大学物理知识点归纳
大学物理各章主要知识点总结
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2 转动定律
M I 转动定律内容
刚体定轴转动的角加速度与它所受的合外力矩成 正比 ,与刚体的转动惯量成反比 .
其中:M 是定合义外式力矩M , 相 当r 于 平F 动问题中的合外力
I 是转动惯量,相当于平动问题中的质量
是角加速度,相当于平动问题中的加速度
3 转动定律的两种积分
力矩的空间累积效应
. 力的空间累积效应
r2
F
dr
r1
功、动能、动能定理、势能、机械能、
功能原理、机械能守恒定律
1 动力学问题的解题步骤: (1)确定研究对象 (2)确定参考系(默认大地,可不写) (3)建立坐标系 (4)分析物体的运动或者受力情况 (5)列方程
2 主要方程:
动量守恒定律;机械能守恒定律;动量定理; 动能定理;牛顿第二定律
4 温度与平均平动动能的关系: w 3 k T 2
5 分子自由度
单原子分子 i=3 双原子分子 i=5 多原子分子 i=6
6 速率分布律的定义式和物理意义
⑴ 定义式: dN f (v)dv N
⑵ 物理意义:表示速率在v附近,“dv速率区间” 内的分子数占总分子数的百分比为d N 。
N
7 速率分布函数的定义式和物理意义
n 是分子数密度 注意摩尔质量的单位,以及气体摩尔质量的数值
2 理想气体的内能公式
★ 一定量理想气体的内能为
Ei RT M i RT
2
Mmol 2
说明:内能只与温度有关
★ 若温度改变,内能改变量为
EiRT M iRT
2
Mmol 2
说明:内能变化只与温度变化有关
3 理想气体压强公式
p 2 nw 3
DdSQ0
大学物理复习资料
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大学物理复习资料### 大学物理复习资料#### 一、经典力学基础1. 牛顿运动定律- 描述物体运动的基本规律- 惯性、力与加速度的关系2. 功和能量- 功的定义与计算- 动能定理和势能3. 动量守恒定律- 动量的定义- 碰撞问题的处理4. 角动量守恒定律- 角动量的概念- 旋转物体的稳定性分析5. 简谐振动- 振动的周期性- 共振现象#### 二、热力学与统计物理1. 热力学第一定律- 能量守恒- 热量与功的转换2. 热力学第二定律- 熵的概念- 热机效率3. 理想气体定律- 气体状态方程- 温度、压力、体积的关系4. 相变与相平衡- 相变的条件- 相图的解读5. 统计物理基础- 微观状态与宏观性质的联系 - 玻尔兹曼分布#### 三、电磁学1. 电场与电势- 电场强度- 电势差与电势能2. 电流与电阻- 欧姆定律- 电路的基本组成3. 磁场与磁力- 磁场的产生- 洛伦兹力4. 电磁感应- 法拉第电磁感应定律- 感应电流的产生5. 麦克斯韦方程组- 电磁场的基本方程- 电磁波的传播#### 四、量子力学简介1. 波函数与薛定谔方程- 波函数的概率解释- 量子态的演化2. 量子态的叠加与测量- 叠加原理- 测量问题3. 能级与光谱线- 原子的能级结构- 光谱线的产生4. 不确定性原理- 位置与动量的不确定性关系5. 量子纠缠与量子信息- 量子纠缠现象- 量子计算与量子通信#### 五、相对论基础1. 狭义相对论- 时间膨胀与长度收缩- 质能等价原理2. 广义相对论- 引力的几何解释- 弯曲时空的概念3. 宇宙学与黑洞- 大爆炸理论- 黑洞的物理特性#### 六、现代物理实验方法1. 粒子加速器- 加速器的工作原理- 粒子探测技术2. 量子纠缠实验- 实验设计- 纠缠态的验证3. 引力波探测- 引力波的产生与传播- 探测器的工作原理通过上述内容的复习,可以全面地掌握大学物理的核心概念和原理。
在复习过程中,建议结合实际例题和实验操作,以加深理解和应用能力。
大学物理知识点整理
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⼤学物理知识点整理⼀、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。
大物章节总结知识点
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大物章节总结知识点第一章:力学基础1.1 研究对象及基本概念物理学研究的对象是宇宙中的物质和运动,力学是研究物体的运动的一门物理学科。
物体是指占据空间、具有质量的物质。
运动是指物体在空间中的位置随时间发生的变化。
在力学中,物理量包括质量、力、速度、加速度、位移等。
