大学物理知识点整理

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大学物理上期末知识点总结

大学物理上期末知识点总结

大学物理上期末知识点总结关键信息:1、力学部分知识点质点运动学牛顿运动定律动量守恒定律和能量守恒定律刚体定轴转动2、热学部分知识点气体动理论热力学基础3、电磁学部分知识点静电场恒定磁场电磁感应电磁场和电磁波11 力学部分111 质点运动学位置矢量、位移、速度、加速度的定义和计算。

运动方程的表达式和求解。

曲线运动中的切向加速度和法向加速度。

相对运动的概念和计算。

112 牛顿运动定律牛顿第一定律、第二定律、第三定律的内容和应用。

常见力的分析,如重力、弹力、摩擦力等。

牛顿定律在质点和质点系中的应用。

113 动量守恒定律和能量守恒定律动量、冲量的定义和计算。

动量守恒定律的条件和应用。

功、功率的计算。

动能定理、势能的概念和计算。

机械能守恒定律的条件和应用。

114 刚体定轴转动刚体定轴转动的运动学描述,如角速度、角加速度等。

转动惯量的计算和影响因素。

刚体定轴转动定律的应用。

力矩的功、转动动能、机械能守恒在刚体定轴转动中的应用。

12 热学部分121 气体动理论理想气体的微观模型和假设。

理想气体压强和温度的微观解释。

能量均分定理和理想气体内能的计算。

麦克斯韦速率分布律。

122 热力学基础热力学第一定律的内容和应用。

热力学过程,如等容、等压、等温、绝热过程的特点和计算。

循环过程和热机效率。

热力学第二定律的两种表述和微观意义。

13 电磁学部分131 静电场库仑定律、电场强度的定义和计算。

电场强度的叠加原理。

电通量、高斯定理的应用。

静电场的环路定理、电势的定义和计算。

等势面、电场强度与电势的关系。

132 恒定磁场毕奥萨伐尔定律、磁感应强度的定义和计算。

磁感应强度的叠加原理。

磁通量、安培环路定理的应用。

安培力、洛伦兹力的计算。

133 电磁感应法拉第电磁感应定律的应用。

动生电动势和感生电动势的计算。

自感和互感的概念和计算。

磁场能量的计算。

134 电磁场和电磁波位移电流的概念。

麦克斯韦方程组的积分形式和微分形式。

电磁波的产生和传播特性。

大学物理知识点总结汇总

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大学物理知识点总结大学物理知识点总结汇总大学物理知识点总结都有哪些内容呢?我们不妨一起来看看吧!以下是小编为大家搜集整理提供到的大学物理知识点总结,希望对您有所帮助。

欢迎阅读参考学习!一、物体的内能1.分子的动能物体内所有分子的动能的平均值叫做分子的平均动能.温度升高,分子热运动的平均动能越大.温度越低,分子热运动的平均动能越小.温度是物体分子热运动的平均动能的标志.2.分子势能由分子间的相互作用和相对位置决定的能量叫分子势能.分子力做正功,分子势能减少,分子力做负功,分子势能增加。

在平衡位置时(r=r0),分子势能最小.分子势能的大小跟物体的体积有关系.3.物体的内能(1)物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.(2)分子平均动能与温度的关系由于分子热运动的无规则性,所以各个分子热运动动能不同,但所有分子热运动动能的平均值只与温度相关,温度是分子平均动能的标志,温度相同,则分子热运动的平均动能相同,对确定的物体来说,总的分子动能随温度单调增加。

(3)分子势能与体积的关系分子势能与分子力相关:分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增加。

而分子力与分子间距有关,分子间距的'变化则又影响着大量分子所组成的宏观物体的体积。

这就在分子势能与物体体积间建立起某种联系。

因此分子势能分子势能跟体积有关系,由于分子热运动的平均动能跟温度有关系,分子势能跟体积有关系,所以物体的内能跟物的温度和体积都有关系:温度升高时,分子的平均动能增加,因而物体内能增加;体积变化时,分子势能发生变化,因而物体的内能发生变化.此外, 物体的内能还跟物体的质量和物态有关。

