 增加为2v 0 ,则在这个过程中合外力做功为
______________。
13. 飞轮转动惯量为Ｉ ，在t=0时角速度为 0 ，
此后经制动过程，阻力矩M的大小与 的平方成
正比，比例系数为K（K>0），当 0 /3 时，飞 轮的角加速度β= ____ 。从开始制动到所经到