马文蔚《物理学》 高等教育出版社大学物理总复习知识点
合集下载
物理学简明教程 马文蔚等 高教出版社
x
1 dl er 2 4π 0 r
19
z
大学 物理
q R
y dq dl r
o
q ( ) 2π R
6-1
电场强度
x
P
dE
x
1 dl er 2 4π 0 r
各电荷元在 P 点dE方向不同，分布于一个圆锥面上，
z
E dE
将 dE分解为平行于 x 轴的分量 dE// 和在垂直于 x 轴平面内的分量 dE
2 电荷守恒定律 （自然界的基本守恒定律之一）
不管系统中的电荷如何迁移，系统的电荷的代 数和保持不变.
第六章 静电场
3
大学 物理
6-1
电场强度
库仑 (C.A.Coulomb
1736 1806）
法国物理学家， 1785年通过扭秤实验创 立库仑定律, 使电磁学 的研究从定性进入定量 阶段. 电荷的单位库仑 以他的姓氏命名.
第六章 静电场
18
E
E
y
yB
大学 物理
6-1
电场强度
例1 正电荷q均匀分布在半径为R的圆环上.计算在 环的轴线上任一点P的电场强度.
电荷连续分布 找电荷元 得到元电场强度 dE 分析 dE
解：
q R
y dq dl r
o
q ( ) 2π R
x
第六章
P
dE
静电场
6-1
电场强度
静电场：相对于观察者静止的带电体周围的电场 (1) 场中任何带电体都受电场力作用
—— 动量传递
(2) 带电体在电场中移动时，场对带电体做功
用
E 、U
——能量传递
物理学简明教程 马文蔚等 高教出版社
1 4πε0
Qq0 r2
er
E
+-
6-1 电场强度
EF 1 q0 4πε0
rQ2 er
E 1 Q 4 πε0 r2
r q0
F E
P
Q0
思考 r 0,E ?
第六章 静电场
11
大学
6-1 电场强度
物理4 电场强度叠加原理
点电荷q i 对q 0 的作用力
Fi
1
4π 0
qiq0 ri3
ri
q1
q2 q3
第六章 静电场
5
大学
6-1 电场强度
物理
q 1 er
r
q2
F v4π 1ε0qr1q 22e vr 4π 1ε0qr1q 32rvevr
rv r
大小：
F
1 4πε0
q1q2 r2
方向： q1和q2 同号相斥，异号相吸.
说明
1、v<<c. 2、牛顿第二、三定律都适用
第六章 静电场
6
大学
6-1 电场强度
物理
例 在氢原子内,电子和质子的间距为 5.31011m.
求它们之间电相互作用和万有引力,并比较它们的大小.
解 me9.11031kg e1.611 0C 9
mp1.671027kg G 6 .6 7 1 1 0 N 1m 2k 2 g
Fe 4π10
e2 r2
8.1106N
Fe 2.271039
x E E r 0E E 44ππ 1q002x(r0x 3q2i 2x r0204r4π)120i 2xp3
第六章 静电场
16
大学
6-1 电场强度
物（理 2）电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度
大学物理(马文蔚_版)高等教育出版社_光学部分
第十一章光学1、在双缝干涉实验中，两缝间距为mm 30.0，用单色光垂直照射双缝，在离缝m 20.1的屏上测得中央明纹一侧第5条暗纹与另一侧第5条暗纹间的距离为mm 78.22，问所用光的波长为多少？解：双缝干涉暗纹条件2)12(λ+=k d D x ),2,1,0(⋅⋅⋅±±=k中央明纹一侧第5条暗纹对应于4=k ，由于条纹对称，该暗纹到中央明纹中心的距离为mm 39.11278.22==x那么由暗纹公式即可求得nm8.632m 10328.6)142(20.11030.01039.112)12(2733=⨯=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+=---k D xd λ 2、用白光垂直入射到间距为mm 25.0=d 的双缝上，距离缝m 0.1处放置屏幕，求零级明纹同侧第二级干涉条纹中紫光和红光中心的间距（白光的波长范围是nm 760~400）。
解：第k 级明纹位置应满足λdDkx = ),2,1,0(⋅⋅⋅±±=k对紫光和红光分别取nm 4001=λ，nm 7602=λ；则同侧第二级条纹的间距m m 88.210)400760(25.0100.12)(6312=⨯-⨯⨯⨯=-=∆-λλdD k x 3、用58.1=n 的透明云母片覆盖杨氏双缝干涉装置的一条缝，若此时屏中心为第五级亮条纹中心，设光源波长为μm 55.0，（1）求云母片厚度。
（2）若双缝相距mm 60.0，屏与狭缝的距离为m 5.2，求0级亮纹中心所在的位置。
解：（1）由于云母片覆盖一缝，使得屏中心处的光程差变为λ5=∆，一条光路中插入厚度为e 的透明介质片光程变化e n )1(-。
所以λ5)1(=-=∆e n 解得云母片厚度μm 74.4158.155.0515=-⨯=-=n e λ（2）因为mm 29.260.055.05.2=⨯==∆d D x λ又由于中心位置为5级明纹中心，故0级条纹距中心为5倍条纹宽度，所以m m 45.1129.2555=⨯=∆=x x4、如图所示，在折射率为50.1的平板玻璃表面有一层厚度为nm 300，折射率为22.1的厚度均匀透明油膜，用白光垂直射向油膜，问：（1）哪些波长的可见光在反射光中干涉加强?（2）若要使反射光中nm 550=λ的光干涉加强，油膜的最小厚度为多少?解：(1)因反射光的反射条件相同(321n n n <<)，故不计半波损失，由垂直入射0=i ，得反射光干涉加强的条件为Λ3,2,1 ,22===∆k k d n λ由上式可得：kd n 22=λ1=k 时： nm 732130022.121=⨯⨯=λ 红光2=k 时： nm 366230022.122=⨯⨯=λ 紫外 故反射中波长为nm 732的红光产生干涉加强。
马文蔚《大学物理学》第一章4
g
2 dd 0 2v0 cos 2 0
d
g
π 当α ， 4
2 d 0 m v0
y
实际路径
真空中路径
g
由于空气阻力，实际 射程小于最大射程．
o
d
d0
x
例3：有一质点沿 x 轴作直线运动, t 时刻的坐标为 x = 5t2 - 3t3 (SI); 试求: (1)在第2秒内的平均速度; (2)第2秒末的瞬时速度. (3)第2秒末的加速度. 解: (1) x = (522 - 3 23) - (512 - 3 13)= -6(m) t = 1s
1 2 y v0 sin t gt 2 y 2 轨迹方程为： y x tan x 2 2 2v0 cos
x v0 cos t
y
voy
v0
α
vy
vx
v
vx
o
vox
d0
vy
v
x
求最大射程
2 2v0 d0 sin cos
dv kdx v
v lnv v 0
x dv 0 v 0 kdx
kx
x o
ln kx 0
0e
kx
[例题6]一质点平面运动的加速度为 ax= - Acost， ay= -Bsint，AB，A0，B0 初条件为t =0， v0x=0, v0y=B, x0=A, y0=0. 求质点轨迹.