二.改变物体内能的两种方式1.做功可以改变物体的内能.2.热传递也做功可以改变物体的内能.能够改变物体内能的物理过程有两种:做功和热传递.注意:做功和热传递对改变物体的内能是等效的.但是在本质上有区别:做功涉及到其它形式的能与内能相互转化的过程,而热传递则只涉及到内能在不同物体间的转移。

大学物理学习知识重点(全)

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y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 r称为位矢位矢r xi yj =+r v v ,大小 r r ==v 运动方程()r r t =r r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 =-=∆+∆r rr r r△,r =r△路程是△t 时间内质点运动轨迹长度s ∆是标量。

明确r ∆r 、r ∆、s ∆的含义(∆≠∆≠∆rr 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 tu u u D D ==+=+D D r r r r r V V r 瞬时速度(速度) t 0r dr v lim t dt∆→∆==∆r r r(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 ϖϖϖϖϖϖ+=+==,2222y x v v dt dy dt dx dt r d v +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛==ϖϖ ds dr dt dt=r 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va t ∆=∆rr 瞬时加速度(加速度) 220limt d d r a t dt dt υυ→∆===∆r r r r △ a r方向指向曲线凹向j dty d i dt x d j dt dv i dt dv dt v d a y x ϖϖϖϖρϖ2222+=+== 2222222222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=dt y d dt x d dtdv dt dv a a a y x y x ϖ二.抛体运动运动方程矢量式为 2012r v t gt =+r rr分量式为 020cos ()1sin ()2αα==-⎧⎪⎨⎪⎩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dsv dt= 切向加速度t dva dt=(速率随时间变化率) 法向加速度2n v a R=(速度方向随时间变化率)。

大学物理知识点汇总

大学物理知识点汇总

大学物理知识点汇总一、质点运动学1、描述质点运动的物理量位置、速度、加速度、动量、动能、角速度、角动量2、直线运动与曲线运动的分类直线运动:加速度与速度在同一直线上;曲线运动:加速度与速度不在同一直线上。

