《大學(xué)物理》上冊復(fù)習(xí)綱要

1、大學(xué)物理上冊復(fù)習(xí)綱要第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)一、基本要求：1、熟悉掌握描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的四個(gè)物理 量一一位置矢量、位移、速度和加速度。會(huì) 處理兩類問題：(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。2、掌握圓周運(yùn)動(dòng)的角速度、角加速度、 切向加速度和法向加速度。dx j dydtdt-dz-j -kdt5、加速度：瞬時(shí)加速度:dvx idtdVy 二-dTjd2xdF、內(nèi)容提要:6、圓周運(yùn)動(dòng): 角位置 角位移角速度ddt1、位置矢量：r xi yj zk位 置 矢 量 大 ?。簉222-r qx y zdd2角加速度-Tdtdt2在自然坐標(biāo)系中位置矢量方向x cos 二

2、rza anatv2dv etdt t7、勻加速直線運(yùn)動(dòng)與勻角加速圓周運(yùn)動(dòng)公式比較:v v0 atx 1 x2x v0t at 222vv02 axcos £ cos r2、運(yùn)動(dòng)方程：位置隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系r(t) x(t)i y(t)j z(t)kx： 一 i tt2動(dòng)方程，積分時(shí)應(yīng)注意上下限的確定。3 、位 移 rr xi yj zk無 限 小 位 移f-TTdr dxi dy j dzk4 、 速度：平均速度tk0t20三、解題思路與方法:質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的第一類問題：已知運(yùn)動(dòng)方 程通過求導(dǎo)得質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度， 包括它 沿各坐標(biāo)軸的分量；質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的第二類問題： 首先根據(jù)已 知加

3、速度作為時(shí)間和坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系和必要的初始條件，通過積分的方法求速度和運(yùn)第二章牛頓定律一、 基本要求：1、 理解牛頓定律的基本內(nèi)容；2、 熟練掌握應(yīng)用牛頓定律分析問題的思路和解決問題的方法。 能以微積分 為工具，求解一維變力作用下的簡單動(dòng) 力學(xué)問題。二、內(nèi)容提要：1、 牛頓第一'定律11*2、牛頓第二定律：F maF指合外力a合外力產(chǎn)生的加速度在直角坐標(biāo)系中：F x ma*x xF y mayF z maz在曲線運(yùn)動(dòng)中應(yīng)用自然坐標(biāo)系 ：v2F n man m rdvF t matm dt3、 牛頓第三定律：F F' 三、力學(xué)中常見的幾種力1、 重力：mg2、 彈性力：彈簧中的彈性

4、力F kx彈性力與位移成反向3、 摩擦力：摩擦力指相互作用的物體 之間，接觸面上有滑動(dòng)或相對滑動(dòng)趨勢 產(chǎn)生的一種阻礙相對滑動(dòng)的力，其方向總是與相對滑動(dòng)或相對滑動(dòng)的趨勢的 方向相反?；瑒?dòng)摩擦力大?。篎fFN靜摩擦力 的最大值為：Ff 0m0 FN0靜摩擦系數(shù)大于滑動(dòng)摩擦系數(shù)四、解題思路與方法對物體受力分析是處理力學(xué)問題 的基本功，力學(xué)中遇到的力分兩類： 一類是接觸力，如彈性力、摩擦力。 另一類是非接觸力，如萬有引力、電 磁力等。由于力是物體間的相互作用， 在分析物體受力時(shí)，必須明確誰是施 力者，誰是受力者，能比較準(zhǔn)確地畫 出研究對象的受力圖，而后用坐標(biāo)式 按牛頓第二定律列出方程，解方程時(shí) 先進(jìn)行

5、文字運(yùn)算，最后代入數(shù)字。第三章動(dòng)量守恒定律和能量守 恒定律一、 基本要求：1、 理解動(dòng)量、沖量概念，掌握動(dòng)量定 理和動(dòng)量守恒定律，并能熟練應(yīng)用。2、 掌握功的概念，能計(jì)算變力作功， 理解保守力作功的特點(diǎn)及勢能的概念。3、 掌握動(dòng)能定理、功能原理和機(jī)械能 守恒定律并能熟練應(yīng)用。4、 了解完全彈性碰撞和完全非彈性 碰撞的特點(diǎn)。二、內(nèi)容提要(一) 沖量1、 沖量t2.=IFdtF(Lt2)t1»2、 動(dòng)量：Pmv3、 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理t2號(hào) F dt mv2 mv1t1分 量 式t2Fxdt mvx mv°xt1t2Fydt mvy mv°yt14、 動(dòng)量守恒定律條件：系