v0
解
a a y g gj ax 0 1 2 r v 0 t gt 2
y
v0t
1 2 gt 2
P
马文蔚《大学物理学》第一章2
vA
B
vB
B 过程视为匀变速率圆周运动，不计重力加速 度的影响，求：(1) 飞机在点 B 的加速度； (2)飞机由点 A 到点 B 所经历的路程.
解（1）
v A 1940km h
vB 2192km h
3
1
1
A
vA
B
t 3 s，r 3.5 10 m
r a n
三、圆周运动的角量描述
5、圆周运动的线速度：
速率
Δs Δθ v lim r lim Δt 0 Δt Δt 0 Δt
ds d r dt dt
y
B
r
o
etA
v( t ) r ( t )
v r
x
圆周运动中的极坐标：横向和径向
圆周运动中自然坐标：切向和法向 切向单位矢量 法向单位矢量
2
x
五、匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动
1、匀速率圆周运动：
at 0 0 t
a anen rω2en
2、匀变速率圆周运动
dω α 常量 dt
dω dt
ω
ω0
dω αdt
0
t
如 t 0 时, 0 , 0
0 t 1 2 θ θ 0 0 t t
3、横向单位矢量
二、 自然坐标——切向、法向坐标
——曲线运动的描述
沿质点轨迹建立一随轨道弯曲的一维曲线坐标轴。 自然坐标s, s可正可负。质点运动学方程为
s s( t )
(1)平面自然坐标中的描述——切向、法向单位矢量 由曲线上各点的切线和法线所组成的一系列坐标系 称自然坐标系。 en e t 切向单位矢量 A S et 指向s增加的方向 e n 法向单位矢量 O/ r 指向轨道的凸侧 0
物理学教程(第二版)_马文蔚下册公式原理整理(1)
物理期末知识点整理1、 计算题知识点1） 电荷在电场中运动，电场力做功与外力做功的总的显影使得带电粒子动能增加。
2） 球面电荷均匀分布，在球内各点激发的电势，特别是在球心激发的电势（根据高斯定理，球面内的电场强度为零，球内的电势与球面的电势相等04q Rεπε=，电势满足叠加原理）3） 两个导体球相连接电势相等。
4） 载流直导线在距离r 处的磁感应强度02IB rμπ=，导线在磁场中运动产生的感应电动势。
（电场强度02E r λπε=）tφξ=- 5） 载流直导线附近的线框运动产生的电动势。
6） 已知磁场变化，求感应电动势的大小和方向。
7） 双缝干涉，求两侧明纹间距，用玻璃片覆盖其中的一缝，零级明纹的移动情况。
（两明纹间距为'd d dλ∆=，要求两侧明纹的间距，就是要看他们之间有多少个d ∆，在一缝加玻璃片，使得一端的光程增加，要使得两侧光程相等，光应该向加玻璃片的一方移动）8） 牛顿环暗环公式，理解第几暗环的半径与k 的关系。
（r =k=0、1、2…..））9） 光栅方程，光栅常数，第几级主极大与相应的衍射角，相应的波长，每厘米刻线条数，第一级谱线的衍射角（光栅明纹方程(')sin b b k θλ+=±（k=0、1、2….）暗纹方程(')sin (21)/2b b k θλ+=±+（k=0、1、2….）光栅常数为'b b +）10） 布鲁斯特定律，入射角与折射角的关系21tan b n n θ=2、 电场强度的矢量合成3、 电荷正负与电场线方向的关系（电场线从正电荷发出，终止于负电荷）4、 安培环路定理0Bdl I μ=⎰。
5、 导线在磁场中运动（产生感应电动势），电流在磁场中运动受到安培力的作用。
6、 干涉条件（频率相同，相位相等或相位差恒定，振动方向相同）b θ27、 薄膜干涉（主要是垂直入射的情况，光程差为122dn λ+（有无半波损失主要看题目的具体条件而定））8、 增透膜（2(21)/2dn k λ=±+（k=0、1、2….））9、 单缝衍射的第一暗纹sin b k θλ=±（k=1、2….）k=1时求衍射角θ 10、自然光透过偏振片，光强为原来的一半11、马吕斯定律，注意平方（20I I COS θ=,θ为两偏振片狭缝的夹角） 12、无限大均匀带电平面激发的电势02E σε=13、劈尖14、迈克尔孙干涉仪，动臂反射镜移动，干涉条纹的移动（/2d n λ∆=∆，n ∆为移动的条纹的个数）15、单缝衍射，两侧第几级暗纹之间的距离（暗纹sin b k θλ=±（k=1、2….），明纹sin (21)/2b k θλ=±+（k=1、2….），中间明晚呢的宽度为2/f b λ）16、电子加速后的德布罗意波长为λ= 17、电场力沿闭合路径做功为零。
2024版大学物理学(全套课件下册)马文蔚
态的变化过程。
宇宙的基本规律和演化
03
研究宇宙的大尺度结构、天体演化、宇宙起源和演化等基本问
题。
物理学的研究方法和意义
实验方法 通过实验手段观测和测量物理现象， 验证物理规律和理论。
理论方法
通过数学和物理理论，建立物理模型 和理论框架，解释和预测物理现象。
计算方法
利用计算机进行数值模拟和计算，研 究复杂物理系统的性质和行为。
物理学的意义
物理学的研究不仅有助于人类认识自 然规律，也为其他科学和工程领域提 供了基础理论和技术支持。
大学物理学的课程内容和要求
课程内容