3、速度与加速度的关系速度与加速度方向相同,物体做加速运动;速度与加速度方向相反,物体做减速运动。

二、牛顿运动定律1、牛顿第一定律:力是改变物体运动状态的原因。

2、牛顿第二定律:物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比。

3、牛顿第三定律:作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。

三、动量1、动量的定义:物体的质量和速度的乘积。

2、动量的计算公式:p = mv。

3、动量守恒定律:在不受外力作用的系统中,动量守恒。

四、能量1、动能:物体由于运动而具有的能量。

表达式:1/2mv²。

2、重力势能:物体由于被举高而具有的能量。

表达式:mgh。

3、动能定理:合外力对物体做的功等于物体动能的改变量。

表达式:W = 1/2mv² - 1/2mv0²。

4、机械能守恒定律:在只有重力或弹力对物体做功的系统中,物体的动能和势能相互转化,机械能总量保持不变。

表达式:mgh + 1/2mv ² = EK0 + EKt。

五、刚体与流体1、刚体的定义:不发生形变的物体。

2、刚体的转动惯量:转动惯量是表示刚体转动时惯性大小的物理量,它与刚体的质量、形状和转动轴的位置有关。

大学物理电磁学知识点汇总一、电荷和静电场1、电荷:电荷是带电的基本粒子,有正电荷和负电荷两种,电荷守恒。

2、静电场:由静止电荷在其周围空间产生的电场,称为静电场。

3、电场强度:描述静电场中某点电场强弱的物理量,称为电场强度。

4、高斯定理:在真空中,通过任意闭合曲面的电场强度通量等于该闭合曲面内电荷的代数和除以真空介电常数。

5、静电场中的导体和电介质:导体是指电阻率为无穷大的物质,在静电场中会感应出电荷;电介质是指电阻率不为零的物质,在静电场中会发生极化现象。

(完整版)大学物理笔记

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1. 参考系:为描述物体的运动而选的标准物2. 坐标系3. 质点:在一定条件下,可用物体上任一点的运动代表整个物体的运动,即可把整个物体当做一个有质量的点,这样的点称为质点(理想模型)4. 位置矢量(位矢):从坐标原点指向质点所在的位置5. 位移:在t ∆时间间隔内位矢的增量6. 速度 速率7. 平均加速度8. 角量和线量的关系9. 运动方程10. 运动的叠加原理位矢:k t z j t y i t x t r r ϖϖϖϖϖ)()()()(++==位移:k z j y i x t r t t r r ϖϖϖϖϖϖ∆+∆+∆=-∆+=∆)()(一般情况,r r ∆≠∆ϖ速度:k z j y i x k dt dz j dtdy i dt dx dt r d t r t ϖϖϖϖϖϖϖϖϖ•••→∆++=++==∆∆=0lim υ 加速度:k z j y i x k dtz d j dt y d i dt x d dtr d dt d t a t ϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖ••••••→∆++=++===∆∆=222222220lim υυ 圆周运动 角速度:•==θθωdtd 角加速度:••===θθωα22dtd dt d (或用β表示角加速度) 线加速度:t n a a a ϖϖϖ+= 法向加速度:22ωυR R a n ==指向圆心 切向加速度:αυR dtd a t == 沿切线方向 线速率:ωυR =弧长:θR s =1.牛顿运动定律:牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态,直到其他物体作用的力迫使它改变这种状态牛顿第二定律:当质点受到外力的作用时,质点动量p的时间变化率大小与合外力成正比,其方向与合外力的方向相同牛顿第三定律:物体间的作用时相互的,一个物体对另一个物体有作用力,则另一个物体对这个物体必有反作用力。

作用力和反作用力分别作用于不同的物体上,它们总是同时存在,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。

大学物理的知识点

大学物理的知识点

大学物理的知识点关键信息项:1、力学知识点牛顿运动定律动量守恒定律能量守恒定律2、热学知识点热力学第一定律热力学第二定律理想气体状态方程3、电磁学知识点库仑定律高斯定理安培环路定理4、光学知识点光的干涉光的衍射光的偏振5、近代物理知识点狭义相对论量子力学基础11 力学知识点111 牛顿运动定律牛顿第一定律:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。

牛顿第二定律:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。

牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力,在同一直线上,大小相等,方向相反。

112 动量守恒定律一个系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。

113 能量守恒定律能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。

12 热学知识点121 热力学第一定律系统在过程中能量的变化等于系统从外界吸收的热量与外界对系统做功的和。

122 热力学第二定律克劳修斯表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响。

123 理想气体状态方程pV = nRT ,其中 p 为压强,V 为体积,n 为物质的量,R 为普适气体常量,T 为热力学温度。

13 电磁学知识点131 库仑定律真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比,和它们距离的平方成反比,作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。

132 高斯定理通过一个闭合曲面的电通量等于这个闭合曲面所包围的电荷量除以真空中的介电常数。

133 安培环路定理在稳恒磁场中,磁感应强度沿任何闭合路径的线积分,等于这闭合路径所包围的各个电流的代数和乘以磁导率。

14 光学知识点141 光的干涉两列或多列光波在空间相遇时相互叠加,在某些区域始终加强,在另一些区域则始终削弱,形成稳定的强弱分布的现象。

大学物理学复习资料

大学物理学复习资料

大学物理学复习资料第一章 质点运动学 主要公式:1.笛卡尔直角坐标系位失r=x i +y j +z k,质点运动方程(位矢方程):k t z j t y i t x t r)()()()(++=参数方程:。

t t z z t y y t x x 得轨迹方程消去→⎪⎩⎪⎨⎧===)()()(2.速度:dt r d v =3.加速度:dt vd a =4.平均速度:trv ∆∆=5.平均加速度:t va ∆∆=6.角速度:dt d θω=7.角加速度:dtd ωα=8.线速度与角速度关系:ωR v = 9.切向加速度:ατR dtdva ==10.法向加速度:Rv R a n 22==ω11.总加速度:22n a a a +=τ第二章 牛顿定律 主要公式:1.牛顿第一定律:当0=合外F时,恒矢量=v。

