大學(xué)物理(上)復(fù)習(xí)提綱(肖修訂)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上大學(xué)物理（上）復(fù)習(xí)一、質(zhì)點力學(xué)基礎(chǔ)：（一）基本概念：1、參照系：為描述物體的運動而選擇的參考物。坐標系：建立在參照系上的計算系統(tǒng)，是參照系的具體化。質(zhì)點： 在許多問題中，物體的形狀和大小并不重要，這時可以把物體看成一個只有質(zhì)量、沒有大小和形狀的幾何點，這樣的物體稱為質(zhì)點.2、位矢(矢徑)：3、位移：4、速度：5、加速度：6、路程，速率 7、運動方程：， 或 ， ， 8、軌跡方程：9、圓周運動的加速度：； 牛頓定律：；法向加速度：； 切向加速度：注意：(1) 法向加速度公式中，R為質(zhì)點運動軌道的曲率半徑，除了圓周運動，對于一般曲線運動，通常都是未知的，應(yīng)根據(jù)a和at間接

2、計算: (2) 對于衛(wèi)星繞太陽的運動，橢圓軌道的近日點或遠日點的曲率半徑R并不等于其短半軸或長半軸的長度。 10、角速度： 11、角加速度：說明：角速度和角加速度的方向均沿轉(zhuǎn)軸，與物體的轉(zhuǎn)動方向成右手螺旋關(guān)系。12、物理量及其單位的書寫規(guī)定(a) 正斜體規(guī)定：書面上，的符號一般用，具體的數(shù)字用正體，的單位都用正體。(b) 大小寫規(guī)定物理量符號的大小寫需要視具體情況而定。大都用大寫，如E、D、I、U、V、R、L、C、M（）、H、B等等，但也有用小寫的，如電荷q（也可以用Q）。力學(xué)物理量大小寫都有，需要記憶。小寫的有路程s、速度v、距離r、a、質(zhì)量m等，大寫的有力F、M、體積V、溫度T等。物理量單

3、位的符號，也是有的大寫，有的小寫，不可混用。例如米m、秒s、千克kg、A、伏特V、歐姆、牛頓N、焦耳J、W、C、開爾文K等。還有大小寫都用的如赫茲Hz，電子伏特eV，奧斯特Oe等。要注意的是，單位中表示倍數(shù)的字母大小寫是固定的，不能用錯，尤其是表示“千”的是k而不是K，不能把km、kg寫成Km、Kg。(c) 單位標注規(guī)定在解答習(xí)題及考試時，通常前面都是符號運算，如果最后答案也是符號，不需標明單位，如果最后答案是具體數(shù)值，就要標明單位，否則數(shù)值的意義就不明確。為避免混淆，建議將單位放在括號中，如 v = a0t+a0t2/2 = 2.5 (m/s). x(t) = 0.2cos(2t-/2) (

4、m)二、質(zhì)點力學(xué)中的守恒定律：（一）基本概念：1、功： 2、動能： 3、勢能：重力勢能：； 彈性勢能：； 萬有引力勢能：4、機械能：5、動量： ； 6、沖量 ：7、角動量：； 8、力矩：（二）基本定律和基本公式：1、動能定理： （對質(zhì)點） （對質(zhì)點系）2、功能原理：當 時，系統(tǒng)的機械能守恒，即 3、動量定理： （對質(zhì)點） （對質(zhì)點系）若體系所受的合外力，此時體系的動量守恒，即：說明：動量定理是矢量式，應(yīng)用中還可用其分量式：若體系所受的合外力在某方向的分量為零，則動量在該方向的分量守恒。4、碰撞定律： 5、角動量定理： （對質(zhì)點） （對質(zhì)點系）當質(zhì)點或質(zhì)點系所受的合外力矩為零時，質(zhì)點或質(zhì)點系的角

5、動量守恒，即：三、剛體的轉(zhuǎn)動：（一）基本概念：1、轉(zhuǎn)動慣量： 2、轉(zhuǎn)動動能： 3、力矩： 4、角動量： （對剛體）5、角沖量： 6、力矩的功： （二）基本定律和基本公式：1、平行軸公式： 正交軸(垂直軸)公式：2、轉(zhuǎn)動定律： 3、轉(zhuǎn)動動能定理：4、角動量定理： 5、角動量守恒定律：若剛體受到的合外力矩，則剛體的角動量守恒四、機械振動：（一）簡諧振動方程：1、簡諧振動的動力學(xué)特征方程： 2、簡諧振動的運動學(xué)特征方程： 3、簡諧振動的運動方程： 簡諧振動的判據(jù)：如果物體的運動規(guī)律滿足上述三個方程中的任意一個，即可判定該物體的運動為簡諧振動。（二）描述簡諧振動的物理量：1、周期，頻率和角頻率： ，和