大学物理学通常包括力学、热学、 电磁学、光学、近代物理等基础 内容，以及一些拓展内容，如相 对论、量子力学等。
课程要求
学生需要掌握基本的物理概念、 原理和定律，具备分析和解决物 理问题的能力，同时培养实验技 能和科学思维方法。
利用几何光学原理设计的仪 器，如显微镜、望远镜、照
相机等。
利用全反射原理实现光信号 在光纤中的长距离传输，具 有传输容量大、抗干扰能力
强等优点。
利用受激辐射原理产生高强 度、高单色性、高方向性的 光束，广泛应用于工业加工、
医疗、科研等领域。
利用光学系统对信息进行变 换和处理，如全息照相、光
学计算机等。
02
03
磁感应强度
描述磁场强弱和方向的物 理量。
毕奥-萨伐尔定律
计算电流元在空间中产生 磁场的定律。
磁场对电流的作用
探讨磁场对通电导线的作 用力，即安培力。
电磁感应
1 2
法拉第电磁感应定律 描述磁场变化时会在导体中产生感应电动势的定 律。
楞次定律
判断感应电流方向的定律，即感应电流的磁场总 是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
大学物理 马文蔚 周雨青 高等教育出版社 课件 1-3章
由于作者的水平有限，错误和不当之处在所难免，敬请使用者批评指正。 作者 2002 年 9 月
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
上册目录
第 一 章 质点运动学 第 二 章 牛顿定律 第 三 章 动量守恒定律和能量守恒定律 第 四 章 刚体的转动 第 六 章 热力学基础 第 七 章 气体动理论
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案面 向 2 1 世 纪 课 程 教 材
东南大学等七所工科院校 编 马文蔚 改编
物 理 学 上册 第四版
—— 配套电子教案
主 编 肖婉如 参 编 周 佶 韦 娜 类淑国 朱杰君 郑 乐 主 审 马文蔚
高高等等教教育育出出版社版社
物理学（第四版）电子教案
本书为马文蔚教授等改编的面向21世纪课程教材《物理学》（第四版） 的配套多媒体电子教案。章节划分与之完全对应，涵盖了力学、热学、电磁 学、振动和波动、光学、狭义相对论和量子物理等所有必讲的内容，以及书 上所有的例题。通过大量设计巧妙和精美的 FLASH 动画和图片，生动形象地 展示了物理图象和动态的物理过程。适用于工科院校本科（大专） 200人左 右的多媒体教室或网络教室的教学，也可作为教师备课和学生自学的参考软 件。由于马文蔚主编的《物理学教程》编入的内容乃是《物理学》（第四版） 的核心内容，故本电子教案也适用于《物理学教程》。
为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系. 选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不 同，这就是运动描述的相对性.
2 质点
如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其
大小和形状对物体运动的影响，若不涉及物体的转
动和形变，我们就可以把物体当作是一个具有质量
的点（即质点）来处理 .
质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
上册目录
第 一 章 质点运动学 第 二 章 牛顿定律 第 三 章 动量守恒定律和能量守恒定律 第 四 章 刚体的转动 第 六 章 热力学基础 第 七 章 气体动理论
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案面 向 2 1 世 纪 课 程 教 材
东南大学等七所工科院校 编 马文蔚 改编
物 理 学 上册 第四版
—— 配套电子教案
主 编 肖婉如 参 编 周 佶 韦 娜 类淑国 朱杰君 郑 乐 主 审 马文蔚
高高等等教教育育出出版社版社
物理学（第四版）电子教案
本书为马文蔚教授等改编的面向21世纪课程教材《物理学》（第四版） 的配套多媒体电子教案。章节划分与之完全对应，涵盖了力学、热学、电磁 学、振动和波动、光学、狭义相对论和量子物理等所有必讲的内容，以及书 上所有的例题。通过大量设计巧妙和精美的 FLASH 动画和图片，生动形象地 展示了物理图象和动态的物理过程。适用于工科院校本科（大专） 200人左 右的多媒体教室或网络教室的教学，也可作为教师备课和学生自学的参考软 件。由于马文蔚主编的《物理学教程》编入的内容乃是《物理学》（第四版） 的核心内容，故本电子教案也适用于《物理学教程》。
为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系. 选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不 同，这就是运动描述的相对性.
2 质点
如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其
大小和形状对物体运动的影响，若不涉及物体的转
动和形变，我们就可以把物体当作是一个具有质量
的点（即质点）来处理 .
