普通物理學(xué)復(fù)習(xí)綱要(上).doc

普通物理學(xué)復(fù)習(xí)綱要（上）第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué) 一參照系與坐標(biāo)系1參照系：運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，所以需要參照系。選擇不同參照系對(duì)同一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述是不同的。2坐標(biāo)系：為定量描述質(zhì)點(diǎn)的位置變化，需建立坐標(biāo)系。 二描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量1位置矢量、運(yùn)動(dòng)方程與軌道方程位置矢量：運(yùn)動(dòng)方程： 軌道方程： 2位移與路程位移：=路程：Ds=3速度 ，平均速度：瞬時(shí)速度：平均速率：瞬時(shí)速率：D ，4加速度 平均加速度：瞬時(shí)加速度： 三質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的一般計(jì)算1）已知運(yùn)動(dòng)方程，求速度和加速度 2）已知加速度和初始條件，求速度和運(yùn)動(dòng)方程 積分常數(shù)、由初始條件、確定。四幾種特殊的運(yùn)動(dòng)1勻變速運(yùn)動(dòng)： 2圓周運(yùn)動(dòng)：圓周運(yùn)動(dòng)的加速度：， 圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述： 角量與線量的關(guān)系： ，3相對(duì)運(yùn)動(dòng)： 位移 速度 加速度物體相對(duì) 相對(duì) 物體相對(duì) 第二章 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)一牛頓運(yùn)動(dòng)定律1理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律1）第一定律定性反映了物體的運(yùn)動(dòng)與其受力之間的關(guān)系：力求使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變；第二定律定量性反映了物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與其受力之間的關(guān)系：；牛頓第三定律反映了力的來(lái)源：力來(lái)自物體間的相互作用。牛頓運(yùn)動(dòng)三定律反映了物體間的相互作用和物體運(yùn)動(dòng)之間的相互關(guān)系：正是由于物體間的相互作用使得物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷發(fā)生改變，使得自然界千變?nèi)f化，多姿多彩。2）物體的質(zhì)量：物體慣性大小的量度。3）力：物體與物體間的相互作用。4）牛頓運(yùn)動(dòng)定律只有在慣性參照系中成立。2牛頓第二定律的應(yīng)用牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式： 矢量式： 分量式： 直角坐標(biāo)系： 自然坐標(biāo)系： 用牛頓第二定律解質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題：1）已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)：，求質(zhì)點(diǎn)的受力：求導(dǎo)過(guò)程2）已知質(zhì)點(diǎn)的受力：，求質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)：解微分方程解題要點(diǎn)：1）受力分析（隔離法）2）對(duì)每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)寫(xiě)出牛頓方程的矢量量式：3）建立坐標(biāo)系，化矢量式為分量式4）解方程（組）二動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒定律 1單質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理 2質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理 D 內(nèi)力只是使系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生動(dòng)量的交換，但不改變系統(tǒng)的總動(dòng)量。3質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量守恒定律 D 若系統(tǒng)在某一方向所受的合力為零，則該方向動(dòng)量守恒。三動(dòng)能定理、功能原理與機(jī)械能守恒定律1單質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理 2質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理 D 內(nèi)力不改變系統(tǒng)的組動(dòng)量，但內(nèi)力要改變系統(tǒng)的總動(dòng)能。3質(zhì)點(diǎn)系的勢(shì)能與功能原理保守力：做功只與物體的始、末位置有關(guān)，而與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)的力。