2010大学物理学——2 运动与力

合集下载

物体的运动和力的关系

物体的运动和力的关系物体的运动与力是物理学中的重要概念，它们之间存在着密切的关联。

本文将探讨物体的运动与力之间的关系，并分析其中的相关原理和公式。

通过深入理解这一关系，我们可以更好地理解物体运动的规律和物理世界的运作机制。

一、牛顿三定律的运用牛顿三定律是力学中的基本定律，它囊括了物体运动与力的关系。

根据牛顿第一定律，如果一个物体处于静止状态或匀速直线运动状态，那么它受到的合力为零。

这意味着物体的运动状态不会自发改变，需要有外力的作用才能改变它的状态。

根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在其上的合力成正比，与物体的质量成反比。

这可以用以下公式表示：F = ma。

其中，F代表物体所受的合力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。

这个公式揭示了物体运动与力的关系，即力是导致物体加速度改变的原因。

根据牛顿第三定律，作用在一个物体上的力，总有一个等大反向的力作用在另一个物体上。

这表示力是相互作用的，并且两物体所受力的大小相等、方向相反。

这一定律揭示了物体之间力的交互作用，以及如何通过施加力来改变物体的运动状态。

二、力对物体运动的影响力对物体的运动状态有着重要的影响。

当物体受到外力作用时，它会发生加速度的变化，从而改变其运动状态。

以下是力对物体运动的几种常见影响：1. 加速运动：当物体受到合力作用时，会发生加速度变化，从而加速运动。

比如，将一个小球推出起点，它会受到推力的作用而加速运动。

2. 减速运动：当物体受到阻力或摩擦力等与运动方向相反的力作用时，会发生减速运动。

比如，一个滑板运动员在滑行过程中受到摩擦力的作用而减速。

3. 匀速运动：当物体受到合力为零的作用时，它将以匀速直线运动的方式前进。

这是根据牛顿第一定律的结论，物体将保持静止或匀速直线运动状态。

4. 受力平衡：当物体受到多个力的作用时，如果合力为零，物体将处于受力平衡状态。

这时物体的运动状态不会改变，保持静止或匀速直线运动。

三、费力与动能的转化物体运动过程中，力还能转化为动能。

(自然科学基础物理)运动和力

运动和力是自然科学基础物理中非常重要的概念，它们是描述物体运动状态和相互作用的基础。

下面简单介绍一下这两个概念：
1. 运动：在物理学中，运动是指物体在空间中的位置随时间而变化的过程。

运动可以是直线运动、曲线运动、往复运动等不同形式。

运动的描述需要考虑物体的速度、加速度以及路径等因素。

2. 力：力是导致物体产生运动或形变的原因，是物体之间相互作用的结果。

根据牛顿运动定律，力可以改变物体的运动状态，包括使物体加速、减速或改变方向等。

常见的力包括重力、弹力、摩擦力、张力等。

在描述物体的运动时，物体所受的所有外力之和会影响物体的加速度，即根据牛顿第二定律（F=ma），物体的加速度与作用在物体上的合力成正比，与物体的质量成反比。

力还可以分为接触力和非接触力。

接触力是通过物体之间的直接接触而产生的力，如摩擦力、支持力等；非接触力则是通过距离作用于物体之间，如引力、静电力等。

通过研究运动和力的关系，可以深入理解物体的运动规律和相互作用原理，为解释自然现象、设计工程应用等提供基础。

物理学中的运动
和力是许多其他物理学领域的基础，对于理解自然界的规律和推动科学技术发展具有重要意义。

高考物理2级知识点总结

高考物理2级知识点总结一、运动与力的基本概念在物理学中，运动与力是两个基本的概念。

运动是物体位置随时间的变化，而力则是导致运动或改变物体运动状态的原因。

力可以分为接触力和非接触力，接触力包括摩擦力、弹力等，非接触力包括重力、电磁力等。

在力的作用下，物体可以产生直线运动、曲线运动和往复运动等。

二、牛顿力学1. 牛顿第一定律牛顿第一定律又称为惯性定律，它表明在没有外力作用下，物体会保持静止或匀速直线运动。

这个定律是牛顿力学的基石，解释了物体受力的行为。

2. 牛顿第二定律牛顿第二定律是描述物体受力的数学关系，它表明物体所受合外力等于物体的质量乘以加速度。

数学表达式为F=ma，其中F是合外力，m是物体的质量，a是物体的加速度。

这个定律揭示了物体受力与运动状态之间的关系。

3. 牛顿第三定律牛顿第三定律又称为作用-反作用定律，它表明任何作用力必然伴随着一个相等大小、方向相反的反作用力。

这个定律解释了物体间力的相互作用，例如乘坐火箭升空时的推进力和火箭向下的反作用力。

三、机械能和能量守恒1. 动能和势能动能是物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度平方成正比。