质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模
大学物理 马文蔚 上册4课时期末复习提纲
1 2
k x2
(以无形变时为势能零点)
上海师范大学
6/15
期 末 复习
10. 机械能守恒的条件是什么 ? 会用机械能守恒定律求解问题:
若体系只有保守力内力(引力、重力和弹性力)作功, 则体系的机械能守恒.
若W ex Wnicn 0,
11. 碰撞中物理量的守恒:
则 Eki EPi 常数
i
Fi
ma
i
Fix ma x ,
i
Fiy ma y
i
本章重点复习的例题和习题:
(1) 本章所有选择题
(2) P38-39 例1, 2; 习题 2-6; 2-8; 2-13; 2-20
上海师范大学
4/15
期 末 复习
第三章 动量守恒定律和能量守恒定律
1. 动量的定义是什么? 动量是矢量还是标量 ?
5. 已知质点的运动方程, 如何求质点的运动速度和加速度?
已知
r(t)
x(t)i
y(t)
j
则
(t)
dx(t ) dt
i
dy(t) dt
j x (t)i y (t) j
和
a(t)
d 2 x(t) dt 2
i
d 2 y(t) dt 2
j
dx (t)
dt
i
d y (t)
dt
j
ax (t)i
i
d dt
2. 电磁感应定律公式中 “负号”的物理意义:
感应电流所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因. 3. 会判断电路中感应电动势或感应电流的方向.
4. 动生电动势和感生电动势的计算 . 5. 自感和互感的概念, 自感系数和互感系数的定义 . 6. 磁场能量的计算(包括自感能量和互感能量的计算).
大学物理学第五版马文蔚高等教育出版社磁场2
L
(7-19)
讨论： (1) 式中各量的含义： B ～环路上各点的磁感应强度。 由环路内、外电流共同产生的。 I ～穿过环路内的电流的代数和。注意 I 的正负的确定方法。 L1 I2 I1 L2 I
I1
L3 L4
I2
① B d l 0 ( 2 I 2 I1 ) L1 ③ B d l 0 ( I1 I 2 )
n1 O
n2
7-4 毕奥-萨伐尔定律（Biot-Savart law） 四.运动电荷的磁场
L
E
r
•P
+++ ++++ + ++++ +++ +++ +++ ++++++++ ++++ ++++ + ++ + ++ + +++ + ++ + +++ + ++ ++ ++ + + + +++ ++ ++ + + ++++ I d l e r +++ + ++++ +++++++++ + +++++ ++++++ +++d B 0 + + + + +++++ +++ +++ ++ ++ + + + + + + + (7-12c) 2 4 r dl S 运动电荷 q 产生的磁场 导体单位体积内电荷数 n dB 0 (qnvS)dl B dl内电荷数: dN= nSdl sin 2 dN 4r (nSdl ) 0 I d l 0 dB sin vq sin 2 2 4 r 4 r 方向与 d B 同向，仍为 I d l r 。 q 的平均速度 v 取dl = v dt 0 qv r (7-15a) 矢量式：B 3 则电流元体积dV = Sdl = Svdt 4 r 0 qv er dN=ndV=nSvdt 此体积内电荷数： B (7-15b) 2 4 r dq qdN q(nSvdt) 说明： B 的方向垂直于 v 和 I qnvS 所确定的平面。 dt dt dt r
(7-19)
讨论： (1) 式中各量的含义： B ～环路上各点的磁感应强度。 由环路内、外电流共同产生的。 I ～穿过环路内的电流的代数和。注意 I 的正负的确定方法。 L1 I2 I1 L2 I
I1
L3 L4
I2
① B d l 0 ( 2 I 2 I1 ) L1 ③ B d l 0 ( I1 I 2 )
n1 O
n2
7-4 毕奥-萨伐尔定律（Biot-Savart law） 四.运动电荷的磁场
L
E
r
•P
+++ ++++ + ++++ +++ +++ +++ ++++++++ ++++ ++++ + ++ + ++ + +++ + ++ + +++ + ++ ++ ++ + + + +++ ++ ++ + + ++++ I d l e r +++ + ++++ +++++++++ + +++++ ++++++ +++d B 0 + + + + +++++ +++ +++ ++ ++ + + + + + + + (7-12c) 2 4 r dl S 运动电荷 q 产生的磁场 导体单位体积内电荷数 n dB 0 (qnvS)dl B dl内电荷数: dN= nSdl sin 2 dN 4r (nSdl ) 0 I d l 0 dB sin vq sin 2 2 4 r 4 r 方向与 d B 同向，仍为 I d l r 。 q 的平均速度 v 取dl = v dt 0 qv r (7-15a) 矢量式：B 3 则电流元体积dV = Sdl = Svdt 4 r 0 qv er dN=ndV=nSvdt 此体积内电荷数： B (7-15b) 2 4 r dq qdN q(nSvdt) 说明： B 的方向垂直于 v 和 I qnvS 所确定的平面。 dt dt dt r
大学物理学第五版马文蔚高等教育出版社磁场1
③ 求各分量的积分和， Bx L d Bx By L d By
使用时要理解含义
④ 合成 2 2 或： 大小 B Bx By Bz2
B Bx i B y j Bz k
Bz d Bz
L
标明方向！
三. 毕奥-萨伐尔定律的应用 1．载流长直导线的磁场 已知 L， I，a, 1, 2 I
O
x
X
0 Idl sin 90 0 IRd 0 Id dB 2 2 4R 4R 4R I d 0 I 0 B 0 4R 4R 0 I =2时 B
方向向里。
d
O
2R 记住以上三种典型载流导线的B公式，解题时可直接引用！
(7-14)