6、僅取決于振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)，因此稱為固有周期、固有頻率和固有角頻率。它們之間的關(guān)系為 （1）對于彈簧振子，有 ， （2）對于單擺，有 ， 2、振幅和初位相：和除與系統(tǒng)性質(zhì)（）有關(guān)外，完全由初始條件確定。（1）振幅： （2）初位相：由，即可求得.若物體初速僅知方向(正負)而不知大小，可采用另一種解析法或旋轉(zhuǎn)矢量法確定初位相.初位相的取值范圍為 或 .說明：(1) 由于tan函數(shù)周期是p, 對于給定的x0、0 , 由 求得的位相j 在 (0, 2p) 或(p, p ) 之間有兩個解，但只有一個解符合要求, 需根據(jù)A=x0/ cosj 0或A=0/ sinj 0 的要求來取舍.(2) 很多情況下，我

7、們只知0的方向(正負)而不知其大小，這時應(yīng)先根據(jù) x0=Acos j 確定j，由于cos函數(shù)周期是2p, 它在 (0, 2p) 或(p, p ) 之間也有兩個解，但只有一個解符合要求,需根據(jù)0=Asinj 的正負來判斷和取舍(此法更常用).(3) 旋轉(zhuǎn)矢量法確定初位相，既簡潔又直觀，建議盡可能采用此法.（三）簡諧振動的速度、加速度和能量：1、簡諧振動的速度：注意，速度的位相比位移的位相超前。2、簡諧振動的加速度：注意，加速度的位相比速度的位相超前，比位移的位相超前。3、簡諧振動的能量： （四）旋轉(zhuǎn)矢量投影法：該法可以簡潔、直觀地分析振動情況及振動的合成等問題，并能直接看出位相的超前或落后，要求

8、熟練掌握。（五）簡諧振動的合成：1、同方向、同頻率兩簡諧振動的合成：同方向、同頻率兩簡諧振動合成后仍然是簡諧振動，其角頻率與原來分振動的角頻率相同，其振幅和初位相分別為； 當時，合振動的振幅為最大；當時，合振動的振幅為最小，當分振幅，合振幅。*2、同方向、頻率稍有差異的兩簡諧振動的合成：合振動為拍振動；振幅變化的頻率稱為拍頻率，大小為 。*3、相互垂直、頻率相同的兩簡諧振動的合成：合振動質(zhì)點運動的軌跡通常為橢圓，特殊情況下為直線或圓。五、機械波：（一）機械波的產(chǎn)生與傳播：1、條件：波源和媒質(zhì)(介質(zhì))2、位相傳播：波傳播的是振動的位相，沿波的傳播方向，各質(zhì)點振動的位相依次落后。（二）波速、波長和

9、周期：波速：單位時間內(nèi)，一定振動位相傳播的距離，其值決定于媒質(zhì)的性質(zhì)。波長：波傳播方向上位相差為的兩點間的距離，表示波的空間周期性。周期：波中各質(zhì)點完成一次完全振動所需的時間，表示波的時間周期性。頻率：單位時間內(nèi)通過波線上某一點的“完整波”的數(shù)目。， （三）平面簡諧波：波源為簡諧振動，媒質(zhì)為均勻的、各向同性的、無限大整個空間1、原點處的振動方程：2、波動方程（波函數(shù)）： 波沿x軸正方向傳播時，上式取負號；波沿x軸負方向傳播時，上式取正號。3、能量密度：； 4、平均能量密度：5、平均能流密度（波強度）： （四）惠更斯原理：波所傳播到的空間各點都可以看作是發(fā)射子波的波源，任一時刻這些子波的包絡(luò)就是