質(zhì)點(diǎn)系的勢(shì)能：受保守力作用的質(zhì)點(diǎn)在空間某一點(diǎn)的勢(shì)能為將質(zhì)點(diǎn)從該點(diǎn)沿任意路徑運(yùn)動(dòng)到零勢(shì)能參考點(diǎn)的過(guò)程中保守力所作的功 為零勢(shì)能參考點(diǎn)。 質(zhì)點(diǎn)系的功能原理： 4機(jī)械能守恒定律 封閉保守系統(tǒng)： 第三章 剛體力學(xué)一剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的描述1描述剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物理量角位置：角速度：角加速度：D 角速度和角加速度均為矢量，定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中其方向沿轉(zhuǎn)軸的方向并滿足右手螺旋定則。2角量和線量的關(guān)系 ， 二轉(zhuǎn)動(dòng)定律 1力矩： 2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量物理意義：剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的量度。計(jì)算： 3轉(zhuǎn)動(dòng)定律的應(yīng)用解題要點(diǎn)：1）受力分析2）列方程：3）解方程二動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒1剛體的動(dòng)能定理： 2含有剛體的的復(fù)雜系統(tǒng)的機(jī)械能守恒：封閉保守系統(tǒng)，機(jī)械能守恒，即 常數(shù) 三角動(dòng)量定理與角動(dòng)量守恒定律1剛體的的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律 2含有剛體和質(zhì)點(diǎn)的復(fù)雜系統(tǒng)的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律： 第四章 機(jī)械振動(dòng)一簡(jiǎn)諧振動(dòng)的描述1簡(jiǎn)諧振動(dòng)：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，離開(kāi)平衡位置的位移（角位移）隨時(shí)間按余弦（或正弦）規(guī)律隨時(shí)間變化： 則物體的運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧振動(dòng)2描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物理量（1）周期和頻率：完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間，稱為周期（T）；單位時(shí)間里完成全振動(dòng)的次數(shù)稱為頻率（n） （2）振幅：質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的最大距離（A）。（3）位相與初相：wt+j稱為簡(jiǎn)諧振動(dòng)的位相，j稱為初相。位相是描述物體振動(dòng)狀態(tài)的物理量。D 周期和頻率由振動(dòng)系統(tǒng)的固有性質(zhì)決定固有周期和固有頻率。例： 彈簧振子：，D 振幅和初相由初始條件決定。例：若，則 3簡(jiǎn)諧振動(dòng)的表示振動(dòng)方程：振動(dòng)曲線：關(guān)系曲線旋轉(zhuǎn)矢量表示：OM：以角速度w作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)P：作簡(jiǎn)諧振動(dòng)：4簡(jiǎn)諧振動(dòng)的速度和加速度速度： 加速度： D 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的速度和加速度也作同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)D ，am=AD 速度位相比位移位相超前，加速度位相比位移位相超前二簡(jiǎn)諧振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1簡(jiǎn)諧振動(dòng)的判別1）確定平衡位置；2）以平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系；3）求出振子離開(kāi)平衡位置為x時(shí)的加速度或所受的合力，并判別是否滿足： 或2幾種常見(jiàn)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)彈簧振子：?jiǎn)螖[： 復(fù)擺： 3簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量 D 諧振子的動(dòng)能和勢(shì)能都隨時(shí)間而變化，振動(dòng)過(guò)程中兩者相互轉(zhuǎn)換，但系統(tǒng)的總機(jī)械能保持不變。諧振子系統(tǒng)是一個(gè)封閉保守系統(tǒng)。三簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成1同頻率同方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成 2同方向不同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成：形成拍3相互垂直的同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成：橢圓4相互垂直的同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成：李薩如圖四阻尼振動(dòng)與受迫振動(dòng)1阻尼振動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)在振蕩過(guò)程中因受阻力的作用而使能量不斷損失，振幅不斷減小的振動(dòng)。