——磁偶极子
方向：与电流流向成右手螺旋关系
N 匝线圈： pm NIS en
3) 若线圈是由N匝细导线组成 可看成是N匝圆电流的磁场的迭加
0 IR 2 BN 2 ( R 2 x 2 )3 2 0 pm 2 ( R 2 x 2 )3 2 3. 一段圆弧电流 I、R、 。求圆心处的 B =?
要维持稳恒电流，必须有把正电荷逆着“静电场”，使其从低电 势提升到高电势的装置 —— 电源。 把单位正电荷在电源内部从负极移到正极， E 非静电场力做的功—— 电动势。 – + Fk 表示q电荷在电源内部所受非静电场力 Ek 则： Ek Fk q R 在电源外： Fk 0 Ek 0 + (7-9) Ek dl （在电源内） Ek
即小磁针北极所指的方向。
对正运动电荷 B 与 Fmax v 同向 1 高斯=104特 运动电荷在磁场中受力——洛仑兹力 F qv B
使用时要理解含义
④ 合成 2 2 或： 大小 B Bx By Bz2
B Bx i B y j Bz k
Bz d Bz
L
标明方向！
三. 毕奥-萨伐尔定律的应用 1．载流长直导线的磁场 已知 L， I，a, 1, 2 I
O
x
X
0 Idl sin 90 0 IRd 0 Id dB 2 2 4R 4R 4R I d 0 I 0 B 0 4R 4R 0 I =2时 B
方向向里。
d
O
2R 记住以上三种典型载流导线的B公式，解题时可直接引用！
(7-14)
——磁偶极子
方向：与电流流向成右手螺旋关系
N 匝线圈： pm NIS en
3) 若线圈是由N匝细导线组成 可看成是N匝圆电流的磁场的迭加
0 IR 2 BN 2 ( R 2 x 2 )3 2 0 pm 2 ( R 2 x 2 )3 2 3. 一段圆弧电流 I、R、 。求圆心处的 B =?
要维持稳恒电流，必须有把正电荷逆着“静电场”，使其从低电 势提升到高电势的装置 —— 电源。 把单位正电荷在电源内部从负极移到正极， E 非静电场力做的功—— 电动势。 – + Fk 表示q电荷在电源内部所受非静电场力 Ek 则： Ek Fk q R 在电源外： Fk 0 Ek 0 + (7-9) Ek dl （在电源内） Ek
即小磁针北极所指的方向。
对正运动电荷 B 与 Fmax v 同向 1 高斯=104特 运动电荷在磁场中受力——洛仑兹力 F qv B
物理学中册目录+物理学第四版 马文蔚主编+高等教育出版社
由于作者的水平有限，错误和不当之处在所难免，敬请使用者批评指正。 作者 2002 年 9 月
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
中册目录
第 八 章 静电场 第 九 章 静电场中的导体与电介质 第 十 章 恒定电流 第十一章 稳恒磁场 第十二章 磁场中的磁介质 第十三章 电磁感应 电磁场
高等教育出版社
第九章 静电场中的导体与电介质
9-0 第九章教学基本要求 9-1 静电场中的导体 9-2 电容 电容器 9-3 静电场中的电介质 9-4 电位移 有电介质时的高斯定理 9-5 静电场的能量 能量密度
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
第十章 恒定电流
10 - 0 第十章教学基本要求 10 - 1 电流 电流密度 10 - 2 电阻率 欧姆定律的微分形式 10 - 3 电源 电动势 10 - 4 全电路欧姆定律
高等教育出版社
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
第十一章 稳恒磁场
11 - 0 第十一章教学基本要求 11 - 1 磁场 磁感强度 11 - 2 毕奥 – 萨伐尔定律
11 - 3 磁通量 磁场的高斯定理 11 - 4 安培环路定理 11 - 5 带电粒子在电场和磁场中的运动 11 - 6 载流导线在磁场中所受的力 11 - 7 磁场对载流线圈的作用
马文蔚教授审阅了教案的全部内容, 并提出了许多宝贵的修改意见。东 南大学叶善专教授提供了多个精美的 FLASH 动画素材，并在制作中多次给予 有益的指导。 在制作的过程中还得到了东南大学殷实副教授，南京邮电大学 包刚副教授 ，解放军理工大学许人伍老师等的帮助。我校教务处、制图教研 室、网络中心 、电教中心和全体物理教师对此工作给予大力支持，在此致以 诚挚的感谢。
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
中册目录
第 八 章 静电场 第 九 章 静电场中的导体与电介质 第 十 章 恒定电流 第十一章 稳恒磁场 第十二章 磁场中的磁介质 第十三章 电磁感应 电磁场
高等教育出版社
第九章 静电场中的导体与电介质
9-0 第九章教学基本要求 9-1 静电场中的导体 9-2 电容 电容器 9-3 静电场中的电介质 9-4 电位移 有电介质时的高斯定理 9-5 静电场的能量 能量密度
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
第十章 恒定电流
10 - 0 第十章教学基本要求 10 - 1 电流 电流密度 10 - 2 电阻率 欧姆定律的微分形式 10 - 3 电源 电动势 10 - 4 全电路欧姆定律
高等教育出版社
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
第十一章 稳恒磁场
11 - 0 第十一章教学基本要求 11 - 1 磁场 磁感强度 11 - 2 毕奥 – 萨伐尔定律
11 - 3 磁通量 磁场的高斯定理 11 - 4 安培环路定理 11 - 5 带电粒子在电场和磁场中的运动 11 - 6 载流导线在磁场中所受的力 11 - 7 磁场对载流线圈的作用
马文蔚教授审阅了教案的全部内容, 并提出了许多宝贵的修改意见。东 南大学叶善专教授提供了多个精美的 FLASH 动画素材，并在制作中多次给予 有益的指导。 在制作的过程中还得到了东南大学殷实副教授，南京邮电大学 包刚副教授 ，解放军理工大学许人伍老师等的帮助。我校教务处、制图教研 室、网络中心 、电教中心和全体物理教师对此工作给予大力支持，在此致以 诚挚的感谢。