数学表达式为K=1/2mv²，其中K表示动能，m表示质量，v表示速度。

势能是物体由于位置而具有的能量，在重力场中可以分为重力势能和弹性势能。

2. 能量守恒定律能量守恒定律是描述能量转化和能量守恒的基本原理，它表明在一个封闭系统中，能量的总量保持不变。

能量可以从一种形式转化为另一种形式，例如机械能可以转化为热能、光能等。

四、电学基础知识1. 电荷和电场电荷是物质的基本性质，分为正电荷和负电荷。

电场是由电荷引起的周围空间中的物理场，可以用于描述电荷间的相互作用。

2. 电路和电流电路是由导体、电源和元件等组成的路径，电流是电荷通过导体单位时间内的流动。

电流的方向与正电荷的流动方向相反。

3. 电阻和电阻定律电阻是导体阻碍电流通过的程度，单位为欧姆。

力学教学大纲

力学教学大纲一、课程简介力学是大学物理学中的重要基础课程，是研究物体在作用力下的运动和相互作用的学科。

通过本课程的学习，可以掌握力学的基本概念、基本理论和基本方法，为后续课程学习和科学研究提供必要的基础。

二、教学目标通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.熟练掌握牛顿力学的基本原理和应用方法。

2.了解运动学、动力学等基本概念和基本定律，并能运用其进行相关问题的分析和计算。

3.具备运用矢量分析与运算方法解决力学问题的能力。

4.培养学生的逻辑思维能力和独立思考能力。

三、教学内容本课程的教学内容包括以下几个模块：模块一：力学基础1.运动的基本概念和描述方法。

2.位移、速度、加速度等运动学概念。

3.牛顿第一定律、第二定律、第三定律。

4.牛顿万有引力定律和万有引力场。

模块二：动力学1.动量和动量定理。

2.能量和能量定理。

3.力学中的矢量分析与运算。

模块三：物体的运动1.一维运动学问题。

2.平面运动学问题。

3.物体的圆周运动。

4.物体的相对运动。

模块四：万有引力1.万有引力和行星的运动。

2.引力势能和引力势能定理。

3.各种情况下的卫星和人造卫星问题。

模块五：牛顿定律的应用1.基本摩擦力的研究。

2.杠杆和机械的研究。

3.曲线运动的半径问题。

4.圆周运动的力学分析。

四、教学方法本课程采用讲授与实验相结合的教学方法。

其中，讲授部分主要包括理论讲解和例题讲解；实验部分主要包括仿真实验和物理实验。

同时，教师应鼓励学生提出问题和研究物理问题。

五、考核方式本课程的考核方式主要包括学习笔记、课堂讲解、实验报告等，具体内容请教师在开课前进行详细说明。

同时，教师应适时进行课堂测验，以检验学生的掌握程度和学习效果。

六、参考书目1.余劲松, 温源伟，《大学物理学（第二学期）》。

高等教育出版社, 2002。

2.张平一, 蔡一敏，《大学物理》。

伯明翰大学出版社, 2010。

3.杨士宏, 金玉麒，《工程力学》。

清华大学出版社, 2006。

物理学的基本概念

物理学的基本概念物理学是自然科学的一门学科，研究物质、能量以及它们之间相互关系的规律。

它是一门实证科学，通过实验观察和理论推导来分析和解释自然现象。

本文将介绍物理学的基本概念，包括物质与能量、运动与力、力学、热学、电磁学和量子物理学等方面。

一、物质与能量物质是构成宇宙的基本组成部分，具有质量和体积。

物质是由不可再分的微小粒子——原子组成的。

原子又由更基本的粒子组成，如质子、中子和电子。

而能量指的是物质存在过程中所具有的一种性质，它是物质进行各种变化和运动时的表现形式。

能量有多种形式，如动能、势能、光能、化学能等。

二、运动与力运动是物体位置随时间的变化，力则是引起物体运动或改变物体运动状态的原因。

根据牛顿运动定律，物体在受到外力作用时会发生加速度变化。

运动状态的改变还受到质量的影响，质量越大，物体的惯性越大，即越难改变物体的运动状态。

力学是研究物体运动和受力的学科，其中包括运动学、动力学等。

三、力学力学是物理学的基础，研究物体的运动和受力。

其中运动学研究物体的位置、速度和加速度的关系；动力学研究物体运动的原因、力的大小和方向对运动的影响等。

经典力学以牛顿力学为基础，描述了大部分宏观物体的运动和受力规律。

四、热学热学研究的是物体的热量传递和热力学性质。

热量是指物体间因温度差异而传递的能量。

热学的基本概念包括热传导、热辐射和热传递的定律。

热力学是研究热量与能量相互转化的规律，包括热力学第一定律和热力学第二定律等。

五、电磁学电磁学研究电荷和电磁场的相互关系。

电荷是物质的一种基本属性，带正电荷的粒子称为正电荷，带负电荷的粒子称为负电荷。

电磁场是由电荷产生的一种物理场，它具有两种性质：电场和磁场。

电磁学的基本概念包括库仑定律、电路理论和电磁波等。

六、量子物理学量子物理学是研究微观领域的物理学，涉及到原子、分子和基本粒子的行为。

量子理论描述了微观粒子的性质和相互关系。

其中著名的量子力学理论解释了微观世界中的现象，包括波粒二象性、不确定性原理和量子纠缠等。

物理选修一第二章

物理选修一第二章在我们的日常生活中，物理学总是潜伏在每个角落，就像那只趴在窗台的猫，总是在你不经意间冒出来。

比如说，抛一颗球，轻轻一扔，它就像小鸟一样飞了出去。

这其实就是我们今天要聊的内容——运动与力。

说到运动，真是让人兴奋，想想看，当你和朋友在公园里追逐，呼吸着新鲜空气，笑声连连，那种感觉真是美妙啊。

不过，运动可不是随随便便的，背后可是有门道的。

球在空中飞，是因为它有个初速度，明白这个道理，能让你在投篮的时候也能更加得心应手。

力，哈哈，说起力来，真是个神奇的东西。

你知道吗？力就像是那位好朋友，时不时来给你一点帮助，或者制造点麻烦。

你要是用力推一推门，门就开了；但是要是你不想开，那就得靠劲儿了，呵呵。

想想在健身房举铁的场景，感觉自己像个超级英雄，咔嚓一声，铁片抬起，整个人瞬间充满了力量。

不过，力并不是永远都在，有时候你得等待，等待合适的时机，正如打麻将，抓住那个胡牌的瞬间，才是真正的爽。

再说说重力吧，嘿，这可真是个没办法逃避的家伙。

无论你是飞天遁地，还是安静地坐在沙发上，重力就像老妈的唠叨，永远在身边。

你有没有想过，为啥苹果一掉就摔到地上？这是因为地球用它那无形的手，牢牢地把我们抓住。

就像生活中的责任，有时候压得你喘不过气，但没有责任，我们也没办法过好日子。

这种感觉，就像在高空中荡秋千，刺激又让人心慌，随时都有可能掉下来。

不过，想想看，重力也让我们能够在地面上行走，不然的话，我们都是飞天小女警了。

再来说说牛顿的三大定律，哎呀，这可真是让我又爱又恨。

第一定律告诉我们，物体要么静止，要么匀速直线运动，除非有外力作用。

换句话说，你不动的话，谁也别想让你动。

第二定律说，力等于质量乘以加速度，这可让我想起了大学时的实验课，那些数字让我头疼得不行，简直是噩梦。

不过，仔细想想，力量和加速度的关系就像在跑步的时候，你的速度和体重，嘿，越重越慢，这道理人人都懂。

第三定律是最有趣的，作用力和反作用力，总有一来一往的感觉。

运动和力的物理英语作文

运动和力的物理英语作文英文回答：Motion and Force.Motion and force are two fundamental concepts in physics that describe the behavior of objects in the world around us. Motion is the change in position of an object over time, while force is any interaction that changes the motion of an object.There are two main types of motion: linear motion and rotational motion. Linear motion is the motion of an object in a straight line, while rotational motion is the motion of an object around a fixed axis.Force is a vector quantity, which means that it has both magnitude and direction. The magnitude of a force is measured in newtons (N), and the direction of a force is indicated by a vector.There are four fundamental forces in nature: gravitational force, electromagnetic force, strong nuclear force, and weak nuclear force. Gravitational force is the force of attraction between any two objects with mass. Electromagnetic force is the force of attraction or repulsion between charged particles. Strong nuclear forceis the force that holds the protons and neutrons togetherin the nucleus of an atom. Weak nuclear force is the force that is responsible for certain types of radioactive decay.Translational Motion.Newton's first law of motion, also known as the law of inertia, states that an object at rest will remain at rest unless acted on by an unbalanced force. An object in motion will continue moving at the same speed and in the same direction unless acted on by an unbalanced force.The second law of motion states that the acceleration of an object is directly proportional to the net force acting on the object, and inversely proportional to themass of the object. The equation for the second law of motion is F = ma, where F is the net force, m is the mass, and a is the acceleration.The third law of motion states that for every action, there is an equal and opposite reaction. This means that when one object exerts a force on a second object, the second object exerts an equal and opposite force on thefirst object.Rotational Motion.Rotational motion is the motion of an object around a fixed axis. The angular velocity of an object is the rate at which it rotates, and is measured in radians per second (rad/s). The angular acceleration of an object is the rate at which its angular velocity changes, and is measured in radians per second squared (rad/s^2).The torque on an object is a force that causes the object to rotate. The equation for torque is τ = rF, where τ is the torque, r is the distance from the axis ofrotation to the point where the force is applied, and F is the force.The moment of inertia of an object is a measure of its resistance to rotational motion. The greater the moment of inertia, the more difficult it is to rotate the object.Conclusion.Motion and force are two essential concepts in physics that describe the behavior of objects in the world around us. The laws of motion can be used to predict the motion of objects and to design machines and structures that make use of the principles of motion and force.中文回答：运动与力。