2.牛顿第二定律:dtP d dt v d m a m F=== 3.牛顿第三定律(作用力与反作用力定律):F F '-=第三章 动量与能量守恒定律 主要公式:1.动量定理:P v v m v m dt F I t t∆=-=∆=⋅=⎰)(12212.动量守恒定律:0,0=∆=P F合外力当合外力3、 动能定理:)(21212221v v m E dx F W x x k -=∆=⋅=⎰合 4.机械能守恒定律:当只有保守内力做功时,0=∆E 第五章 机械振动 主要公式:1.)cos(ϕω+=t A x Tπω2= 弹簧振子:mk=ω,k m T π2=单摆:lg =ω,g lT π2=2.能量守恒:动能:221mv E k =势能:221kx E p =机械能:221kA E E E Pk =+= 3.两个同方向、同频率简谐振动得合成:仍为简谐振动:)cos(ϕω+=t A x 其中:⎪⎩⎪⎨⎧++=∆++=22112211212221cos cos sin sin cos 2ϕϕϕϕϕϕA A A A arctg A A A A Aa. 同相,当相位差满足:πϕk 2±=∆时,振动加强,21A A A MAX +=;b. 反相,当相位差满足:πϕ)12(+±=∆k 时,振动减弱,21A A A MIN -=。

大学物理必考知识点大全

大学物理必考知识点大全

大学物理必考知识点大全1. 力学1.1. 牛顿三定律1.2. 力的合成与分解1.3. 动量定理1.4. 质点运动学1.5. 曲线运动2. 热学2.1. 熵与热力学第二定律2.2. 热力学循环2.3. 理想气体的等温、绝热过程2.4. 热传导、热辐射、热对流3. 电磁学3.1. 库仑定律3.2. 电场与电势3.3. 电荷守恒量子化3.4. 电磁感应与法拉第定律3.5. 麦克斯韦方程组4. 光学4.1. 光的干涉与衍射4.2. 库仑定律4.3. 像差与光学仪器4.4. 光的波粒二象性5. 原子物理5.1. 波尔模型与能级跃迁5.2. 薛定谔方程与波函数5.3. 玻尔兹曼分布5.4. 拉曼效应与斯特恩-格拉赫实验6. 相对论6.1. 狭义相对论基本概念6.2. 相对论动力学6.3. 黑洞与引力波7. 核物理7.1. 放射性衰变7.2. 核裂变与核聚变7.3. 质能方程7.4. 射线与粒子探测技术8. 粒子物理学8.1. 标准模型8.2. 强、弱、电磁相互作用8.3. 粒子加速器与探测器9. 波动光学9.1. 波动光学基本概念9.2. 干涉与衍射9.3. 偏振光与光的散射10. 统计物理学10.1. 玻尔兹曼分布与费米-狄拉克分布10.2. 统计力学与热力学关系10.3. 统计物理学中的等概率原理总结:大学物理的必考知识点包括力学、热学、电磁学、光学、原子物理、相对论、核物理、粒子物理学、波动光学和统计物理学等多个领域。