8-3 电场强度+物理学第四版 马文蔚主编+高等教育出版社
R o
dR
P
x
dE
x 1
1
E (
)
20 x2 x2 R02
8 – 3 电场强度
第八章静电场
E x ( 1 1 ) 20 x2 x2 R02
讨论
x R0
x R0
E 2 0
无限大均匀带电 平面的电场强度
E
4π
q （点电荷电场强度）
0x2
(1
R2 1 )0 2
1
1
R2 0
x2
2 x2
电荷线密度 dq
dl
E
l
1
4π 0
er
r2
dl
第八章静电场
qds
r
P
dE
dl
q
r
dE
P
8 – 3 电场强度
第八章静电场
五
电偶极子的电场强度
r 电偶极子的轴 0
电偶极矩（电矩）
p
qr0
q
讨论
p q
r0
（1）电偶极子轴线延长线上一点的电场强度
q O q
x r0 2 r0 2
E
A
E
x
8 – 3 电场强度
E Ei
i
8 – 3 电场强度
第八章静电场பைடு நூலகம்
电荷连续分布情况
dE
1
4π 0
dq r2
er
r
E
dE
1
4π 0
er r2
dq
qdq
P
dE
电荷体密度 dq
dV
点 P处电场强度
E
V
1
4π 0
er
物理复习重点
题目
备注
第三章 动量守恒定律和能量守恒定律 T7， （1） T8 （2） T8（3） T1（选择题） P56 例 1， T6， T9 T4（选择题） T17， T19， T20 T17 P63-64 式（3-9a，b） P65-66 式（3-12a，b）外力做功=动能 变化， 注意由能量转化的角度来理解动 能定理 P54 公式（3-1） ：冲量=动量变化 P55 公式（3-4a，b）
四 个 准 静 态 过 程 的 性 P226 例 1（1） ， （2） 质： 求功， 2） 内能变化， P232 例 1，T10，T21 热量交换 循环过程，正循环，逆 循环，净功与面积，热 交换，内能变化 热机效率定义 制冷系数定义 卡诺循环：组成，每个 子过程的性质 卡诺热机效率，卡诺制 冷系数 P235 例 2，T31 T5（选择题）
高斯定理 连续带电体电场强度求 解：2）高斯定理法
1
0
Qin
Qin 为 P 0 S有效
3. 由 e ES有效 ，有 E = 点电场强度
补充例题：均匀带电球体的电场强度 5-6 静电场环路定理 电势能 静电场环路定理 电势能定义 P175 式（5-23） ，即静电场力是保守力 P176 式（5-24）
主要知识点 第二章 牛顿定律 牛顿三大定律的表述
备注
隔离体法，引入加速度的受力分析， P38 例 1； P40 例 3； 圆周运动和受力的关系 T1，T3，T4（选择 题） 牛顿第二定律应用： 已知力及初速度 P42 例 5， T14， T20， 两类运动学问题中积分问题 T22 求速度 的延伸
主要知识点 3-1 质点和质点系的动量定理 冲量的定义：已知力，求冲量 质点动量定理的积分形式：已知 力，求速度 质点系的动量定理 质点动量定理的应用：已知速度 变化求平均作用力 3-2 动量守恒 动量守恒的条件 3-4 动能定理 功的定义：已知力，求做功 质点动能定理：已知力，求速度
大学物理马文蔚版
ｘ
任意时刻 x v0 cost
的位置：
y
v0 sint
1 gt2 2
消去ｔ得轨道方程：可知也是一条抛物线。
yxt g2v02cgo2sx2
１）射程 R 0 ：（ｙ＝０时对应的ｘ的值）
R 02 v 0 2s g c i c n o2 o s s2 v 0 2sg i c n o s v 0 2sgi2 n
其中 x(t)t2,y(t)1t22 4
（１）计算在ｔ＝１ｓ到ｔ＝４ｓ这段时 间间隔内的平均速度；
解：（１）由平均速度的定义式，在ｔ＝１ｓ ｔ＝４ｓ内的平均速度为：
v xi y j 63i 62.25 j t t 41 41
i 1.25 j ms1
（２）求ｔ＝３ｓ时的速度和速率；
解（２）：由题意知，速度的分量式为：
是矢量，在圆周运动中，可看成是代数量。
（３）角加速度：
角速度 随时间的变化率：
单位： rad/ s2
d d2 dt dt2
与 同号，为加速圆周运动；
与 异号，为减速圆周运动；
＝０时，为匀速圆周运动。
2、 切向、法向加速度（线量加速度）
自然n －－坐－ －标切法系线线：方方向 向上 上的 的单 单位 位矢 矢量 量； ； n
位移是描述质点位置矢量改变
tt1 的 化2 时 时 相物对理刻 应量刻 。。与， ， 质A B 点处 处 运质 质 动状， ， 态点 点 r r A 变B位 位 在 o在 yAr矢 A矢 r BrxB
位移定义为：
r r Br A
z
图1-2
在直角坐标系中：
rA rB
xAi xBi
yA j yBj
? t 3 ? , 3a t 求, ? ta =n 2s , 时? a ? ,
大学物理 马文蔚 课堂笔记2
抛体在运动过程中受到重力p和空气阻力f作用如图所示由牛顿第二定律的分量形式mgdt24牛顿定律的应用举例mgdtln代入初始条件coslnlndtdx积分得dt24牛顿定律的应用举例sinln整理上式可得抛体沿y轴方向的速度分量为代入积分常数c可得sinlnmgdt24牛顿定律的应用举例mgdtdymgdytancos显然7式不是抛物线方程说明考虑空气阻力后抛体的运动轨迹不再是抛物线
0
d(g - kv 2 ) g k 2
mg
y
1 1 1 g k 2 2 2 ln(g k ) 0 [ln(g k ) ln g ] ln( ) 2k 2k 2k g
2 g k0 1 1 g k 2 ) ln( ) 将h值代入得, h ln( 2k g 2k g
f h mg
0
g k02 g k 2 g ln( ) ln( ) ln( ) 2 g g g k
上海师范大学
y
12 /13
§2.4
牛顿定律的应用举例
f h y 0
g k02 g k 2 g ln( ) ln( ) ln( ) 2 g g g k g k02 g g g k 2
§2.4
b
牛顿定律的应用举例
0 0
F0 m t F e ( 0 ) b b
化简得
F0 v (1 e b
b t m
0
)
FB Fr
速度随时间而增大, 如右下图所示.
