大学物理物理知识点总结!!!!!!

B

r ?

A r

B r

y

r ?

第一章质点运动学主要内容

一. 描述运动的物理量 1. 位矢、位移和路程

由坐标原点到质点所在位置的矢量r 称为位矢 位矢r xi yj =+,大小 2r r x y ==+运动方程

()r r t =

运动方程的分量形式()

()x x t y y t =???=??

位移是描述质点的位置变化的物理量

△t 时间内由起点指向终点的矢量B A r r r xi yj =-=?+?△，2r x =?+△路程是△t 时间内质点运动轨迹长度s ?是标量。 明确r ?、r ?、s ?的含义(?≠?≠?r r s ) 2. 速度（描述物体运动快慢和方向的物理量）

平均速度

x

y

r x y i j i

j t t t

瞬时速度(速度) t 0r dr

v lim

t dt

?→?==

?(速度方向是曲线切线方向) j v i v j dt dy i dt dx dt r d v y x +=+==，2222y

x v v dt dy dt dx dt r d v +=??? ??+??? ??== ds dr dt dt

= 速度的大小称速率。 3. 加速度(是描述速度变化快慢的物理量）

平均加速度v

a t ?=? 瞬时加速度(加速度) 220lim

t d d r a t dt dt υυ→?===?△ a 方向指向曲线凹向j dt

y d i dt x d j dt dv i dt dv dt v d a y x

2222+=+== 2

2222222

2

2???? ??+????

??=?

??

? ?

?+??? ??=+=dt y d dt x d dt

dv dt dv a a a y x y x

二.抛体运动

运动方程矢量式为 2012

r v t gt =+

分量式为 02

0cos ()1sin ()2

αα==-??

???水平分运动为匀速直线运动竖直分运动为匀变速直线运动x v t y v t gt 三.圆周运动(包括一般曲线运动) 1.线量：线位移s 、线速度ds

v dt

= 切向加速度t dv

a dt

=

(速率随时间变化率) 法向加速度2

n v a R

=(速度方向随时间变化率)。

2.角量：角位移θ(单位rad )、角速度d dt

θω=

(单位1

rad s -?) 角速度22

d d dt dt

θωα==(单位2

rad s -?) 3.线量与角量关系：2

= t n s R v R a R a R θωαω===、

、、 4.匀变速率圆周运动：

(1) 线量关系020220122v v at s v t at v v as =+???=+???-=? (2) 角量关系02022

0122t t t ωωαθωαωωαθ=+??

?

=+???-=?

第二章牛顿运动定律主要内容

一、牛顿第二定律

物体动量随时间的变化率

dp

dt

等于作用于物体的合外力i

F =

F 即：

=

dP dmv

F dt dt

=， m =常量时 dV F =m F =ma dt 或 说明：(1)只适用质点；(2) F 为合力 ；(3) a F 与是瞬时关系和矢量关系；

(4) 解题时常用牛顿定律分量式

（平面直角坐标系中）x x

y

y F ma F ma F ma =?=?=? (一般物体作直线运动情况)

（自然坐标系中） ??

???====?=（切向）（法向）dt dv m ma F r v m ma F a m F t t n n 2

(物体作曲线运动)

运用牛顿定律解题的基本方法可归纳为四个步骤 运用牛顿解题的步骤：

1）弄清条件、明确问题（弄清已知条件、明确所求的问题及研究对象） 2）隔离物体、受力分析（对研究物体的单独画一简图，进行受力分析） 3）建立坐标,列运动方程（一般列分量式）； 4) 文字运算、代入数据

举例：如图所示，把质量为10m kg =的小球挂 在倾角0

30θ=的光滑斜面上，求 (1) 当斜面以1

3

a g =

的加速度水平向右运动时， (2) 绳中张力和小球对斜面的正压力。 解：1) 研究对象小球 2）隔离小球、小球受力分析

3）建立坐标,列运动方程（一般列分量式）； :cos30sin 30T x F N ma -= (1)

:sin 30cos300T y F N mg +-= (2)

4) 文字运算、代入数据

:2T x N ma -= (1

3

a g =

) (3)

: 2T y F mg = (4)

11(1)109.8 1.57777.3232

T F mg N =

?+=???= 109.8

3077.30.57768.5cos300.866

T mg N F tg N ?=

-=-?=

(2)由运动方程，N =0情况

: cos30T

x F ma =

: sin 30=T y F mg 2

9.817

o

m

a =g ctg30s ==

y

N θ

z

z t t z z y

y t t y y x

x t t x x m m t F I m m t F I m m t F I 1212122

1

2

1

2

1

d d d v v v v v v -==-==-==???

第三章动量守恒和能量守恒定律主要内容

一. 动量定理和动量守恒定理 1. 冲量和动量

2

1

t t I Fdt =?称为在21t t -时间内,力F 对质点的冲量。

质量m 与速度v 乘积称动量P mv = 2. 质点的动量定理：2

1

21t t I F dt mv mv ==-?

质点的动量定理的分量式：

3. 质点系的动量定理：

2

1

t 000t =-=-∑∑∑?n

n n

ex

i i i i i

i

i

F

dt m v m v P P

质点系的动量定理分量式x x ox

y y oy z

z oz I P P I P P I P P

=-??

=-??=-?

动量定理微分形式，在dt 时间内： =

dP

Fdt dP F dt

=或 4. 动量守恒定理：

当系统所受合外力为零时，系统的总动量将保持不变，称为动量守恒定律

1

=0,

n

i i F F ==∑外

00==∑∑则恒矢量

n n

i i i i i

i

m v m v

动量守恒定律分量式：

二.功和功率、保守力的功、势能

1.功和功率：

质点从a 点运动到b 点变力F 所做功cos θ=?=??b b

a

a

W F dr F ds

恒力的功：cos W F r F r θ=?=??