理解和掌握这些知识点,对于大学物理考试和物理学的学习都非常重要。

通过系统学习和实践运用,我们可以更好地理解物理世界的规律和现象,并能够应用物理原理解决实际问题。

希望本文的内容对您的学习和考试有所帮助!。

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一、质点:是物体的理想模型。

它只有质量而没有大小。

平动物体可作为质点运动来处理,或物体的形状大小对物体运动状态的影响可忽略不计是也可近似为质点。

二、力:是物体间的相互作用。

分为接触作用与场作用。

在经典力学中,场作用主要为万有引力(重力),接触作用主要为弹性力与摩擦力。

1、弹性力:(为形变量)2、摩擦力:摩擦力的方向永远与相对运动方向(或趋势)相反。

固体间的静摩擦力:(最大值)固体间的滑动摩擦力:3、流体阻力:或。

4、万有引力:特例:在地球引力场中,在地球表面附近:。

式中R为地球半径,M为地球质量。

在地球上方(较大),。

在地球内部(),。

三、惯性参考系中的力学规律牛顿三定律牛顿第一定律:时,。

牛顿第一定律阐明了惯性与力的概念,定义了惯性系。

牛顿第二定律:普遍形式:;经典形式:(为恒量)牛顿第三定律:。

牛顿运动定律是物体低速运动()时所遵循的动力学基本规律,是经典力学的基础。

四、非惯性参考系中的力学规律1、惯性力:惯性力没有施力物体,因此它也不存在反作用力。

但惯性力同样能改变物体相对于参考系的运动状态,这体现了惯性力就是参考系的加速度效应。

2、引入惯性力后,非惯性系中力学规律:五、求解动力学问题的主要步骤恒力作用下的连接体约束运动:选取研究对象,分析运动趋势,画出隔离体示力图,列出分量式的运动方程。

变力作用下的单质点运动:分析力函数,选取坐标系,列运动方程,用积分法求解。

第3章机械能和功一、功1、功能的定义式:恒力的功:变力的功:2、保守力若某力所作的功仅取决于始末位置而与经历的路径无关,则该力称保守力。

或满足下述关系的力称保守力:3、几种常见的保守力的功:(1)重力的功:(2)万有引力的功:(3)弹性力的功:4、功率二、势能保守力的功只取决于相对位置的改变而与路径无关。

由相对位置决定系统所具有的能量称之为势能。

1、常见的势能有(1)重力势能(2)万有引力势能(3)弹性势能2、势能与保守力的关系(1)保守力的功等于势能的减少(2)保守力为势能函数的梯度负值。

(3)势能曲线势能曲线能很直观地表述一维运动的主要特征,如运动范围,平衡位置,保守力随位置的变化情况,动能与势能的相互转换等。

三、动能定理、功能原理、机械能守恒定律功可分为:外力的功、保守内力的功、和非保守内力的功1、质点动能定理:2、质点系动能定理:3、功能原理:4、机械能守恒定律:,时,第4章动量和角动量一、动量定理1、动量和均为描述机械运动的状态量,但两者有重要区别:是物体之间传递机械运动的量度;是物体的机械运动形式与其他运动形式相互转换的一种量度。

2、冲量:冲量是力对时间的累积,导致机械运动的传递。

3、动量定理:质点:。

质点系:二、动量守恒定律矢量式:;分量式:利用某一方向上的动量守恒分量式常可简捷地解决力学问题。

三、碰撞问题满足动量守恒定律:满足牛顿规则(沿碰撞方向);。

恢复系数四、火箭飞行问题箭体运动方程:。

火箭飞行速度:五、质心:质心是质点系中运动特别简单,能代表质点系整体运动的特殊点。

1、质心位置或。

2、质点系动量3、质心运动定理六、质点角动量及其规律1、角动量:角动量是与各质点动量和参考点位置有关的状态量。

(1)质点:。

(2)质点系:2、角动量规律(1)转动动力学方程:。

(2)角动量定理:(3)角动量守恒定律:。

第5章刚体力学基础一、刚体定轴转动的运动学描述角位移,角速度,角加速度在匀变速转动条件下,即角加速度为常数时有:;;角速度是矢量,在定轴转动中其方向沿着轴向,它与刚体中r处点的线速度的矢量关系:角速度是矢量,在定轴转动中其方向沿着轴向,它与刚体中r处点的线加速度关系:其中:为切向加速度:为法向加速度。