1.2 物体运动的描述运动是在一定空间和时间内物体位置的变化。
运动状态的描述需要考虑时间和位置两个因素。
在力学中,常用的描述方法有坐标系、时刻、位移、速度、加速度等。
1.3 物体运动的规律牛顿三定律是描述物体运动规律的基础。
第一定律表明,物体要么处于静止状态,要么以匀速直线运动;第二定律指出,物体的加速度与作用在其上的力成正比,与质量成反比;第三定律说明,两个物体相互作用时,彼此施加的作用力大小相等,方向相反。
第二章:动力学2.1 力的概念力是导致物体发生运动或形状变化的原因。
力是一个矢量,包括大小和方向两个方面。
常见的力有重力、弹力、摩擦力、张力等。
2.2 牛顿运动定律牛顿运动定律是经典力学的基石。
第一定律,即惯性定律,指出物体的静止或匀速直线运动状态不会自发改变;第二定律,即运动定律,描述了物体受力时加速度的变化规律;第三定律,即作用与反作用,阐明了物体间作用力的相互影响。
2.3 力的合成与分解如果一个物体受到多个力的作用,则其合力可以用力的合成法则求得。
力的分解指的是将一个力分解成两个分力的过程。
2.4 动能和动能定理动能是描述物体运动状态的物理量,它与物体的质量和速度相关。
动能定理指出,外力对物体做功会使物体的动能发生改变。
2.5 势能与机械能守恒势能是物体由于位置或状态而具有的能量,常见的势能有重力势能、弹性势能等。
机械能守恒定律指出,在没有其他非弹性因素作用时,系统的机械能保持不变。
第三章:动力学应用3.1 运动的描述位置、速度、加速度等描述运动的基本物理量。
在一维直线运动中,运动规律可以用直线方程描述。
3.2 牛顿定律的应用应用牛顿第二定律可以计算物体在受力情况下的加速度。
大学物理学知识点总结
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大学物理学知识点总结### 大学物理学知识点总结#### 一、力学基础1. 牛顿运动定律:- 第一定律(惯性定律):物体保持静止或匀速直线运动状态,除非外力作用。
- 第二定律(动力定律):物体的加速度与作用力成正比,与物体质量成反比。
- 第三定律(作用与反作用定律):作用力与反作用力大小相等、方向相反。
2. 功和能量:- 功:力在位移方向上的分量与位移的乘积。
- 动能:\[ E_k = \frac{1}{2}mv^2 \]- 势能:由物体位置决定的能量,如重力势能。
3. 动量和冲量:- 动量:\[ p = mv \]- 冲量:力与作用时间的乘积。
4. 角动量和角动量守恒:- 角动量:\[ L = r \times p \]- 角动量守恒:在没有外力矩作用下,系统的总角动量保持不变。
#### 二、热力学1. 热力学第一定律:能量守恒定律,热量可以转化为其他形式的能量。
2. 热力学第二定律:自发过程总是向着熵增的方向进行。
3. 理想气体定律:\[ PV = nRT \]- 其中 \( P \) 是压强,\( V \) 是体积,\( n \) 是摩尔数,\( R \) 是理想气体常数,\( T \) 是温度。
4. 熵:系统无序度的量度,与系统微观状态的多样性有关。
#### 三、电磁学1. 库仑定律:电荷间作用力与电荷量的乘积成正比,与距离的平方成反比。
2. 电场和电势:- 电场:电荷周围空间的力场。
- 电势:单位正电荷在电场中从无穷远处移动到某点所做的功。
3. 磁场和磁感应强度:- 磁场:由磁体或电流产生的力场。
- 磁感应强度:磁场对运动电荷的作用力。
4. 法拉第电磁感应定律:变化的磁场产生感应电动势。
#### 四、波动学1. 波的基本特性:- 波长、频率、速度。
2. 干涉和衍射:- 干涉:两个或多个波相遇时,波的振幅相加。
- 衍射:波绕过障碍物传播的现象。
3. 多普勒效应:波源和观察者相对运动时,观察者接收到的波频率发生变化。
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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。
大学物理知识点总结
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大学物理知识点总结大学物理是理工科学生的一门重要基础课程,它涵盖了广泛的知识领域,包括力学、热学、电磁学、光学和近代物理等。
以下是对大学物理主要知识点的总结。
一、力学力学是大学物理的基础部分,主要研究物体的运动和相互作用。