()

()

()

123 0,0,0,?

==???

==??

?==??

∑∑∑若则　恒量若则恒量若则恒量x i ix i

y i iy i

z i iz i

F m v C F m v C F m v C

ex

in

2

20

1122

n

n

n

n

i

i

i i i

i

i i W

W mv mv +=-∑∑∑∑功率：cos θ=

==dw

p F v F v dt

2.保守力的功

物体沿任意路径运动一周时，保守力对它作的功为零0=

=?c l

W F dr

3.势能

保守力功等于势能增量的负值，()

0=-

-=-p

p p w E

E E

物体在空间某点位置的势能()p E x,y,z

()22111122b a b a b a w GMm r r w mgy mgy w kx kx ??

=- ?

??

=--??

=-- ?

??万有引力作功：重力作功：弹力作功：

三.动能定理、功能原理、机械能守恒守恒

1. 动能定理 质点动能定理：22

01122

=-W mv mv 质点系动能定理：

作用于系统一切外力做功与一切内力作功之和等于系统动能的增量

2.功能原理：外力功与非保守内力功之和等于系统机械能（动能+势能）的增量

0+=-ex in nc W W E E

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

第4章 机械能和功

知识点：

1． 1． 功的定义

质点在力F 的作用下有微小的位移d r （或写为ds ），则力作的功定义为和位移的标积，即

θθcos cos Fds r d F r d F dA ==?=

对质点在力作用下的有限运动，力作的功为

?

?=b

a r

d F A

在直角坐标系中，此功可写为

???++=b

a z

b a y b a x dz

F dy F dx F A

应当注意，功的计算不仅与参考系的选择有关，一般还与物体的运动路径有关。只有保守力（重力、弹性力、万

d F r

?0

0p =E ex in nc 0+=当W W ex in nc k p k0p0()()

+=+-+W W E E E E

有引力）的功才只与始末位置有关，而与路径形状无关。

2. 动能定理

质点动能定理：合外力对质点作的功等于质点动能的增量。

2022121mv mv A -=

质点系动能定理：系统外力的功与内力的功之和等于系统总动能的增量。

0K K E

E A A -=+内外

应当注意，动能定理中的功只能在惯性系中计算。

3. 势能

重力势能： E P =±mgh ，零势面的选择视方便而定。

弹性势能： 规定弹簧无形变时的势能为零，它总取正值。 万有引力势能：取无穷远处为零势点，它总取负值。

4. 功能原理

)

()(00P K P K E E E E A A +-+=+非保内外

即：外力的功与非保守内力的功之和等于系统机械能的增量。

5. 机械能守恒定律

外力的功与非保守内力的功之和等于零时，系统的机械能保持不变。即

常量时，当非保内外=+=+P K E E A A 0

重点：

1. 熟练掌握功的定义及变力作功的计算方法。

2 .理解保守力作功的特点及势能的概念，会计算重力势能、弹性势能和万有引力势能。 3. 掌握动能定理及功能原理，并能用它们分析、解决质点在平面内运动时的力学问题。 1. 4. 掌握机械能守恒的条件及运用守恒定律分析、求解综和问题的思想和方法。

难点：

1. 1. 计算变力的功。

2. 2. 理解一对内力的功。

3. 3. 机械能守恒的条件及运用守恒定律分析、求解综和问题的思想和方法。

第5章 刚体力学

知识点：

1. 1. 描述刚体定轴转动的物理量及运动学公式。

2.

2. 刚体定轴转动定律

βI M =

3.

3. 刚体的转动惯量

∑?=2i

i r m I （离散质点） ?=dm r I 2

（连续分布质点）

平行轴定理 2

ml I I c

+=

4.

4. 定轴转动刚体的角动量定理

,

212kx E P =,r

Mm

G E P -=

定轴转动刚体的角动量 ωI L =

刚体角动量定理 ()dt I d dt dL M ω==

5. 5. 角动量守恒定律

刚体所受的外力对某固定轴的合外力矩为零时，则刚体对此轴的总角动量保持不变。即

6. 6. 定轴转动刚体的机械能守恒 只有保守力的力矩作功时，刚体的转动动能与转动势能之和为常量。

常量

=+c

mgh I 2

21

ω

式中h c 是刚体的质心到零势面的距离。

重点：

1. 1. 掌握描述刚体定轴转动的角位移、角速度和角加速度等概念及联系它们的运动学公式。

2. 2. 掌握刚体定轴转动定理，并能用它求解定轴转动刚体和质点联动问

题。

3. 会计算力矩的功、定轴转动刚体的动能和重力势能，能在有刚体做定轴转动的问题中正确的应用机械能守恒定律。

4. 会计算刚体对固定轴的角动量，并能对含有定轴转动刚体在内的系统正确应用角动量守恒定律。

难点：

1. 1. 正确运用刚体定轴转动定理求解问题。

2. 对含有定轴转动刚体在内的系统正确应用角动量守恒定律和机械能守恒定律。

第6章 狭义相对论基础

知识点：

1. 1. 爱因斯坦狭义相对论的基本假设。

2. 2. 洛仑兹坐标变换

式中

3. 3. 长度收缩

2

2

1c

u

L L -

= （注意同时性条件）

4. 4. 时间膨胀

()()

????

???????? ??+===+=????

?

??????? ??-===-=2

'

'

'

''

'

2

'

'''c ux t t z z y y ut x x c ux t t z z y y ut x x γγγγ 22

11

c u

-=

γ

2

2

'

1c u t

t -?=

?

常量

时当外

=∑∑=i

i

I M ω,0（注意同地性条件）