10、新的波面。（五）波的干涉：波的疊加原理：幾列波在媒質(zhì)中任一點相遇時，相遇點振動的位移等于各列波單獨存在時該點振動位移的矢量和。波的相干條件：當時， （六）駐波：兩列振幅相同的相干波，在同一直線上沿相反方向傳播時，形成駐波。有波節(jié)和波腹，相鄰兩波節(jié)或波腹之間的距離為。沒有位相和能量的傳播，平均能流密度為零：（七）多普勒效應(yīng)：當觀察者和波源相向運動時， 當觀察者和波源相背運動時，上式和取負值。六、氣體動理學(xué)理論：（一）基本概念：1、平衡態(tài)：在不受外界影響的條件下, 系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化的狀態(tài)，稱為平衡態(tài)。準靜態(tài)過程：一個熱力學(xué)過程，如果任意時刻的中間態(tài)都無限接近于一個平衡態(tài)，則此過程稱為準靜

11、態(tài)過程。理想氣體分子模型：理想氣體可以看作是大量的、自由的、無規(guī)則運動著的彈性小球的集合。除碰撞瞬間, 分子間無相互作用力。根據(jù)問題的不同特點，理性氣體模型有不同的簡化：在推導(dǎo)壓強與溫度公式時，理想氣體被當做有質(zhì)量而無大小的質(zhì)點（不考慮理想氣體分子的大小及內(nèi)部結(jié)構(gòu)）；在討論能量和比熱問題時，理想氣體被當做有結(jié)構(gòu)的質(zhì)點組，可以發(fā)生轉(zhuǎn)動和振動（考慮理想氣體分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)）；在討論分子平均自由程時，理想氣體被當做有一定大小的剛性小球（考慮理想氣體分子的大小，但不考慮其內(nèi)部結(jié)構(gòu)）。統(tǒng)計假設(shè)：對于大量的氣體分子，無外場時(忽略重力)，平衡態(tài)下 (1)分子的空間分布處處均勻；(2) 沿空間各方向運動的分子

12、數(shù)相等；(3) 分子速度各方向分量的各種統(tǒng)計平均值相等。2、氣體分子的自由度：對于常溫下的剛性分子：（單原子、雙原子、多原子分子的分別為3，5，6）3、三種特征速率（麥克斯韋速率分布下）最概然速率： 平均速率： 方均根速率： 4、平均碰撞頻率： 5、平均自由程： （二）基本定律和基本公式：1、狀態(tài)方程：理想氣體： 范德瓦爾斯氣體（1mol）：，要理解和b的物理含義。表示真實氣體表面層單位面積上的分子所受內(nèi)部分子的引力，稱為內(nèi)壓強；b是與分子體積有關(guān)的修正量，約為所有分子總體積的4倍.2、理想氣體的壓強公式： 3、能量均分定理（剛性分子）：4、理想氣體的內(nèi)能公式： 5、麥克斯韋速率分布律（物理含

13、義）： 其中，分布函數(shù)（物理含義）： 歸一化條件：6、玻爾茲曼分布律： ， 對于重力場： ， *7、遷移過程基本公式：（1）內(nèi)摩擦： ， （2）熱傳導(dǎo)： ， （3）擴 散： ， 七、熱力學(xué)基礎(chǔ)：（一）基本概念：1、內(nèi)能：狀態(tài)量。是系統(tǒng)內(nèi)部各種形式能量的總和，包括每個分子自身各種運動的能量(平動動能轉(zhuǎn)動動能振動動能+振動勢能）以及分子間的相互作用勢能.對于氣體： ； 對于理想氣體： 。2、功：過程量。氣體準靜態(tài)過程的膨脹或壓縮功為 ，規(guī)定系統(tǒng)對外做功，外界對系統(tǒng)做功。3、熱量：過程量。規(guī)定系統(tǒng)吸收熱量，放出熱量。4、摩爾熱容： 對于理想氣體：（1）定容摩爾熱容：； （2）定壓摩爾熱容：；（3）等

14、溫摩爾熱容：； （4）絕熱摩爾熱容：；（5）梅逸公式：； （6）比熱容比：；5、準靜態(tài)過程，可逆過程和不可逆過程?？赡孢^程: 設(shè)系統(tǒng)由狀態(tài) A 出發(fā), 經(jīng)歷過程 P 達到狀態(tài)B, 如果存在另一過程, 它能逆向重復(fù)原過程的每一狀態(tài)，使系統(tǒng)從狀態(tài) B 回到狀態(tài)A，同時外界也完全恢復(fù)原來狀態(tài) (即消除了原過程對外界引起的一切影響，包括做功和傳熱), 則稱原過程 P 為可逆過程. 無摩擦的準靜態(tài)過程是可逆過程. 不可逆過程: 如果無論采取任何途徑，都不能使系統(tǒng)完全恢復(fù)原來狀態(tài), 或者，即使能使系統(tǒng)恢復(fù)到原來狀態(tài)，卻無法完全消除原過程對外界的一切影響，則稱原過程為不可逆過程.6、熵 狀態(tài)量。熵是系統(tǒng)無序