t , vL F0 / b （极限速度）
当 当
t 3 m b 时 v vL (1 0.05) 0.95vL t 5 m b 时 v 0.993vL
0
d(g - kv 2 ) g k 2
mg
y
1 1 1 g k 2 2 2 ln(g k ) 0 [ln(g k ) ln g ] ln( ) 2k 2k 2k g
2 g k0 1 1 g k 2 ) ln( ) 将h值代入得, h ln( 2k g 2k g
f h mg
0
g k02 g k 2 g ln( ) ln( ) ln( ) 2 g g g k
上海师范大学
y
12 /13
§2.4
牛顿定律的应用举例
f h y 0
g k02 g k 2 g ln( ) ln( ) ln( ) 2 g g g k g k02 g g g k 2
§2.4
b
牛顿定律的应用举例
0 0
F0 m t F e ( 0 ) b b
化简得
F0 v (1 e b
b t m
0
)
FB Fr
速度随时间而增大, 如右下图所示.
t , vL F0 / b （极限速度）
当 当
t 3 m b 时 v vL (1 0.05) 0.95vL t 5 m b 时 v 0.993vL
大学物理 马文蔚 课堂笔记4
dW F dr
B A
W
B F dr F cosdr
A
(3)
注意: (3)式是沿曲线积分. 3. 恒力做功
r
当力 F 为恒力(大小和方向都不变)时, 做功为 (4) W F r
当有多个外力作用一质点上时, 合外力所做的功为 (5)
i
W t
(9)
即 4. 功率的单位
P Fv cos
国际单位制中, 功率的单位为瓦特(W)
(10)
1W 1J s 1 ; 1kW 103 W
上海师范大学
4 /15
§3. 4
动能定理
例 1 一质量为 m 的小球竖直落入水中， 刚接触水面时其速率为v0 . 设此
球在水中所受的浮力与重力相等, 水的阻力为F=-bv, b 为一常量 .
D
B
F dr
当质点沿任意路径运动一周时,保守力 F
F dr
l ACB
ADB
F dr
BDA
F dr
ACB
BDA
F dr
BDA
F dr
所做的功为
ACB
F dr
ACB
F dr 0
x
9 /15
y
§3.5
W
B
保守力与非保守力 势 能
(3)
A
zB P dr mgdz (mgzB mgzA )
zA
dW mgdz
zA
z
A
可见, 质点的重力做功亦与路径无关, 由起始和终了位置决定. 质点从A点沿任意路径回到A点, 则重力所的做功为
B A
W
B F dr F cosdr
A
(3)
注意: (3)式是沿曲线积分. 3. 恒力做功
r
当力 F 为恒力(大小和方向都不变)时, 做功为 (4) W F r
当有多个外力作用一质点上时, 合外力所做的功为 (5)
i
W t
(9)
即 4. 功率的单位
P Fv cos
国际单位制中, 功率的单位为瓦特(W)
(10)
1W 1J s 1 ; 1kW 103 W
上海师范大学
4 /15
§3. 4
动能定理
例 1 一质量为 m 的小球竖直落入水中， 刚接触水面时其速率为v0 . 设此
球在水中所受的浮力与重力相等, 水的阻力为F=-bv, b 为一常量 .