二、转动定律1、力矩力矩一般说来是一空间矢量,在定轴转动中,角速度方向已经确定,沿转动轴方向,刚体转动状态的改变只与力矩在这一方向上的分量有关。

在定轴转动中,力矩可简化为代数量。

其量值:2、转动惯量 J转动惯量是表示物体转动惯性的物理量,它与物体的质量大小、质量的分布及转轴位置都有关系,是转动问题中的一个重要的物理量:(1)定义式:不连续分布的质点系:质量连续分布的物体:(2)平行轴定理:任意物体绕某固定轴O的转动惯量为,绕通过质心C而平行于固定轴O的转动惯量为,O 轴与C轴间距为d,转动物体的总质量为m,那么:(3)垂直轴定理:在平面上,有一薄形板,薄板饶轴的转动惯量为,薄板饶轴的转动惯量为,那么,薄板饶通过轴的交点O垂直于平面的轴的转动惯量:。

转动惯量除上述的计算方法,对于匀质简单形状的几何体可查表查得它的转动惯量,对于非匀质或不规则的物体我们可以经过实验方法来测定。

3、转动定律:一般形式为:在刚体定轴转动中:转动定律是转动问题中的基本规律,它的地位与质点动力学牛顿第二定律相当。

用转动定律的解题步骤也与牛顿第二定律类同。

仍为分析研究对象,画出隔离体受力图,选取合适坐标,列出相应方程,和求解讨论。

因注意到、、相对同一轴而言,是个代数式。

三、角动量原理1、刚体定轴转动角动量:2、角动量原理:一般形式:刚体定轴转动:3、角动量守恒定律:系统(质点系或物体组)受到的合外矩为零,则系统的角动量守恒。

恒矢量物体组绕z轴做定轴转动时:恒量应用角动量守恒定律时应注意:(1)合外力矩为零的条件而不是合外力为零的条件(2)适用于惯性参照系(或质心参照系),对同一转轴而言(3)适用于刚体也适用于非刚体(4)适用于宏观也适用于微观四、转动中的功能关系1、力矩的功:2、刚体的转动动能:3、功能定理:式中是指内力、外力、内力矩、外力矩的总功,而动能和是质心的平动动能与刚体或非刚体绕质心转动动能的总和。

4、机械能守恒非保守内力、内力矩、非保守外力和外力矩不作功时系统的总机能保持不变。

恒量五、刚体的平面运动刚体中某一平面,被限制在一固定平面内运动,有三个自由度,处理刚体平面运动有如下的方法:方法一,刚体平面运动可以分解为以质心运动为代表的平动和绕过质心的垂直轴的转动。

质心运动服从质心运动规律。

绕质心轴转动服从质心系转动定律和动能定理方法二,刚体平面运动可视为饶瞬时转轴P作纯转动。

对瞬轴的动能定理;式中但对瞬轴的转动定律,只有在是个常数的条件下才能成立,例如圆柱体和球作纯滚动时,,则对瞬时轴的转动定律才成立。

六、刚体的进动进动是刚体的一种非定点运动,绕自转轴转动的回转仪在重力矩作用下,非但不会倾倒;而且自转轴还会旋转。

1、回转仪进动的物理实质(在转动参照系中观察)重力矩作用使回转仪倾倒;回转仪倾倒而产生垂直于自转轴的惯性力矩,使回转仪进动;回转仪进动又产生与重力矩平衡的惯性力矩,使回转仪不再倾倒,继续进动。