(大学物理下册)2010习题2解答

作业8 波动8-1 一个余弦横波以速度u 沿x 轴正方向传播，t 时刻波形曲线如图所示．试在图中画出A ，B ，C ，D ，E ，F ，G 各质点在该时刻的运动方向．并画出（t + T /4）时刻的波形曲线．原题 20-18-2 地震波纵波和横波的速度分别为8000 m /s 和4450 m /s ，观测点测得这两种波到达的时间差=∆t 75.6 s ，则震中到观测点的距离 r = 7.58×105 m ．解： t u r u r ∆=-)()(12 )(2121u u u u t r -⋅∆==…= 7.58×105 m8-3 ⑴ 有一钢丝，长2.00 m ，质量20.0×103 kg ，拉紧后的张力是1000 N ，则此钢丝上横波的传播速率为 316 m /s ．⑵ 钢棒中声速5200 m/s ，钢的密度=ρ7.8 g/cm 3，钢的弹性模量为 2.11×1011 (N/m 2).8-4 已知一波的波函数为 )6.0π10sin(105 2x t y -⨯=-⑴ 求波长，频率，波速及传播方向；⑵ 说明x = 0时波函数的意义．原题 20-3y8-5 一螺旋形长弹簧的一端系一频率为25 Hz 的波源，在弹簧上激起一连续的正弦纵波，弹簧中相邻的两个稀疏区之间的距离为24 cm ．⑴ 试求该纵波的传播速度；⑵ 如果弹簧中质点的最大纵向位移为 0.30 cm ，而这个波沿x 轴的负向传播，设波源在 x = 0 处，而x = 0 处的质点在 t = 0 时恰好在平衡位置处，且向x 轴的正向运动，试写出该正弦波的波函数．解：⑴ νλ=u = 24 ×25 = 600 cm/s⑵ 波源处 ⎭⎬⎫>-===0sin 0cos 00ϕωυϕA A y 初相位 2π-=ϕ，波源振动方程为 )π2cos(30.000ϕν+=t y )2ππ50cos(30.0-=t波沿x 轴的负向传播的波函数为])(cos[ϕω-+=u x t A y ]2π)600π(50cos[30.0-+=x t )]24π(252sin[30.0x t += 即，该正弦波的波函数为 )]24π(252sin[30.0x t y += (cm)8-6 波源作谐振动，周期为0.01s ，经平衡位置向正方向运动时，作为时间起点，若此振动以υ= 400 ms -1的速度沿直线传播，求：⑴ 距波源为8 m 处的振动方程和初相位；⑵ 距波源为9 m 和10 m 两点的相位差．原题 20-58-7 一平面简谐波，沿x 轴正向传播，波速为4 m/s ，已知位于坐标原点处的波源的振动曲线如图(a)所示．⑴ 写出此波的波函数； ⑵ 在图(b)中画出t = 3 s 时刻的波形图（标明尺度）P317 13.16 解： ⑴ 由图知，A = 4 cm = 4 ×10-2 m ， T = 4 s ∴ T π2=ω2π=，uT =λ= 4 × 4 = 16 m 原点处 A A y ==ϕcos 0 初相位 0=ϕ原点振动方程为 )cos(ϕω+=t A y t A ωcos =∴ 波函数为 )(cos u x t A y -=ω即 )]4(2cos[1042x t y -⨯=-π ⑵ 将t = 3 s 代入波函数，得波形曲线方程 )]43(2cos[1042x y -⨯=-π t = 3 s 时刻的波形图见图(b)．8-8 一正弦式空气波沿直径为0.14 m 的圆柱形管道传播，波的平均强度为1.8⨯10-2 J/(sm 2)，频率为300 Hz ，波速为300 m/s ，问波中的平均能量密度和最大能量密度各是多少？每两个相邻周相差为2π 的同相面之间的波段中包含有多少能量？原题 20-78-9 频率为100 Hz ，传播速度为300 m /s 的平面简谐波，波线上两点振动的位相差为31π，则此两点距离为 0.5 m ．原题 20-11 解：νλu ==…= 3 m ， x ∆=∆)π2(ϕ，))π2(λϕ∆=∆x =…= 0.5 m-题8-7图 -8-10 在弹性媒质中有一波动方程为)2ππ4cos(01.0--=x t y （SI ）的平面波沿x 轴正向传播，若在x = 5.00处有一媒质分界面，且在分界面处相位突变 π，设反射后波的强度不变，试写出反射波的波函数．原题 20-108-11 一平面简谐波某时刻的波形图如图所示，此波以速率u 沿x 轴正向传播，振幅为A ，频率为v ．⑴ 若以图中B 点为坐标原点，并以此时刻为 t = 0 时刻，写出此波的波函数； ⑵ 图中D 点为反射点，且为波节，若以D 点为坐标原点，并以此时刻为 t = 0 时刻，写出入射波的波函数和反射波的波函数；⑶ 写出合成波的波函数，并定出波节和波腹的位置坐标．P326 13.29解：⑴ B 点为坐标原点，t = 0 时刻， A A y -==ϕcos 0 ♉ 初相位 π=ϕ振动方程 )cos(ϕω+=t A y ♉ )ππ2cos(+=t A y B ν∴ 波函数为 ]π)(π2cos[+-=u x t A y ν⑵ D 点为坐标原点，t = 0 时刻，入射波： ⎭⎬⎫>'-=='=0sin 0cos 00ϕωυϕA A y ♉ 初相位 2π-='ϕ 反射波：∵D 点为波节，∴初相位 2ππ=+'=''ϕϕD 点振动方程 )2ππ2cos(-=t A y D ν入， )2ππ2cos(+=t A y D ν反∴波函数为 ]2π)(π2cos[--=u x t A y ν入， ]2π)(π2cos[++=x t A y ν反⑶ 合成波的波函数 )π2cos()2ππ2cos(2t x A y y y νν+=+=反入波节：由 π)21(2ππ2+=+k u x ν 得 νu k x ⋅=2 （k = 0, -1, -2, …）波腹：由 π2ππ2k x =+ν 得 νu k x )412(-= （k = 0, -1, -2, …）题8-11图8-12 入射波的波函数为)( π2cos 1λx T t A y +=，在x = 0处发生反射，反射点为自由端.