1、运动学位移、速度和加速度的概念:位移是物体位置的变化,速度是位移对时间的变化率,加速度是速度对时间的变化率。
匀变速直线运动:速度与时间的关系、位移与时间的关系等公式,如 v = v₀+ at , x = v₀t + 1/2at²。
曲线运动:平抛运动、圆周运动等,涉及到线速度、角速度、向心加速度等概念及相关公式。
2、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,即 F = ma 。
牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
3、功和能功的定义:力在位移方向上的分量与位移的乘积,W =Fxcosθ 。
动能定理:合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
势能:重力势能、弹性势能等,势能与位置有关。
机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
二、热学热学研究热现象的规律和本质。
1、热力学第一定律表述为:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和,即ΔU = Q + W 。
应用于理想气体的等容、等压、等温过程和绝热过程。
2、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。
3、理想气体状态方程公式为 pV = nRT ,其中 p 是压强,V 是体积,n 是物质的量,R 是普适气体常量,T 是温度。
三、电磁学电磁学是大学物理中的重要部分,涉及电场、磁场和电磁感应等内容。
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大学物理第十一章:真空中的静电场一、电场强度:数值上等于单位正电荷在该点受到的电场力的大小,也等于单位面积电通量的大小(即电场线密度);方向与该点的受力方向(或者说电场线方向)一致。
二、电场强度的计算:a)点电荷的电场强度:b)电偶极子中垂线上任意一点的电场强度:(表示点到电偶极子连线的距离)c)均匀带电直棒:i.有限长度:ii.无限长(=0,):iii.半无限长:(,或者,)或三、电通量a)电场线:电场线上任意一点的切线方向与该点的电场强度E的方向一致,曲线的疏密程度表示该点电场强度的大小,即该点附近垂直于电场方向的单位面积所通过的电场线条数满足:电场中某点的电场强度大小等于该处的电场线密度,即该点附近垂直于电场方向的单位面积所通过的电场线条数。
b)静电场电场线的特点:1.电场线起于正电荷(或无穷远),终于负电荷(或伸向无穷远),在无电荷的地方不会中断;2.任意两条电场线不相交,即静电场中每一点的电场强度只有一个方向;3.电场线不形成闭合回路;4.电场强处电场线密集,电场弱处电场线稀疏。
c)电通量i.均匀电场E穿过任意平面S的电通量:ii.非均匀电场E穿过曲面S的电通量:四、高斯定理a)b)表述:真空中任何静电场中,穿过任一闭合曲面的电通量,在数值上等于该闭合曲面内包围的电荷的代数和除以;c)理解:1.高斯定理表达式左边的E是闭合面上处的电场强度,他是由闭合面内外全部电荷共同产生的,即闭合曲面外的电荷对空间各点的E有贡献,要影响闭合面上的各面元的同量。
2.通过闭合曲面的总电量只决定于闭合面内包围的电荷,闭合曲面外部的电荷对闭合面的总电通量无贡献。
d)应用:1.均匀带电球面外一点的场强相当于全部电荷集中于球心的点电荷在该点的电场强度。
2.均匀带电球面内部的电场强度处处为零。
五、电势a)静电场环路定理:在静电场中,电场强度沿任意闭合路径的线积分等于零。
b)电场中a点的电势:1.无穷远为电势零点:2.任意b点为电势零点:六、电势能:电荷在电场中由于受到电场作用而具有电荷中的电荷比值决定位置的能叫做电势能,七、电势叠加定理:点电荷系电场中任意一点的电势等于各点电荷单独存在该点所产生的电势的代数和。
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大学物理知识点的总结归纳一、理论基础力学1、运动学参照系。
质点运动的位移和路程,速度,加速度。
相对速度。
矢量和标量。
矢量的合成和分解。
匀速及匀速直线运动及其图象。
运动的合成。
抛体运动。
圆周运动。
刚体的平动和绕定轴的转动。
2、牛顿运动定律力学中常见的几种力牛顿第一、二、三运动定律。
惯性参照系的概念。
摩擦力。
弹性力。
胡克定律。
万有引力定律。