2、回转仪进动方向的规则回转仪的进动使其自转角速度的指向,具有向外加力矩指向靠拢的趋势。

3、回转仪进动角速度:对于给定刚体,进动角速度的大小,与外加力矩成正比,与刚体自转角速度成反比。

第6章振动力学基础一、产生谐振动的动力学条件物体受到的合外力或合外力矩为零的位置,我们称之为平衡位置。

当物体偏离平衡位置时,物体受到与位移成正比与位移方向相反的恢复力(),或受到与角位移成正比与角位移方向相反的恢复力矩()作用时物体将作谐振动。

1、弹簧振子(图6-1)这微分方程的解为:式中圆频率由此可得振动周期2、复摆(物理摆)式中b为支点到质心的距离,也常用表示。

这微分方程的解为:式中圆频率,由此可得振动周期3、其他类型简谐振动的一般求解步骤:(1)选取合适的坐标,找出平衡位置。

(2)写出在平衡位置处物体所受各力的平衡条件,(在此较简单的情况下这一步可省略)。

(3)给一微扰使物体偏离平衡位置,画出物体的受力图,找出回复力或回复力矩的表达式。

(4)列出动力学微分方程,与标准谐振动微分方程比较系数,可得谐振动的圆频率和周期。

二、谐振动的运动学描述有三种形式:1、解析式谐振动的运动方程为将此式分别对时间求一次,二次导数可相应得到振子的速度和加速度a随时间的函数表达式:事实上速度和加速度a还应是位移x的函数:,在运动方程中圆频率或周期T是由力学条件所确定的,而振幅A和初相位是由初始条件所确定的。

将代入位移和速度的表达式可得:由此可解出:,2、用旋转矢量(即参考圆)描述旋转矢量,以匀角速逆时针旋转,矢端M点在X轴上的投影P点的运动方程:却好是谐振动方程,且M点匀速圆周运动的速度和加速度在X轴上的投影和也却好是P点在X轴上作谐振动的速度和加速度。

所以用参考圆来描述谐振动比较简单直观,容易记忆(如图6-3所示)。

3、用谐动图线描述谐振动的位移、速度和加速度随时间变化的曲线如图 4 所示。

一般要求看懂位移x和速度和加速度三条曲线的相位关系依次超前。

三、谐振动的能量弹性势能:动能:弹簧振子系统的总能量:四、谐振动的合成1、同方向同频率两个谐振动的合成设谐振动合成后的谐振动式中:;此关系式用旋转矢量图6-5则很容易理解和记忆。

当:则则2、同方向频率相近的谐振动合成合成后的圆频率为其平均圆频率或其频率,合成后产生的拍频。

3、互相垂直的谐振动合成两个相互垂直的同频率谐振动合成的质点运动轨迹一般为椭圆,在一定条件下也可能为圆或直线。

轨迹的形状决定于两振动的相位差与振幅,当两个谐振动频率不相等,但有简单的整数比时,质点的运动轨迹为李萨如图形。

五、阻尼振动当弹簧振子在振动过程中受到的阻力与速度大小成正比与速度方向相反的阻力作用时,振子的动力学方程为:式中为阻尼系数。

若令,则上式可改写为:在小阻尼情况下,即的条件下其微分方程的解为:,其中;可得周期在大阻尼情况下(即)就不再是周期运动了。

六、有阻尼的受迫振动有阻尼的受迫振动的动力学方程为:式中H为强迫力的最大值,p为强迫力的圆频率。

若令;;上式可写为:该微分方程的解为:前项就是阻尼振动,随时间的增加而很快消失,后项是稳定的振动,其中振幅B由下式表示:由此式可知当强迫力频率与固有频率相差很大时强迫振动振幅就很小,而强迫力频率和固有频率接近时,强迫振动的振幅就很大,这种情况称之谓共振。

第7章狭义相对论基础一、狭义相对论基本假设1、狭义相对性原理:物理定律对一切惯性系等价。

2、光速不变原理:真空中光速与光源或观察者的运动无关。

二、时空相对性1、动钟变慢效应:2、动尺缩短效应:三、相对论运动学1、洛仑兹坐标变换式:;。

2、爱因斯坦速度变换式:;。

四、相对论动力学1、相对论质量:2、相对论动量:3、相对论动力学方程:五、相对论能量1、相对论能量:2、相对论动能:3、相对论静能:六、相对论能量与动量关系第8章热力学平衡态一、理想气体状态方程1、平衡态的概念系统与外界没有能量交换,系统内部也没有任何形式的能量转换,气体各部分具有相同的温度和压力,而且温度和压力也不随时间而变化的这种状态叫平衡态。

2、理想气体的状态方程这状态方程只适用于平衡态。

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