⑴ 写出反射波的波函数；⑵ 写出驻波的波函数；⑶ 给出波节和波腹的位置． P327 13.30解：反射点为自由端，是波腹，无半波损失，⑴ 反射波的波函数为 )( π2cos 2λx T t A y -= ⑵ 驻波的波函数为 t Tx A y y y π2cos π2cos 221λ=+= ⑶ 当1π2cos =x λ，即ππ2 k x =λ时，得波腹的位置为 2λk x =，k = 0, 1, 2, … 当0π2cos =x λ，即2π)12(π2 +=k x λ时，得波节的位置为4)2( λ+=k x ，k = 0, 1, 2, …*8-13 一平面简谐波沿x 轴正向传播，振幅为A = 10 cm ，角频率π7=ω rad/s ，当t = 1.0 s 时，x = 10 cm 处a 质点的振动状态为0=a y ，0)d d (<a t y ；同时x = 20 cm 处b 质点的振动状态为0.5=b y cm ，0)d d (>b t y ．设波长10>λcm ，求该波的波函数．P315 13.13解：当t = 1.0 s 时刻，a 质点 0cos ==a a A y ϕ，0sin )d d ( <-==a a a A t y ϕωυ，♉ 2ππ2+=k a ϕ ① b 质点 2cos A A y a b ==ϕ，0sin )d d ( >-==a b b A t y ϕωυ，♉ 3ππ2-'=k b ϕ a 、b 两点相位差 b a ϕϕϕ-=∆65π)(π2+'-=k ka 、b 两点间距λ<=-=∆10b a x x x ，∴π2<∆ϕ，则ϕ∆的取值可分两种情况 ⑴ 当0='-k k 时，b a ϕϕϕ-=∆65π=，♉λϕ2π=∆∆x ，则 )(2πϕλ∆∆=x = 24 (cm)∵波沿x 轴正向传播，可设波函数为)π2cos(0ϕλω+-=x t A y )24π2π7cos(100ϕ+-=x t 当t = 1.0 s ，x = 10 cm 时波函数的相位 a ϕϕ=+⨯-⨯01024π21.0π7 ② 由式①、②求得： 317ππ20-=k ϕ，不妨取 k = 0，则 317π0-=ϕ 波函数为 )π31712ππ7cos(10--=x t y (cm) ⑵ 当1-='-k k 时，b a ϕϕϕ-=∆67π-= < 0，波将沿x 轴负向传播，故舍去．作业10 光的衍射10-1 如果单缝夫琅和费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为︒=30θ的方位上，所用单色光波长为500=λnm ，则单缝宽度为： 1.0 μm ．解：暗纹公式 λθk a =sin10-2 在单缝夫琅和费衍射装置中，设中央明纹衍射角范围很小．若使单缝宽度a 变为原来的3/2，同时使入射单色光波长变为原来的3/4，则屏上单缝衍射条纹中央明纹的宽度2ρ将变为原来的 1/2 倍．解：由单缝衍射暗纹公式 λθk a =sin ，暗纹位置 θθsin tan f f x k ≈⋅=， ∴中央明半纹宽a f x λρ==1；若43λλ='，23a a =' 代入上式得 2ρρ=' 10-3 在单缝夫琅和费衍射中，设第一级暗纹的衍射角很小．若纳黄光（≈1λ589.3 nm ）中央明纹宽度为4.00 mm ，则=2λ442 nm 的兰紫色光的中央明纹宽度为 3 mm. 解：单缝衍射中央明纹半宽度a f x λρ==1，∴2121λλρρ=，1122)(22ρλλρ== 3 mm 10-4 单缝夫琅和费衍射对应三级暗纹，单缝宽度所对应的波面可分为 6 个半波带．若缝宽缩小一半，原来第三级暗纹变为第一级明纹．（原题22-2）解：由单缝暗纹公式 263sin λλλθ⨯===k a ∴ 单缝面分为6个半波带．若缝宽缩小一半，单缝面分为3个半波带，所以原第三级暗纹为变第一级明纹． 10-5 波长分别为1λ和2λ的两束平面光波，通过单缝后形成衍射，1λ的第一极小和2λ的第二极小重合．问：⑴1λ与2λ之间关系如何？⑵ 图样中还有其他极小重合吗？解：⑴ 由单缝极小条件 11sin λθ=a 222sin λθ=a而 21θθ= ∴ 212λλ=⑵ 由 111sin λθk a =与 222sin λθk a = ，如有其它级极小重合时，必有 21θθ= ，于是 2211λλk k = ，而212λλ=∴ 212k k = 即只要符合级数间的这个关系时，还有其它级次的极小还会重合．10-6 如图所示，用波长为546 nm 的单色平行光垂直照射单缝，缝后透镜的焦距为40.0 cm ，测得透镜后焦平面上衍射中央明纹宽度为1.50 mm ，求：⑴ 单缝的宽度；⑵ 若把此套实验装置浸入水中，保持透镜焦距不变，则衍射中央明条纹宽度将为多少？（水的折射率为1.33）原题22-1⑴ a = 2.912×10-4 m⑵ 中央明纹宽a f x λρ2221=== 1.13×10-3 m10-7 衍射光栅主极大公式λθk d =sin ， ,3 ,2 ,1 ,0±±±=k ．在k = 2的方向上第一条缝与第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差δ λ10 ．解：光栅相邻缝对应点发出的衍射光在2=k 的方向上光程差为λ2，则1=N 与6=N 对应点发出的衍射光的光程差λλδ1052=⨯=．