均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不要求导出)。
开普勒定律。
行星和人造卫星的运动。
3、物体的平衡共点力作用下物体的平衡。
力矩。
刚体的平衡。
重心。
物体平衡的种类。
4、动量冲量。
动量。
动量定理。
动量守恒定律。
反冲运动及火箭。
5、机械能功和功率。
动能和动能定理。
重力势能。
引力势能。
质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式(不要求导出)。
弹簧的弹性势能。
功能原理。
机械能守恒定律。
碰撞。
6、流体静力学静止流体中的压强。
浮力。
7、振动简揩振动。
振幅。
频率和周期。
位相。
振动的图象。
参考圆。
振动的速度和加速度。
由动力学方程确定简谐振动的频率。
阻尼振动。
受迫振动和共振(定性了解)。
8、波和声横波和纵波。
波长、频率和波速的关系。
波的图象。
波的干涉和衍射(定性)。
声波。
声音的响度、音调和音品。
声音的共鸣。
乐音和噪声。
热学1、分子动理论原子和分子的量级。
分子的热运动。
布朗运动。
温度的微观意义。
分子力。
分子的动能和分子间的势能。
物体的内能。
2、热力学第一定律热力学第一定律。
3、气体的性质热力学温标。
理想气体状态方程。
普适气体恒量。
理想气体状态方程的微观解释(定性)。
理想气体的内能。
理想气体的等容、等压、等温和绝热过程(不要求用微积分运算)。
4、液体的性质流体分子运动的特点。
表面张力系数。
浸润现象和毛细现象(定性)。
5、固体的性质晶体和非晶体。
空间点阵。
固体分子运动的特点。
6、物态变化熔解和凝固。
熔点。
熔解热。
蒸发和凝结。
饱和汽压。
沸腾和沸点。
汽化热。
临界温度。
固体的升华。
空气的湿度和湿度计。
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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 =+rv 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 Ar r r xi yj =-=∆+∆r r r 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ds v 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)。
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大学物理知识点总结归纳归纳一、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。
[P7.]南京市金陵中学06-07学年度第一次模拟1.下列有关热现象的叙述中正确的是(A)A.布朗运动反映了液体分子的无规则运动B.物体的内能增加,一定要吸收热量C.凡是不违背能量守恒定律的实验构想,都是能够实现的D.物体的温度为0℃时,物体分子的平均动能为零[P8.] 07届1月武汉市调研考试2.恒温的水池中,有一气泡缓慢上升,在此过程中,气泡的体积会逐渐增大,不考虑气泡内气体分子势能的变化,则下列说法中正确的是( A D )A.气泡内的气体对外界做功B.气泡内的气体内能增加C.气泡内的气体与外界没有热传递D.气泡内气体分子的平均动能保持不变[P9.] 2007年广东卷10、图7为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高。
大学物理学知识总结
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第一篇 力学基础质点运动学一、描述物体运动的三个必要条件 (1)参考系(坐标系):由于自然界物体的运动是绝对的,只能在相对的意义上讨论运动,因此,需要引入参考系,为定量描述物体的运动又必须在参考系上建立坐标系。
(2)物理模型:真实的物理世界是非常复杂的,在具体处理时必须分析各种因素对所涉及问题的影响,忽略次要因素,突出主要因素,提出理想化模型,质点和刚体是我们在物理学中遇到的最初的两个模型,以后我们还会遇到许多其他理想化模型。
质点适用的范围:1.物体自身的线度l 远远小于物体运动的空间范围r2.物体作平动如果一个物体在运动时,上述两个条件一个也不满足,我们可以把这个物体看成是由许多个都能满足第一个条件的质点所组成,这就是所谓质点系的模型。