D
B
F dr
当质点沿任意路径运动一周时,保守力 F
F dr
l ACB
ADB
F dr
BDA
F dr
ACB
BDA
F dr
BDA
F dr
所做的功为
ACB
F dr
ACB
F dr 0
x
9 /15
y
§3.5
W
B
保守力与非保守力 势 能
(3)
A
zB P dr mgdz (mgzB mgzA )
zA
dW mgdz
zA
z
A
可见, 质点的重力做功亦与路径无关, 由起始和终了位置决定. 质点从A点沿任意路径回到A点, 则重力所的做功为
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
平动
角坐标 非定轴转动
运动
转动
角位移
定轴转动 角速度： d 方向
角加速度： ddt 方向
dt
角量和线量的关系（定轴转动）
v r, at r, an r 2
第四章 刚体定轴转动
力矩 M rF
转 动定律
M J
与质量、形状、 质量分布、轴的 位置方向有关
大小 rF sin
方向—右手螺旋
T C
m M
RT
ln
V2 V1
0
m M
RT
ln
V2 V1
绝热 PV C
TV 1 C
0
m M
Cv,m (T2
T1)
m M
Cv,m (T2
T1)
0
1
1
1 (P2V2 P1V1) 1 (P2V2 P1V1)
比热容比
CP,m 1 R 2 i
CV ,m
CV ,m i
循环过程 E = 0
0 f (v)dv 1
最概然速率 满足 df (v) 0 dv vp
平均速率
v 0 vf (v)dv
方均根速率 满足 v 2 v2 f (v)dv 0
2kT
RT
vp
1.41
m
M
v 8kT 1.60 RT
m
M
v 2 3kT 1.73 RT
m
M
第十三章 热力学基础
• 准静态过程、功、热量
t1
t0
动量定理 Fdt mv1
mv0
分量式
直角坐 标系 i jk
质点系的动量定理
t n
(
t0 i1
Fi外）dt
n i 1
Pi
n i 1
P0i
分量式 分量式
t
Fdt
t0
动量守恒定律
n
n
Fi外 0
mi vi C
i 1
i 1
重点 计算
F
P
t
第三章 动量守恒定律和能量守恒定律
克劳修斯表述法 开尔文表述法 可逆过程和不可逆过程
第五章 静电场
库仑定律
F
1
4 0
q1q2 r2
转动惯量
n
J (miri2 ) i 1
分立体
J r2dm
M
连续体
平行轴定理
JO Jc md 2
关于同轴的J 具有可加性
马文蔚110页 表4-2
第四章 刚体定轴转动
角动量
L
r
p
L J
M 角动量定d理L
t2 t1
Mdt
dt L2
L1
右手螺旋 刚体
力矩做功
W Md 0
刚体动能定理
2 3
n k
第十二章 气体动理论
能量均分定理
i kT
2
理想气体的内能
E m i RT M2
单原子分子
3 kT 2
刚性双原子分子
5 kT 2
非刚性双原子分子 7 kT 2
第十二章 气体动理论
麦克斯韦气体分子速率分布律
f (v) dN 4 (
m
)
3
2
e
mv2 2kT
v
2
Ndv
2kT
满足归一化条件
m1m2 r
Ep
1 2
kx2
势能零点：h=0处 势能零点：r=处 势能零点：x=0处
第三章 动量守恒定律和能量守恒定律
质点系的动能定理
Ek W
完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞
功能原理
Ek Ep W外 W非保内
机械能守恒定律
W外 W非保内 0 Ek Ep C
重点 计算
第四章 刚体定轴转动
刚体
第一章 质点运动学
位置矢量 r xi yj zk
位移 r r1 r0
速度
v
dr
dt
分量式 分量式
直角坐 标系 i jk
分量式 分量式
加速度
a
dv
dt
第一章 质点运动学
求导
r
求导 v
a
积分 r 初始条件
0
积分 v 初始条件
0
a 特例：
为常量（抛体）
第一章 质点运动学
W
1 2
J22
1 2
J12
角动量守恒定律
机械能守恒定律
刚体重力势能、重力矩的计算
第十二章 气体动理论
平衡态：温度、压强、密度处处相等
理想气体：气体分子为极小的、彼此之间除碰撞外无相互作 用的弹性质点。
理想气体状态方程
pV m RT M
道耳顿分压定律：
P P1 P2 ...
理想气体压强公式
p
圆周运动（曲线运动）
a
dv dt
et
v2
en
自e然t坐标e系n
相对运 动
r
v
vR
r
u
质点力学
刚体力学
v
dr
ds
τ
dt dt
a
dv
dt
v r
t adt
t0
t vdt
t 0
v rω aτ rα , an rω2
a aτ an
vmG vmT vTGωdθ源自 αdωdt-
Ek0
dr dx i dy j dzk
W保 (Ep - Ep0)
W外＋W非内＝E - E0
刚体力学
t
Mdt
t0
L
L0
L Jω L r m v
Mi 0 ΔL 0
i
M
L
dθ
Ek
Ek0
Ek
1 2
Jω2
Ep
Ep r
0
F保
dr
W外＝0，W非内＝0 ΔE 0
第三章 动量守恒定律和能量守恒定律
正循环 —— 顺时针 （热机）
循环效率 W 1 Q2
Q1
Q1
正循环 —— 逆时针 （制冷机）
制冷系数 e Q2 Q2 W Q1 Q2
卡诺循环
只与两个单一恒温热源 交换热量循环
2等温过程+2绝热过程
1 T2
T1
e T2 T1 T2
与工质无关，仅 与高、低温热源 有关
热力学第二定律
– 准静态：过程中的每一状态都是平 衡态
理–想功气体准静态过程的功
W V2 pdV V1
理想气体的内能
E E(T ) m i RT M2
功--过程量 内能--状态量
第十三章 热力学基础
热力学第一定律
Q E W dQ dE dW
Q > 0 吸热 Q < 0 放热；
W > 0 系统对外作功， W < 0 外界对系统作功 。
dt
aτ dv dt , an v2 r ωmG ωmT ωTG
F ma
F
Fx
Fy
Fz
F Fn F
M Jα
M rF
J Ji
i
转速n的单位： 转/min；角速度单位：rad/s
质点力学
I P P0
Fi 0
t
I Fdt t0 ΔP 0
i
F
L
dr
Ek
理想气体四个等值过程
过程
Q
ΔE
W
摩尔
方程
热容
等体 V C
P/T C
m M
Cv,m (T2
T1)
m M
Cv,m (T2
T1)
0
等压 P C
V /T C
m M
C p,m (T2
T1)
m M
Cv,m (T2
T1)
m M
R(T2
T1)
Cv,m iR 2 Cp,m Cv,m R
等温 PV C
动能定理
B A
F
dr
1 2
mv12
1 2
mv02
保守力做功
W (Ep2 Ep1)
保守力和非保守力
保守力 f dr 0
势能
Ep
Ep 0
f
dr
p
重点 计算
B
A F dr
第三章 动量守恒定律和能量守恒定律
几种典型力对应的势能
1、重力 2、万有引力 3、弹性力
Ep mgh
Ep
G