10-8 用波长为546.1 nm 的平行单色光垂直照射在一透射光栅上，在分光计上测得第一级光谱线的衍射角︒=30θ，则该光栅每一毫米上有 916 条刻痕．解：由光栅方程 λθk d =sin ，得 mm 91630sin 1条=︒==λd N 10-9 用一毫米内刻有500条刻痕的平面透射光栅观察钠光谱（3.589=λnm ），当光线垂直入射时，最多能看到第 3 级光谱．解：63102500101--⨯=⨯=d m ，光线垂直入射时，光栅衍射明纹条件λθk d =sin ∵1sin <θ，得 39.3=<λd k ，取整数 3max =k 10-10 一束平行光垂直入射在平面透射光栅上，当光栅常数d /a = 3 时，k = 3, 6, 9级不出现．解：由光栅缺级条件()k a d k '=， ,3,2,1±±±='k 时， ,9,6,3±±±=k 级缺级当k '取1时，3=k ，∴a d 3=10-11 入射光波长一定时，当光线从垂直于光栅平面入射变为斜入射时，能观察到的光谱线最高级数max k 变大（填“变小”或“变大”或“不变”）．解：正入射光栅方程λθk d =sin ；斜入射光栅方程λθk i d '=+)sin (sin ，…，题10-6图∵︒<90θ，︒<≤︒900i ，∴1sin <θ，1sin 0<<i ， ∴ m ax max k k >' 10-12 用波长范围为400~760 nm 的白光照射到衍射光栅上，其衍射光谱的第二级和第三级重叠，则第三级光谱被重叠部分的波长范围是 400 ～ 506.7 nm ．原题22-6 解：λλ''=k k ，2323λλ=，令 2λ= 760 nm ，得 3λ = 506.7 nm 10-13 从光源射出的光束垂直照射到衍射光栅上．若波长为3.6531=λnm 和2.4102=λnm 的两光线的最大值在︒=41θ处首次重合．问衍射光栅常数为何值？解：由光栅方程公式有 dk d k 2211sin λλθ== ∴60.12.4103.6562112===λλk k 而1k 与 2k 必须是整数，又取尽量小的级数∴8,521==k k=︒⨯⨯==-41sin 103.6565sin 91θλk d 61000.5-⨯ m10-14 波长为500nm 的单色平行光垂直入射于光栅常数为3103-⨯=d mm 的光栅上，若光栅中的透光缝宽度3102-⨯=a mm ，问⑴ 哪些谱线缺级？⑵ 在光栅后面的整个衍射场中，能出现哪几条光谱线？解：⑴ 根据缺级条件 k ad k '=（ ,3,2,1±±±='k ）则光栅的第k 级谱线缺级（k 为整数）本题 k k k a d k '='⨯⨯='=--2310210333 当 ='k 2、4、6….时k = 3、6、…则第±3、±6，…谱线缺级根据光栅方程 λθk d =sin ， λθsin d k = ，令 2/πθ< 得 61050010103933=⨯⨯⨯=<---λdk ，再考虑到缺级．只能出现 0、±1、±2、±4、±5共9条光谱线．10-15 一双缝，缝距 d = 0.40 mm ，两缝的宽度都是a = 0.080 mm ，用波长为480=λnm 的平行光垂直照射双缝，在双缝后放一焦距为f = 2.0 m 的透镜，求：⑴ 在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的间距∆x ；⑵ 在单缝衍射中央亮纹范围内的双缝干涉亮纹数目．原题22-3⑴ ∆x = 2.4×10-3 m⑵ 在单缝衍射中央亮纹范围内有 9条亮谱线：4 ,3 ,2 ,1 ,0±±±±级10-16 光学仪器的最小分辨角的大小[ C ](A) 与物镜直径成正比； (B) 与工作波长成反比(C) 取决于工作波长与物镜直径的比值；(D) 取决于物镜直径与工作波长的比值. 解：Dλϕ22.1δ= 10-17 人眼瞳孔随光强大小而变，平均孔径约为3.0 mm ，设感光波长为550 nm ，眼睛可分辨的角距离约为 1 分．解：取人眼孔径为3 mm ，入射光波长为550nm ，眼最小分辨角 122.1δ'≅= D λϕ10-18 在夜间人眼的瞳孔直径约为5.0 mm ，在可见光中人眼最敏感的波长为550 nm ，此时人眼的最小分辨角为 27.6 秒，有迎面驶来的汽车，两盏前灯相距1.30 m ，当汽车离人的距离为 9.69×103 m 时，人眼恰好可分辨这两盏灯．原题22-7 解： ==Dλϕ22.1δ； =∆∆=θx l 10-19 根据光学仪器分辨率的瑞利判据，要利用望远镜分辨遥远星系中的星体，可采用增大透镜直径或用较短的波长的方法．10-20 用一部照相机在距离地面20 km 的高空中拍摄地面上的物体，若要求它能分辨地面上相距为0.1m 的两点，问照相机镜头的直径至少要 13.4 cm ．（设感光波长为550 nm ）解：由 l s D ==λϕ22.1δ，得134.01.010*********.1 22.139=⨯⨯⨯⨯==-s l D λm = 13.4cm 10-21 以未知波长的X 射线掠入射于晶面间隔为10103-⨯=d m 的晶面上，测得第一级布喇格衍射角︒=51θ，则该X ．解：λϕk d =sin 2，k = 1，……10-22 一束波长范围为0.095 ~ 0.140 nm 的X 射线照射到某晶体上，入射方向与某一晶面夹角为︒30，此晶面间的间距为0.275 nm ，求这束X 射线中能在此晶面上产生强反射的波长的大小．原题22-8=λ0.1375 nm10-23 测量未知晶体晶格常数最有效的方法是X 射线衍射法．