如果在所讨论的问题中,物体的形状及其在空间的方位取向是不能忽略的,而物体的细小形变是可以忽略不计的,则须引入刚体模型,刚体是各质元之间无相对位移的质点系。
(3)初始条件:指开始计时时刻物体的位置和速度,(或角位置、角速度)即运动物体的初始状态。
在建立了物体的运动方程之后,若要想预知未来某个时刻物体的位置及其运动速度,还必须知道在某个已知时刻物体的运动状态,即初台条件。
二、描述质点运动和运动变化的物理量(1)位置矢量:由坐标原点引向质点所在处的有向线段,通常用r 表示,简称位矢或矢径。
在直角坐标系中zk yi xi r ++=在自然坐标系中)(s r r =在平面极坐标系中rr r =(2)位移:由超始位置指向终止位置的有向线段,就是位矢的增量,即12r r r -=∆位移是矢量,只与始、末位置有关,与质点运动的轨迹及质点在其间往返的次数无关。
路程是质点在空间运动所经历的轨迹的长度,恒为正,用符号s ∆表示。
路程的大小与质点运动的轨迹开关有关,与质点在其往返的次数有关,故在一般情况下:sr ∆≠∆但是在0→∆t 时,有dsdr =(3)速度v 与速率v : 平均速度t r v ∆∆=平均速率t sv ∆∆=平均速度的大小(平均速率)t st r v ∆∆≠∆∆=质点在t 时刻的瞬时速度dt dr v =质点在t 时刻的速度dt dsv =则v dt ds dt dr v ===在直角坐标系中kv j v i v k dt dzj dt dy i dt dx v z y x ++=++=式中dtdzv dt dy v dt dx v z y x ===,, ,分别称为速度在x 轴,y 轴,z 轴的分量。
大学物理知识点
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大学物理知识点
1. 力学:惯性、力、牛顿运动定律、质量、动量、功、能量、摩擦、弹性碰撞、万有引力、开普勒定律、行星运动、中心力场等。
2. 电磁学:静电场、电场、电势、电荷、电容、电阻、电流、磁场、安培定理、法拉第定律、玻尔兹曼定律、电磁波等。
3. 热力学:温度、热力学第一定律、热力学第二定律、等温过程、等压过程、等容过程、热机、热量、热传导等。
4. 光学:几何光学、干涉、衍射、偏振、光的波动性、光的粒子性、光电效应、原子物理等。
5. 原子物理:原子结构、电子轨道、核结构、放射性、核反应等。
6. 相对论:相对论原理、洛伦兹变换、光速不变原理、质能关系等。
7. 量子力学:波粒二象性、不确定性原理、波函数、概率密度等。
8. 地球物理学:地球的内部结构、地磁场、地震学等。
9. 太空物理学:太阳系、恒星、银河系等。
10. 生物物理学:生物大分子的结构、生物膜的物理特性、生物分子的运动、生物光学、生物热力学等。
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大学物理知识点的总结一、理论基础力学1、运动学参照系。
质点运动的位移和路程,速度,加速度。
相对速度。
矢量和标量。
矢量的合成和分解。
匀速及匀速直线运动及其某象。
运动的合成。
抛体运动。
圆周运动。
刚体的平动和绕定轴的转动。
2、牛顿运动定律力学中常见的几种力牛顿第一、二、三运动定律。
惯性参照系的概念。
摩擦力。
弹性力。
胡克定律。
万有引力定律。
均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不要求导出)。
开普勒定律。
行星和人造卫星的运动。
3、物体的平衡共点力作用下物体的平衡。
力矩。
刚体的平衡。
重心。
物体平衡的种类。
4、动量冲量。
动量。
动量定理。
动量守恒定律。
反冲运动及火箭。
5、机械能功和功率。
动能和动能定理。
重力势能。
引力势能。
质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式(不要求导出)。
弹簧的弹性势能。
功能原理。
机械能守恒定律。
碰撞。
6、流体静力学静止流体中的压强。
浮力。
7、振动简揩振动。
振幅。
频率和周期。
位相。
振动的某象。
参考圆。
振动的速度和加速度。
由动力学方程确定简谐振动的频率。
阻尼振动。
受迫振动和共振(定性了解)。
8、波和声横波和纵波。
波长、频率和波速的关系。
波的某象。
波的干涉和衍射(定性)。
声波。
声音的响度、音调和音品。
声音的共鸣。
乐音和噪声。
热学1、分子动理论原子和分子的量级。
分子的热运动。
布朗运动。
温度的微观意义。
分子力。
分子的动能和分子间的势能。
物体的内能。
2、热力学第一定律热力学第一定律。