1）欠阻尼（阻力較?。嘿|(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近來(lái)回振動(dòng)，振幅隨時(shí)間不斷衰減，最終停止振動(dòng)。2）過(guò)阻尼（阻力較大）：質(zhì)點(diǎn)不再作來(lái)回振動(dòng)，而是逐漸向平衡位置靠近，最后停止在平衡位置。3）臨界阻尼（阻尼適中）：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)到平衡位置剛好停下來(lái)，以后不再振動(dòng)。2受迫振動(dòng)：振動(dòng)系統(tǒng)在周期性驅(qū)動(dòng)力的持續(xù)作用下產(chǎn)生的振動(dòng)。D 穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)作簡(jiǎn)諧振動(dòng)。D 系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率。D 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振幅驅(qū)動(dòng)力的幅度和頻率有關(guān)：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等時(shí)，受迫振動(dòng)振幅最大。這種現(xiàn)象稱為共振。第五章 機(jī)械波一機(jī)械波的基本概念1機(jī)械波及其產(chǎn)生條件：（1）機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播，形成機(jī)械波。（2）產(chǎn)生條件：1）波源；2）彈性介質(zhì)2機(jī)械波中的兩種運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)：彈性介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在平衡附近作振動(dòng)。波的傳播：振動(dòng)狀態(tài)（振動(dòng)位相）向前傳播的過(guò)程。3機(jī)械波的分類(lèi)：1）橫波與縱波2）平面波與球面波3）簡(jiǎn)諧波和非簡(jiǎn)諧波重點(diǎn)研究：平面簡(jiǎn)諧波二描述機(jī)械波的幾個(gè)物理量1波速c：?jiǎn)挝粫r(shí)間里振動(dòng)狀態(tài)向前傳播的距離。2波長(zhǎng)：在一個(gè)全振動(dòng)周期內(nèi)振動(dòng)狀態(tài)向前傳播的距離。或波的傳播方向上振動(dòng)位相差等于2p的兩質(zhì)點(diǎn)的距離。3周期與頻率周期T：振動(dòng)狀態(tài)向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)所需的時(shí)間。頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間里振動(dòng)狀態(tài)向前傳播的波數(shù)。說(shuō)明：1）波的周期和頻率決定于波源振動(dòng)的周期和頻率，與傳播媒質(zhì)無(wú)關(guān)；而波速和波長(zhǎng)與傳播媒質(zhì)有關(guān)。2）波速、波長(zhǎng)、周期（頻率）三者間的關(guān)系 三平面簡(jiǎn)諧波表達(dá)式1平面簡(jiǎn)諧波：1）波沿直線傳播；2）傳播方向上各點(diǎn)作同頻率、同振幅（但不同位相）的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。2平面簡(jiǎn)諧波的表達(dá)式設(shè)：1）波速為c，沿y軸正（負(fù)）方向；2）原點(diǎn)O的振動(dòng)方程： 則：波的表達(dá)式（任一位置坐標(biāo)為y的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程）為： 3波動(dòng)表達(dá)式的物理意義1）y不變，t可變：表示處在y處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程：y=y(t)，曲線為振動(dòng)曲線。2）t不變，y可變，表示t時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移與質(zhì)點(diǎn)的平衡位置坐的關(guān)系：y=y(x)，曲線為波形圖。3）y、t均可變：表示振動(dòng)狀態(tài)的傳播。四波的能量與波的強(qiáng)度1波的能量密度若，則中的能量：能量密度：平均能量密度：2波的能流密度（波的強(qiáng)度）（1）平均能流：?jiǎn)挝粫r(shí)間里通過(guò)某一截面的平均能量，即 （2）平均能流密度：通過(guò)垂直于波的傳播方向的單位面積平均能流，即 五波的干涉 駐波1波的迭加原理1）兩列波在傳播過(guò)程中相遇，在相遇區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)的振動(dòng)為兩列波單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所引起真的振動(dòng)的迭加。2）相遇后兩列波仍然保持各自原有的特性繼續(xù)向前傳播，就好象在傳播過(guò)程中不曾相遇過(guò)。2波的干涉 3駐波 D Y軸上各點(diǎn)作同頻率的間諧振動(dòng)。