现用波长07126.0=λ nm （钼谱线）的X 射线照射到某未知晶体上，转动晶体，在三个相互正交的方位上各测得第2级布喇格衍射角分别为59561'''︒=ϕ、79132'''︒=ϕ、14943'''︒=ϕ，请分别求出这三个相互正交方位上的晶面间距．解：晶体的衍射满足布喇格方程 λϕk d =sin 2 ϕλsin 2k d = 已知 k = 2，︒=985.61ϕ、︒=319.32ϕ、︒=161.43ϕ解得：=1d 0.586 nm ，=2d 1.231 nm ，=3d 0.982 nm（该晶体为斜方晶系的无水芒硝）习题参考答案作业2 动量与角动量功与能2-1 0.6 N·s ； 2 g 2-2 1.41 Ns2-3 M P '=2υ；=''F 30N ，=P 45W 2-4 5.30 × 1012 m 2-5 B A a b υυ= 2-6 0.45 m 2-7)(mr k ，)2(r k -2-8 )2(22k g m2-9 )6(R GMm ，)3(R GMm - 2-10 4.23×106 J ， 151 s 2-11 31 J ，5.345 m /s2-12 22k ωq m E P =，222k ωp m E Q =222ωp m A x =，222ωq m A y -=作业4 气体动理论4-1 0.13 kg ，117升4-2 平衡状态，气体的准静态过程 4-3 1.53 × 104 Pa4-4 相同，不同，不同 4-5 kTpVN =4-6 10 : 3， 5 : 3， 1 : 1 4-7 略4-8 =∆E 41.55 J ，221007.2-⨯=∆K E 4-9 =∆T 0.481 K ，41000.2⨯=∆p Pa 4-10 R E 2，)5(2μE ，)π5(4μE4-11 υυυd )(d 100⎰⎰∞=='f NN N ，υυd )(100⎰∞=f P ，υυυυυυd )(d )(100100⎰⎰∞∞=f f4-12 D4-13 51035.1⨯=P Pa 4-14 n = 3.2×1017 m -3 ，=λ7.8 m ，=z 59.9 s -1 4-15 =⎪⎭⎫⎝⎛υ1kT m π2=， υυ1π41⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛ 4-16 )3(20υ=a ，=∆N 0.333 N ，=υ 1.220υ，=2υ 1.310υ作业6 狭义相对论基础6-1 93，10，0，2.5×10-7s 6-2 51033.3-⨯-s ，天津 6-3 3.61 m ，143369.33'︒=︒ 6-4 1.418×108 m /s = 0.473 c 6-5 12 m ，4 s6-6 =∆t 1.6 s ，='∆t 0.96 s 6-7 )(122c a υ-，)(122c mυ-，)1(22c ab mυ-6-8 cu cu l x -+=∆110,c u c u c l t -+=∆110,c =υ6-9 0.7×10-36-10 50.8%6-11 46-12 211k c -=υ 6-13 0.866 c ，0.866 c 6-14 2.94×105 eV 6-15 4.1×1066-16 m = 2.67m 0，=υ0.5c ，0031.2m m =' 6-17 c 115.0m ax =υ，=ke E 3.43×103eV ，==ke kp 1840E E 6.31×106eV作业8 波动8-1 略 8-2 7.58×105 m 8-3 316， 2.11×10118-4 10.5m ，5Hz ，52.4m/s ，x 轴正方向x = 0处质元的振动方程 8-5 600 cm/s ，)]24π(252sin[30.0x t y +=(cm)8-6 2π9-=ϕ，2π=∆ϕ 8-7 )]4(2cos[1042x t y -⨯=-π，图略8-8 4106.0-⨯J/m 3，4102.1-⨯J/m 3；71024.9-⨯J 8-9 0.58-10 []2ππ4cos 01.0++=x t y 反 8-11 ]π)(π2cos[+-=x t A y ν]2π)(π2cos[--=x t A y ν入 ]2π)(π2cos[++=x t A y ν反波节：νu k x ⋅=2（k = 0, -1, -2, …），波腹：νu k x )412(-=（k = 0, -1, -2, …）8-12 )( π2cos 2λx T t A y -=，t Tx A y y y π2cos π2cos 221λ=+=波腹 2 λk x =，k = 0, 1, 2, …波节 4)2( λ+=k x ，k = 0, 1, 2, …8-13 )π31712ππ7cos(10--=x t y (cm)作业10 光的衍射10-1 1.0 10-2 1/2 10-3 310-4 6，一级明10-5 212λλ=，1λ的第k 1极小和2λ的第k 2 = 2k 1极小重合． 10-6 a = 2.912×10-4m, =ρ2 1.13×10-3m 10-7 λ10 10-8 916 10-9 3 10-10 3 10-11 变大10-12 400 ～ 506.7 10-13 61000.5-⨯=d m10-14 第±3、±6，…谱线缺级，只出现 0,±1,±2,±4,±5共9条光谱线. 10-15 2.4 mm ， 9条亮纹 10-16 C 10-17 110-18 27.6， 9.69×10310-19 增大透镜直径，用较短的波长 10-20 13.410-21 111023.5-⨯ 10-22 =λ0.1375 nm10-23 =1d 0.586 nm ，=2d 1.231 nm ，=3d 0.982 nm。