3、气体的性质热力学温标。
理想气体状态方程。
普适气体恒量。
理想气体状态方程的微观解释(定性)。
理想气体的内能。
理想气体的等容、等压、等温和绝热过程(不要求用微积分运算)。
4、液体的性质流体分子运动的特点。
表面张力系数。
浸润现象和毛细现象(定性)。
5、固体的性质晶体和非晶体。
空间点阵。
固体分子运动的特点。
6、物态变化熔解和凝固。
熔点。
熔解热。
蒸发和凝结。
饱和汽压。
沸腾和沸点。
汽化热。
临界温度。
固体的升华。
空气的湿度和湿度计。
露点。
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Br ∆ A rB ryr ∆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 称为位矢 位矢r xi yj =+,大小 2r r x y ==+运动方程()r r t =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 =-=∆+∆△,2r x =∆+△路程是△t 时间内质点运动轨迹长度s ∆是标量。
明确r ∆、r ∆、s ∆的含义(∆≠∆≠∆r r s ) 2. 速度(描述物体运动快慢和方向的物理量)平均速度xyr x y i j ij t t t瞬时速度(速度) t 0r drv limt dt∆→∆==∆(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 +=+==,2222yx v v dt dy dt dx dt r d v +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛== ds dr dt dt= 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 ∆=∆ 瞬时加速度(加速度) 220limt d d r a t dt dt υυ→∆===∆△ a 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 x2222+=+== 2222222222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=dt y d dt x d dtdv dt dv a a a y x y x二.抛体运动运动方程矢量式为 2012r v t gt =+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)。
大学物理知识点总结汇总
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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。
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大学物理第十一章:真空中的静电场一、电场强度:数值上等于单位正电荷在该点受到的电场力的大小,也等于单位面积电通量的大小(即电场线密度);方向与该点的受力方向(或者说电场线方向)一致。
二、电场强度的计算:a)点电荷的电场强度:E=Fq0=14πε0qr3rb)电偶极子中垂线上任意一点的电场强度:E=−ql4πε0r3(l表示点到电偶极子连线的距离)c)均匀带电直棒:i.有限长度:E=λ4πε0a(sinθ2−sinθ1)i+λ4πε0a(cosθ1−cosθ2)jii.无限长(θ1=0,θ2=π):E=E y j=λ2πε0ajiii.半无限长:(θ1=π2,θ2=π或者θ1=0,θ2=π2)E=λ4πε0a(−i+j)或 E=λ4πε0a(i+j)三、电通量a)电场线:电场线上任意一点的切线方向与该点的电场强度E的方向一致,曲线的疏密程度表示该点电场强度的大小,即该点附近垂直于电场方向的单位面积所通过的电场线条数满足:E=dΦedS⊥电场中某点的电场强度大小等于该处的电场线密度,即该点附近垂直于电场方向的单位面积所通过的电场线条数。
b)静电场电场线的特点:1.电场线起于正电荷(或无穷远),终于负电荷(或伸向无穷远),在无电荷的地方不会中断;2.任意两条电场线不相交,即静电场中每一点的电场强度只有一个方向;3.电场线不形成闭合回路;4.电场强处电场线密集,电场弱处电场线稀疏。