6、統(tǒng)所受合外力為零或合外 力在某方向上的分量為零；nPmi vi 恒矢量i 1Fex onPxmwx恒量i 1Fyey 0nPymMy 恒量1 1(二)功與能1、 功：BBW F dr F cos dsAA功是標(biāo)量，有正負(fù)之分。1、 保守力的功保守力做功的數(shù)學(xué)表達(dá)式：IfFc dr 0l3、 勢能：重力勢能： Ep mgyr12彈性勢能：E kxp 2勢能是屬于系統(tǒng)的。保守力做功等于勢能增量的負(fù)值WcEp (Ep Ep。)4、 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理1 212WEk2Ek1-mv2 -mv12 2作用于質(zhì)點(diǎn)上的合外力的功等于質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能的增量。5、質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理Wex Win Ek作用于質(zhì)點(diǎn)系的合外力

7、的功加上合內(nèi)力的功等于系統(tǒng)的 動(dòng)能增量。6、質(zhì)點(diǎn)系的功能原理Wex WnnEEkEp作用于系統(tǒng)的合外力的功與非保 守內(nèi)力的功之和等于系統(tǒng)的機(jī)械 能的增量。7、機(jī)械能守恒定律條件：Wex Wnin 0E 0或Ek Ep 0Ek Ep系統(tǒng)的動(dòng)能的增量是以系統(tǒng)的勢 能的減少為代價(jià)的解題思路與方法：應(yīng)用動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律解決力學(xué)問題(1) 正確地確定研究對象；(2) 對研究對象進(jìn)行受力分析，如 果作用于研究對象上的外力的 矢量和不為零，甚至找不到合 外力在某方向的分量和為零時(shí) 就應(yīng)用動(dòng)量定理或其他力學(xué)規(guī) 律求解。動(dòng)量定理用于解決和 速度、力、時(shí)間有關(guān)的問題。符合動(dòng)量守恒定律條件時(shí)應(yīng)用 動(dòng)量守恒定律

8、來解。(3) 確定過程：在應(yīng)用與動(dòng)量有關(guān)的規(guī)律解題 時(shí)，需要考慮一定的時(shí)間間隔 或一個(gè)過程，并注意過程的始 末狀態(tài)。(4) 列方程時(shí)，需選適當(dāng)坐標(biāo)，并 注意系統(tǒng)中的物體的動(dòng)量是否 相對于同一參考系。應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)，應(yīng)注意：(1) 選取研究對象(2) 分析守恒條件，如不滿足可采用動(dòng)能定理或其他方法解決(3) 明確過程的始末狀態(tài)，選定勢能零點(diǎn)位置，寫出始末兩狀態(tài) 的機(jī)械能(4) 列方程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，并寫出必要的輔助方 程第四章剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)一、基本要求：1、掌握描述繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物理量及 角量與線量的關(guān)系2、理解力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量概念，熟練 掌握剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律3、掌握角動(dòng)量

9、概念，熟練掌握剛體 繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量守恒定律4、理解力矩的功和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能概念， 能在有定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的問題中正確應(yīng)用動(dòng) 能定理和機(jī)械能守恒定律二、內(nèi)容提要：1、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)ddtd d2dt dt2v ratt2anr2、力矩的瞬時(shí)作用規(guī)律一一轉(zhuǎn)動(dòng)定律力矩： M r F大?。?M Frsin方向：遵守右手螺旋法則lrHr轉(zhuǎn)動(dòng)定律：M J質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)對某一參考點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)n2慣量：Jmmi 1剛體繞固定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J dmr23、力矩的時(shí)間累積作用(1)角動(dòng)量La )質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量L r Pb)作圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)以圓 心作參考點(diǎn)的角動(dòng)量L mvr mr2 Jc)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量-+L J(2)角動(dòng)

10、量定理t2M dtL2 L1t1(3)角動(dòng)量守恒定律條件：作用于剛體系統(tǒng)的 合外力矩為零M 0L 0L1 L2 恒矢量4、力矩的空間累積作用(1 ) 力矩作功2W Md1(2 )轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能era點(diǎn)電2JVa0E.dl(V00)(3 ) 轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理a、b兩點(diǎn)的電勢Md2J2 J2Va Vb.dl電場力做bq。a.dlqo(Va Vb)(2)靜電場的環(huán)路定理：J| E.dl三、解題思路方法如果研究的問題與固定點(diǎn)或固定軸有關(guān)，就要考慮題給條件， 看是力矩的時(shí)間累 積還是力矩的空間累積?？崔D(zhuǎn)動(dòng)過程是符合 角動(dòng)量守恒還是符合機(jī)械能守恒(合外力矩 作功為零，非保守內(nèi)力矩作功為零，只有保 守內(nèi)力矩作功)遇