大学物理B1-B2_大纲

《大学物理B1、B2》课程教学大纲一、课程说明课程编号：080J30E, 080J31A学分：2、3 总学时：34、51 学时分配：讲课34、讲课51适用专业：工程技术类、建筑规划类先修课程：高等数学二、教学目的和任务:掌握物理学的基本知识和基本规律，并学会用物理的基本原理来分析自然现象和有关的工程技术问题，为专业课的学习打好物理基础，并初步学习科学思维方法和研究问题方法。

三、课程教学的基本内容及学时分配内容简介:牛顿力学、热学、电磁学、波动与光学基本内容:大学物理B1绪论（1学时）力学（19学时）1、质点运动学（2学时）理解：质点运动学的几个基本概念掌握：匀加速运动、抛体运动、圆周运动2、质点动力学基本定律（4学时）理解：牛顿运动定律、技术中常见的几种力掌握：应用牛顿定律解题3．力学中的守恒定律（4学时）掌握：冲量和动量定理、动量守恒定律，了解：质点的角动量、角动量守恒定律，机械能守恒定律了解：功、动能定理、保守力、势能、功能原理理解：守恒定律的意义4、刚体力学基础（4学时）理解：刚体的定轴转动掌握：刚体定轴转动定律、转动惯量计算、转动中的功和能、刚体的角动量和角动量守恒定律习题课（2学时）：三大定律、运动定理、牛顿定律、运动学刚体的转动热学（14学时）1、热力学基础（8学时）理解：准静态过程掌握：功、热量、热力学第一定律、热容量、理想气体的绝热过程掌握：循环过程、卡诺循环、致冷循环理解：自然过程的方向、不可逆性的相互沟通、热力学第二定律及其微观意义、玻耳兹曼熵公式及熵增加原理了解：克劳修斯熵公式2、气体动理论（6学时）掌握：平衡状态、理想气体状态方程掌握：理想气体的压强和温度掌握：能量均分定理理解：麦克斯韦速率分布律、波耳兹曼分布定律了解：实际气体等温线、范得瓦耳斯方程掌握：气体分子的平均自由程大学物理B2下册：电磁学（34学时）1、真空中静电场（8学时）掌握：库仑定律、电场、电场强度、高斯定理、电势差和电势了解：电势梯度掌握：静电势能2、静电场中的导体和电介质（8学时）理解：静电场中的导体、电介质对电场的影响了解：电介质的极化、D的高斯定理掌握：电容器、电容、电容器的能量和电场的能量3、稳恒电流和稳恒磁场（12学时）理解：电流密度、稳恒电流、电动势掌握：磁力和磁场、磁感应强度、毕奥—萨伐尔定律掌握：磁场高斯定理和安培环路定理掌握：带电粒子在磁场中的运动、载流导线在磁场中受力了解：霍耳效应了解：磁介质对磁场的影响、磁介质的磁化掌握：H的环路定理了解：铁磁质4、电磁感应和麦克斯韦电磁场理论（6学时）理解：法拉第电磁感应定律掌握：动生电动势、感生电动势和感应电场、互感、自感、磁场能量理解：位移电流、麦克斯韦方程组了解：电磁波波动光学（17学时）1、光的干涉（6学时）理解：普通光源发光微观机制的特点、获得相干光的方法掌握：光程和光程差、杨氏双缝干涉、薄膜干涉理解：迈克耳逊干涉仪了解：光的空间相干性和时间相干性2、光的衍射（6学时）理解：光的衍射图样和惠更斯——菲理耳原理掌握：单缝的夫琅和费衍射、光栅衍射、光栅光谱理解：光学仪器的分辨本领了解：X射线的衍射3、光的偏振（5学时）理解：自然光和偏振光掌握：起偏和检偏、马吕斯定律、反射和折射对光的偏振理解：双折射现象、偏振光的干涉了解：椭圆偏振光和圆偏振光、人工双折射、旋光现象四、教学方法本课程主要内容以教师主讲为主。