D 各點(diǎn)的振幅隨坐標(biāo)x而變化： 波節(jié) 波腹 D 若相鄰波節(jié)之間為一段，則同一段中各點(diǎn)的振動(dòng)位相相同，而相鄰段振動(dòng)的位相相反六波的衍射、反射與折射1惠更斯原理：波陣面（波前）上的每一點(diǎn)都可視為發(fā)射子波的波源，在其后的任一時(shí)刻，這些子波的包跡就是新的波陣面（波前）。2波的衍射（1）波的衍射現(xiàn)象：波在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)，能改變其傳播方向而繞過(guò)障礙物的現(xiàn)象。（2）波的衍射現(xiàn)象的解釋：各子波的疊加（3）產(chǎn)生波的衍射的條件：小孔或障礙物的尺寸不比波長(zhǎng)大得多。3波的反射與折射（1）波的反射與折射現(xiàn)象：波傳播到兩種媒質(zhì)的界面時(shí)，一列波被分成兩部分，一部分反射回來(lái)，形成反射波，另一部分進(jìn)入另一種媒質(zhì)，形成折射波，這種現(xiàn)象稱為波的反射與折射現(xiàn)象。（2）反射定律與折射定律： 第六章 氣體分子運(yùn)動(dòng)論一平衡態(tài) 理想氣體狀態(tài)方程1平衡態(tài)：任何系統(tǒng)，只要與外界無(wú)能量交換與物質(zhì)交換，最終都要趨于以穩(wěn)定的狀態(tài)平衡態(tài)。系統(tǒng)的每一平衡態(tài)都有一定的狀態(tài)參量和內(nèi)能 E。2理想氣體狀態(tài)方程 二分子熱運(yùn)動(dòng)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律 宏觀系統(tǒng)由大量的分子組成，分子處于不停的熱運(yùn)動(dòng)之中。個(gè)別分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章的，但大量分子運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)滿足一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。在一定平衡態(tài)下，分子各微觀量的平均值是一定的，分子按各微觀量大小的分布是一定的。三氣體的壓強(qiáng)1壓強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)意義：壓強(qiáng)是大量氣體分子對(duì)容器壁發(fā)生碰撞，從而對(duì)容器壁產(chǎn)生沖力的宏觀表現(xiàn)。2壓強(qiáng)公式 四氣體的溫度1溫度的統(tǒng)計(jì)意義：溫度是大量氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能的量度。2溫度公式： 五氣體的內(nèi)能1內(nèi)能的統(tǒng)計(jì)意義：理想氣體的內(nèi)能為所有氣體分子的平均能量之和。2內(nèi)能公式：當(dāng)系統(tǒng)處于溫度為T(mén)（常溫）的平衡態(tài)時(shí)： （1）分子沿任一自由度運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能：。 （2）分子的平均動(dòng)能： （3）系統(tǒng)的內(nèi)能：六麥克斯韋分子速率分布律1分子速率分布律：當(dāng)系統(tǒng)處于溫度為T(mén)的平衡態(tài)時(shí)，速率在之間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比為 2最可幾速率 平均速率 方均根速率（1）最可幾速率vp： （2）平均速率： （3）方均根速率： 第七章 熱力學(xué)基礎(chǔ)一熱力學(xué)第一定律1熱力學(xué)第一定律：系統(tǒng)所吸收的熱量，一部分使系統(tǒng)的內(nèi)能增加，另一部分用于系統(tǒng)對(duì)外做功，即 ：，決定于系統(tǒng)的始、末狀態(tài)。A：與過(guò)程有關(guān)。已知過(guò)程，即已知曲線或可計(jì)算。Q ：與過(guò)程有關(guān)。由A和并根據(jù)熱力學(xué)第一定律可求Q。2熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用 二循環(huán)過(guò)程1循環(huán)過(guò)程：系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一系列變化過(guò)程又回到原來(lái)的狀態(tài)，這樣周而復(fù)始的變化過(guò)程為循環(huán)過(guò)程。 2熱機(jī)的效率和冷機(jī)的致冷系數(shù) 解題要點(diǎn)：1）分析循環(huán)由哪些分過(guò)程組成，并確定哪些是吸熱過(guò)程，哪些是放熱過(guò)程。2）計(jì)算Q1、Q23）由或計(jì)算h或w3卡諾熱機(jī)的效率和卡諾冷機(jī)的致冷系數(shù)卡諾熱機(jī)：工作于兩恒溫?zé)嵩矗ǜ邷責(zé)嵩碩1和低溫?zé)嵩碩2）之間的可逆熱機(jī)稱為卡諾熱機(jī)?？ㄖZ熱機(jī)的效率： 卡諾冷機(jī)：工作于兩恒溫?zé)嵩矗ǜ邷責(zé)嵩碩1和低溫?zé)嵩碩2）之間的可逆冷機(jī)稱為卡諾冷機(jī)?？ㄖZ冷機(jī)的致冷系數(shù)： 三熱力學(xué)第二定律1熱力學(xué)第二定律的兩種描述開(kāi)爾文描述：不可能制造一種循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī)，只從單一的熱源吸收熱量，使之完全轉(zhuǎn)化為功而不引起其它物體任何變化。克勞修斯描述：熱量不可能自動(dòng)地從低溫物體傳給高溫物體而不引起其它物體任何變化。2可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程可逆過(guò)程：過(guò)程P使系統(tǒng)從狀態(tài)A過(guò)渡到狀態(tài)