15、度的量度，定義為，為系統(tǒng)某宏觀態(tài)對應(yīng)的微觀狀態(tài)數(shù)。（二）基本定律和基本公式：1、熱力學(xué)第一定律：是熱運動范圍內(nèi)的能量守恒定律。表達式為：或2、熱力學(xué)第二定律：具體表述很多，最著名的有開爾文表述和克勞修斯表述，這兩種表述是等價的。熱力學(xué)第二定律指明了自然界中一切實際的熱力學(xué)宏觀過程都是單向的、不可逆的。熱力學(xué)第二定律的微觀意義：不可逆過程的實質(zhì)是從一個概率較小的宏觀狀態(tài)向概率較大的宏觀狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程。熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達式：（1）熵增加原理（對孤立系統(tǒng)或絕熱過程）： ， 或 式中，不等號對應(yīng)不可逆過程，等號對應(yīng)可逆過程。（2）克勞修斯不等式： ， 式中，不等號對應(yīng)不可逆過程，等號對應(yīng)可逆過程

16、。3、循環(huán)效率： 式中，為一循環(huán)過程中系統(tǒng)對外所做的凈功；為一循環(huán)過程中系統(tǒng)吸收熱量的總和；為一循環(huán)過程中系統(tǒng)放出熱量的總和（絕對值）。對于卡諾循環(huán)則有： 式中，和分別為高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟取?、致冷系數(shù)： 式中，為一循環(huán)過程中外界對系統(tǒng)所做的功；為一循環(huán)過程中系統(tǒng)從低溫?zé)嵩次盏臒崃?；為一循環(huán)過程中系統(tǒng)向高溫?zé)嵩捶懦龅臒崃浚ń^對值）。對于致冷卡諾循環(huán)則有： 5、卡諾定理： 6、理想氣體準靜態(tài)等值過程特性一覽表：過 程定容過程等壓過程等溫過程絕熱過程多方過程特 征，過程方程A00Q同同A0Cm熱一律物理意義圖 像bacdbacddacbdacb八、真空中的靜電場（一）基本概念及場的疊加原理

17、：1、電場強度： ； 2、點電荷電場強度公式：3、電場強度疊加原理：（1）點電荷系的場強： （2）電荷連續(xù)分布的任意帶電體的場強： ，4、電荷在電場中受力： 5、電勢： ； 6、電勢差： 對于有限大小的帶電體，電勢零點通常取為無窮遠處，即 7、電勢疊加原理： 8、電荷在電場中運動時電場力的功： 9、電場強度與電勢的關(guān)系：10、電通量：（二）基本規(guī)律、定理：1、庫侖定律：2、高斯定理：，說明靜電場是有源場。高斯定理的意義：（1）理論上，揭示了靜電場是有源場的基本性質(zhì)；（2）應(yīng)用上，提供了另一種求的簡便方法。適用高斯定理求電場強度的：球?qū)ΨQ，軸對稱，面對稱3、環(huán)路定理：，說明靜電場是無旋場（保守力場）。說明：環(huán)流為零，靜電場力作功與路徑無關(guān)，靜電場是無旋場(有勢場)，靜電場線不閉合。（三）幾種典型的靜電場公式：1、均勻帶電球面： 2、均勻帶電球體： 3、無限長均勻帶電圓柱面：4、無限長均勻帶電直線： 5、無限大均勻帶電平面： ，方向垂直于帶電平面。九、靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)：（一）靜電場中的導(dǎo)體：1、靜電平衡條件：，或：導(dǎo)體為等勢體，表面為等勢面。2、靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布：（1）電荷全部分布在導(dǎo)體表面，導(dǎo)體內(nèi)部各處凈電荷為零。（2）表面上各處電荷面密度與該處表面緊鄰處的電場強度的大小成正比：3、靜電屏蔽：（1）空腔導(dǎo)體能屏蔽外電場的作用。（2）接地的空腔導(dǎo)體隔離內(nèi)、