11、到需要多個(gè)定理求解的綜合題，解題前需對題意作全面分析，搞清楚整個(gè)物理過 程是由幾個(gè)過程組成， 各分過程的特點(diǎn)，它 所遵循的規(guī)律，寫出各過程之間的聯(lián)系。第五章 靜電場一、 基本要求1、理解庫侖定律2、掌握電場強(qiáng)度和電勢概念3、理解靜電場的高斯定理和環(huán)路定理4、熟練掌握用點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式和疊加 原理以及高斯定理求帶電系統(tǒng)電場強(qiáng)度的 方法5、熟練掌握用點(diǎn)電荷的電勢公式和疊 加原理以及電勢的定義式來求帶電系統(tǒng)電 勢的方法二、內(nèi)容提要(5)如果無窮遠(yuǎn)處電勢為零，點(diǎn)電 荷的電勢公式:2、表征靜電場特性的定理真空中靜電場的高斯定理高斯定理表明靜電場是個(gè)有源場， 意電場強(qiáng)度通量只與閉合曲面內(nèi)的電荷 有關(guān)，而閉合

12、面上的場強(qiáng)和空間所有電荷 有關(guān)I ,表明靜電場是一種保守場， 靜電力是 保守力，在靜電場中可以引入電勢的概念。3、電場強(qiáng)度計(jì)算(1)利用點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式和疊加原理求n員21 ridq二 er r1、靜電場的描述描述靜點(diǎn)場有兩個(gè)物理量。電場強(qiáng) 度和電勢。電場強(qiáng)度是矢量點(diǎn)函數(shù)，電勢是 標(biāo)量點(diǎn)函數(shù)。如果能求出帶電系統(tǒng)的電場強(qiáng) 度和電勢分布的具體情況。這個(gè)靜電場即 知。(1) 電場強(qiáng)度E 二 qo(2)高斯定理求E點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式高斯定理只能求某些對稱分布電場的 電場強(qiáng)度，用高斯定理求電場強(qiáng)度關(guān)鍵在于 做出一個(gè)合適的高斯面。4、電勢計(jì)算(1)用電勢的定義求電勢(的分布應(yīng)該比較容易求出)V電勢零點(diǎn)J I

13、E.dl°E。a(2)利用點(diǎn)電荷的電勢公示和電勢疊加4、電容:原理求電勢:1 dq4 0 r電容的定義：C QViV2計(jì)算電容器電容步驟:第六章靜電場中的導(dǎo)(1)設(shè)電容器兩極板帶有電荷體和電介質(zhì)一、基本要求1、理解靜電場中的導(dǎo)體的靜電平衡條 件，能從平衡條件出發(fā)分析導(dǎo)體上電 荷分布和電場分布。Q和Q。2、了解電介質(zhì)極化的微觀機(jī)理，理解電位移矢量D的概念，及在各向同性介質(zhì)中D和E關(guān)系，理解電介質(zhì)中的高斯定理并會(huì)利用它求介質(zhì)中對稱 電場的場強(qiáng)。3、理解電容的定義，能計(jì)算常用電容器 的電容4、了解電場能量密度的概念，能計(jì)算電 場能量。二、內(nèi)容提要1、靜電場中的導(dǎo)體當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體

14、內(nèi)部 場強(qiáng)處處為零；導(dǎo)體內(nèi)任意兩點(diǎn)電勢差 為零。整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢體，導(dǎo)體表 面是一個(gè)等勢面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有靜電 荷。電荷按表面的曲率分布在表面上。 導(dǎo)體表面附近的場強(qiáng)和該處導(dǎo)體表面的電荷面密度有E 的關(guān)系。02、靜電場中的電介質(zhì)電介質(zhì)的極化位于靜電場中的電解質(zhì)表面產(chǎn)生極化電荷，介質(zhì)中的場強(qiáng):EoE3、介質(zhì)中的高斯定理(2)(3)求兩極板之間的場強(qiáng)分布利用電勢定義式求出兩極板Vi間的電勢差V2211E.dl用電容公式求電容：QV5、電容器儲(chǔ)存的能量We1 Q2fU2i一QU 2電場能量體密度TDE利用能量體密度求電場能量edVviDEV為場不為零的空間三、解題的思路和方法靜電場中放置導(dǎo)體，應(yīng)先根