c)电通量i.均匀电场E穿过任意平面S的电通量:Φe=EScosθii.非均匀电场E穿过曲面S的电通量:Φe=∫E?S dSΦe=∮ESdS四、高斯定理a)Φe=∮E?dSS =1ε0∑q ib)表述:真空中任何静电场中,穿过任一闭合曲面的电通量,在数值上等于该闭合曲面内包围的电荷的代数和除以ε0;c) 理解:1. 高斯定理表达式左边的E 是闭合面上dS 处的电场强度,他是由闭合面内外全部电荷共同产生的,即闭合曲面外的电荷对空间各点的E 有贡献,要影响闭合面上的各面元的同量dΦe 。
2. 通过闭合曲面的总电量只决定于闭合面内包围的电荷,闭合曲面外部的电荷对闭合面的总电通量无贡献。
d) 应用:1. 均匀带电球面外一点的场强相当于全部电荷集中于球心的点电荷在该点的电场强度。
2. 均匀带电球面内部的电场强度处处为零。
五、电势a) 静电场环路定理:在静电场中,电场强度沿任意闭合路径的线积分等于零。
b) 电场中a 点的电势:1. 无穷远为电势零点:U a =W a q 0=∫E?dl ∞a2. 任意b 点为电势零点:U a =∫E?dl ba六、电势能:电荷在电场中由于受到电场作用而具有电荷中的电荷比值决定位置的能叫做电势能,W a =W a∞=∫q 0?E?dl ∞a七、电势叠加定理:点电荷系电场中任意一点的电势等于各点电荷单独存在该点所产生的电势的代数和。
八、等势面与电场线的关系:1. 等势面与电场线处处正交;2. 电场线指向电势降落的方向;3. 等势面与电场线密集处场强的量值大,稀疏处场强量值小。
九、电势梯度:a) E =−(?U?x i +?U ?yj +?U ?zk)b) 电场中任意一点的电场强度等于该点点势梯度的负值。
第十二章 静电场中的导体 电介质 一、处于静电平衡状态下的导体的性质:a) 导体内部,电场强度处处为零;导体表明的电场强度方向垂直该处导体表面;电场线不进入导体内部,而与导体表面正交。
b) 导体内部、表面各处电势相同,整个导体为一个等势体。
c) 导体内无净电荷,净电荷只分部于导体外表面d) 导体表面上各处的电荷面密度与该处表面紧邻处的电场强度大小成正比。
e) 孤立导体表面各处的电荷面密度与各处表面的曲率有关,曲率越大的地方,面密度也越大。
二、空腔导体:a) 导体空腔内无带电体的情况:i.当导体空腔内没有其他带电体时,在静电平衡条件下,空腔内部电场强度处处为零,整个空腔是一个等势体;若空腔带电,则电荷只分布在导体壳外表面,空腔内表面处处没有电荷。
b) 导体空腔内有带电体(电量为q )的情况i. 空腔导体原来不带电,空腔外表面感应电荷为q ,空腔内表面感应电荷为-q 。
如果空腔导体原来带电量Q ,则内外表面电荷量分别加上Q 。
三、A 、B 为两个任意带电平面:σ1=σ4 ,σ2=−σ3 四、静电场中的电介质:a) 电介质中的电场强度:i. E =E 0−E ′=σ0−σ′ε0ii.E =E 0εr电介质极化后,介质内部任意一处,合电场强度E <E 0,但不等于0,这是电场中的电介质与电场中的导体静电平衡后的重要区别。
五、电介质中的高斯定理:a) ∮D?dS S=∑q 0 其中D =ε0εr E =σ0,q 0表示自由电荷数,S 表示高斯面, σ0表示导体板上自由电荷的面密度六、有电介质存在时静电场的分析计算:i. 由介质中的高斯定理先计算空间D 的分布,再由D =εE 求得空间电场E 的分布。
ii. 例子见书本P47-48;七、电容器a) C =qU 注:孤立导体球的电容C =4πε0R b) 1F =106μF =1012pF c) 几种常见电容器的电容1. 平行板电容器:C =ε0εr S d =εS d2. 圆柱形电容器:C =2πε0L lnR 2R 1(R 1、R 2分别表示电容器的内外半径,L 为圆柱体的高度) 3. 球形电容器:C =q U A −U B=4πε0R 1R 2R 2−R 1(R 1、R 2分别表示电容器的内外半径)d) 计算电容器的一般步骤:i. 首先假设电容器两个极板A 和B 分别带电量为+q 和-q; ii. 求两极板之间的电场E 的分布; iii. 求两极板之间的电势差U A −U B =∫E?dl BA ; iv.由电容器电容的定义式C =qUA −U B求得电容。
八、电容器并联相当于电阻的串联(总容值变大)、电容器的串联相当于电阻的并联(总容值变小)九、电场的能量:a)带电电容器的能量:W e=Q22C =12CU2=12QU=12εE2V(V表示电场体积)b)电场的能量密度:ωe=12DE第13章、稳恒电流的磁场一、电流a)定义:单位时间内通过导线某一截面的电量叫做电流强度或电流。
I=?q?tb)电流密度j:电流密度j的方向与该点电流流向相同,电流密度的大小是通过单位面积的电流。