15、據(jù)靜電平 衡條件求出電荷分布， 而后根據(jù)電荷分布求 場強(qiáng)分布.靜電場中放置電介質(zhì)， 應(yīng)先根據(jù)電荷分布，求電位移矢量9關(guān)系求,由E分布求電勢或電勢差。第七章恒 定 磁 場矢量大小:BFmaxq矢量方向:規(guī)定為正的運(yùn)動(dòng)電荷在磁(2)圓電流中心的磁場B2 R(3)長直螺線管的磁場、基本要求1、掌握描述磁場的物理量-磁感應(yīng)強(qiáng) 度。2、理解畢奧-薩伐爾定律，能用它和疊 加原理計(jì)算簡單電流的磁場。3、理解恒定電流的磁場的高斯定理和 安培環(huán)路定理，學(xué)會(huì)用安培環(huán)路定 理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的方法4、理解洛倫茲力和安培力公式，能分 析電荷在均勻電場和磁場中的受力 和運(yùn)動(dòng)情況，了解磁矩概念，能計(jì) 算簡單幾何形狀載流導(dǎo)體

16、和載流平 面線圈載在磁場中受的力和力矩。、內(nèi)容提要1、描述磁場的物理量-磁感應(yīng)強(qiáng)度B矢量場中受力為零時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場方向。2、恒定電流在磁場中的基本定律-畢奧-薩伐爾定律中 0 410 7T.m/AIdB方向：與I m的方向相同0 sin(Idl' I)d B的大小為： dB 0- 一-一24 r由畢奧-薩伐爾定律求出幾種典型電流的磁場(1)無限長載流直導(dǎo)線的磁場B上2 rB onl三、表征磁場特性的定理1、磁場的高g定學(xué)：pB.d1 0說明磁場是無源場2、安培環(huán)路多理PlB.dF0I 說明磁場,J是非保守場 四、磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算1、用畢奧-薩伐爾定律求E2、用安培環(huán)路定理求B

17、五、用安培環(huán)路定理解題的方法和思路用安培環(huán)路定理可以非常方便的求某些電流的磁感應(yīng)強(qiáng)度，具體步驟是：a)先要分析磁場分布是否具有空間 的對稱性，包括軸對稱、點(diǎn)對稱 等b)根據(jù)磁場的對稱性特征選取適當(dāng) 的回路，：該回路一定要通過求磁 場的點(diǎn)，積分回路的回轉(zhuǎn)方向不 是和磁場方向垂直便是和磁場方 向平行，且1作為一個(gè)常量可以從積分號(hào)中提出，積分時(shí)只對回 路的長度積分。六、磁場對運(yùn)動(dòng)電荷和電流的作用1、磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 -洛倫茲 力：B2、磁場對載流導(dǎo)線的作用力-安培力3、用安培力公式計(jì)算電流在磁場中受 力步驟：a)根據(jù)磁場的分布情況選取合適 的電流元b)由安培力公式求出電流元受力dFC)用分量式

18、積分求出F可以證明：在均勻磁場中，任意 形狀的平面載流導(dǎo)線所受的磁力與 該導(dǎo)線始終點(diǎn)連線相同的直導(dǎo)線所 受磁力相同，平面閉合線圈所受的合 力為零。七、載流線圈在磁場中所受的磁力矩M m Bm NISen'磁力矩的大小M NBISsin方向：遵循右手螺旋法則第八章 電磁感應(yīng)一、基本要求1 、掌握并熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律 和楞次定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢，并判斷其方向及電勢高低。2、理解動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢，會(huì)計(jì)算動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢。3、了解自感和互現(xiàn)象，會(huì)計(jì)算幾何形狀 簡單的導(dǎo)體的自感和互感。4、了解磁場能量和能量密度概念。二、內(nèi)容提要 d1 、法拉第電磁感應(yīng)定律：i dt一個(gè)回路，不管什么原因，只要 穿過回路的磁通量隨時(shí)間變化，回路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢。應(yīng)用該式只要求出 i1 iB.ds ,若它是時(shí)間的函數(shù)，則磁通量對時(shí)間求導(dǎo)即是楞次定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。2、楞次定律判定感應(yīng)電流方向回路中感應(yīng)電流所激發(fā)的磁場， 總是使它反抗任何引起感應(yīng)電流的原因。3、動(dòng)生電動(dòng)勢和感應(yīng)電動(dòng)勢(1)動(dòng)生電動(dòng)勢：b 4 H W 4i ( B).d?dL式中為ai線元，w為外磁場，,為線元的速度(2)感應(yīng)電動(dòng)勢Iin£*Jdt s dt感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算公式實(shí)質(zhì)上就 是法拉第電磁感應(yīng)定律，不過