I=∫dIS =∫J?dSS可见,电流I为某一截面积的电流密度通量。
二、电动势:a)定义:单位正电荷从电源负极(低电势)经过电源内部移到电源正极(髙电势)时非静电场力做的功叫做电源电动势。
b)指向:自负极经电源内部指向正极。
c)ξ=∮E i?dlL电动势等于单位正电荷绕闭合回路L一周时,非静电场力所做的功。
{非静电场力的环流不为零,因此,它是非保守力,这种非静电场力场称为非保守力场’}三、右手螺旋法则:a)对于直电流,用右手握住直导线,大拇指指向电流方向,四指弯曲方向就是磁场方向;b)对于圆电流,大拇指指向磁场方向,四指弯曲方向表示电流方向。
四、磁感应强度a)运动电荷在磁场中的受力:F=qvB;b)磁场的方向为试验电荷的“零受力方向”,即F max×v的方向;c)磁场强度的单位为特斯拉“T”;五、毕奥—萨伐尔定律B=μ04π∫Idlsinθr2la)直线i.一段载流直导线的磁场B=μ0I4πx ∫sinθdθθ2θ1=μ0I4πx(cosθ1−cosθ2)ii.无限长直导线的磁场B=μ0I2πxiii.半无限长直导线的磁场B=μ0I4πxiv.载流直导线的延长线上的磁场为零。
b)圆环i.圆电流轴线上的磁场:B=μ0IR22(R2+r2)3/2=μ0IS2π(R2+r2)3/2ii.圆心处:B=μ0I2Riii.当x?R的时候,B=μ0IS2πx3iv.磁矩:m=ISe nc)载流直螺线管轴线上的磁场(n为单位长度螺线管匝数)i.有限长:B=μ02nI(cosβ2−cosβ1)ii.无限长:B=μ0nIiii.长直螺线管的端点:B=12μ0nI六、磁感线的性质:a)磁感线是没有起点也没有终点的闭合曲线;b)磁感线总是与产生磁场的电流互相套链,磁感线的方向与电流方向服从右手螺旋法则;c)任意两条磁感线不相交,即磁场中每一点的磁感应方向只有一个方向;d)磁场强处磁感线密集,磁场弱处磁感线稀疏。
七、磁场的高斯定理:∮BcosθS dS=∮BSdS=0i.通过任何封闭曲面的磁通量都一定为零。
八、安培环路定理:∮B?dlL =μ0∑I iL内a)定理:稳定磁场中,磁感应强度B沿任意闭合路径L的线积分,等于穿过以L为边界的任意曲面的电流的代数和的μ0倍。
b)说明:磁场是非保守场。
九、安培力a)均匀磁场中,一条弯曲成任意形状的载流导线受到的磁力,等于弯曲导体起点到终点的载有同样电流的直导线中受到的磁力,载流区闭合线圈在均匀磁场中受安培力的矢量和为零。
十、磁力矩:M=m×B第十四章、电磁感应电磁场一、电磁感应定律1、楞次定律:感应电流的流向总要使他自身所产生的磁通(感生磁通)阻碍闭合回路中原磁场的变化。
2、法拉第电磁感应定律:导体回路中的感应电动势ε的大小与穿过该回路的磁通量对时间的变化率dΦmdt 成正比。
即:ε=−dΦmdt(SI)(当回路中有N匝线圈时候,乘上N)3、回路中的感应电量只和磁通量的变化量有关,而与磁通量的变化率(变化快慢)无关。
二、电动势1、动生电动势:ε=−dΦmdt=BLv2、感生电场:随时间变化的磁场在空间中所产生的电场E i。
3、感生电动势:ε=−dΦmdt =∮E i?dlL=−∫?B?tS?ds(感生电场的环路定理)4、感生电场与静电场的区别:a)激发源不同:静电场是由静止的电荷激发,而感生电场由磁场激发;b)性质不同:环路定理表明,静电场是保守场,感生电场是非保守场;c)电场线不同:静电场的电场线不闭合、不相交(有源场),感生电场的电场线闭合、无头无尾(无源场)。
三、自感与互感1、自感a)磁链:Ψm=NΦm=LI,其中L称为自感系数b)自感系数:L=NΦmI,仅由线圈的大小、形状、匝数以及周围的磁介质的分布所决定。
i.长直螺线管:L=μn2V其中V表示螺线管的体积ii.同轴电缆单位长度:L=μ2π−lnR外R内c)自感电动势:εL=−L dIdt负号表示自感电动势在电路中起着防抗回路电路变化的作用。
2、互感a)互感系数:M=Ψ21I1=Ψ12I2其中Ψ21表示I1所激发的磁场在线圈2的全通磁。
互感系数仅由两个线圈的大小、形状、匝数、相对位置以及周围磁介质的分布决定。
b)M=k√L1L2其中k为耦合系数c)互感电动势:当M为常量时候,当线圈1中的电流I1变化时,在线圈2中产生的互感电动势:ℰ2=−dΨ21dt =−M dI1dt三、磁场的能量:一个自感为L的线圈中通有电流I时,它存储的能量为W m=12LI2磁场密度为:ωm=12B2μ=12BH麦克斯韦电磁理论:1、 ∮D?ds s=∑q =∫ρdV V 表明,电场可以由自由电荷和变化和的磁场共同激发。