力与运动教案说课稿教学反思

A．投球时，手的推力使篮球在空中继续飞行
B．静止在草坪上的足球一定受到平衡力的作用
C．用力推小车，小车没动，因为推力小于摩擦力
D．如果运动的物体不受力，它将慢慢停下来
出示题目，学生独立完成，同时根据反馈的情况进行补偿．
作业设计
同步探究P113第一大题.
教后反思
C．只有物体的运动状态发生改变时，物体才有惯性
D．惯性是物体的固有属性，任何物体在任何情况下都有惯性
例题2：一个物体同时受到两个力的作用，若这两个力的三要素完全相同，那么这两力( )
A．肯定是平衡力
B．肯定不是平衡力
C．可能是平衡力
D.条件不足，无法判断
例题3：下面关于力和运动关系的说法中，正确的是（）
1．牛顿第一定律的得出经历了漫长的历史过程，期间，科学家使用了几个非常典型的物理学方法．今天，我们重温这一伟大定律的发现过程，依然能感受到物理学方法的魅力．我们得出牛顿第一定律时，没有使用下列物理学方法中的（）
A．理想化实验法B．推理法
C．类比法D．观察法
2．关于牛顿第一定律，下列叙述正确的是( )
A．力是维持物体运动的原因
B．汽车受到重力
C．汽车具有内能
D．汽车具有惯性
知识点3：力的合成
问题3：什么是合力？我们可以按怎样的步骤来求同一直线上二力的合力？合力的方向有什么规律？
4．关于同一直线上两个力的合成，下列说法正确的是( )
A．两个不为零的力，其合力一定不为零
B．两个力的合力，一定大于其中任何一个力
A．物体受平衡力作用时，一定静止
B．物体运动方向改变时，一定受到了力的作用
C．力是维持物体运动的原因
D．物体受平衡力作用，运动状态会改变

初二物理物体的运动与力的关系解析

初二物理物体的运动与力的关系解析在物理学中，物体的运动与力之间存在着密切的关系。

力是引起物体运动、改变物体速度或形状的原因，而物体的运动则受力的作用而发生变化。

本文将从物体的运动和力的关系两个方面进行解析。

一、物体的运动与力的关系在物理学中，物体的运动可以分为匀速直线运动、加速直线运动、圆周运动等。

而物体的运动状态（静止或运动）则取决于外力的大小和方向。

1. 静止状态下的物体当物体处于静止状态时，说明物体受到的合力为零。

根据牛顿第一定律，物体在静止状态下会保持静止，除非有外力作用于其上。

这意味着力的作用能够改变物体的静止状态。

2. 匀速直线运动中的物体当物体以匀速直线运动时，说明物体受到的合力为零且速度不变。

如果有外力作用于物体上，它将改变物体的速度或方向。

根据牛顿第一定律，物体只有在受到作用力时才会改变运动状态。

3. 加速直线运动中的物体当物体以加速直线运动时，说明物体受到的合力不为零。

根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。

这意味着力的大小和方向决定了物体的加速度。

4. 圆周运动中的物体当物体以圆周运动时，说明物体受到向心力的作用。

向心力是指指向物体运动轨迹的力，它的大小与物体质量、速度以及运动半径有关。

向心力的作用使得物体朝着轨迹的中心运动，从而保持圆周运动。

二、力的分类力是物体运动的原因，根据力的性质和产生的原因，可以将力分为接触力和非接触力两大类。

1. 接触力接触力是通过物体之间的接触或碰撞而产生的力。

常见的接触力包括摩擦力、弹力、支持力等。

摩擦力是指物体之间相对运动时产生的阻碍力，弹力是指物体被压缩或拉伸时产生的力，支持力是指物体受到支撑时的力。

2. 非接触力非接触力是物体间不直接接触而产生的力。

常见的非接触力有重力、电磁力等。

重力是指地球或其他天体对物体的吸引力，是一种质量引力。

电磁力是指电荷之间相互作用的力，包括静电力和磁力等。

三、力的作用效果力作为物体运动的原因，对物体的运动和状态产生不同的作用效果。

理工科类大学物理实验课程教学基本要求(2010)

理工科类大学物理实验课程教学基本要求物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然科学。

它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。

在人类追求真理、探索未知世界的过程中，物理学展现了一系列科学的世界观和方法论，深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活，是人类文明的基石，在人才的科学素质培养中具有重要的地位。

物理学本质上是一门实验科学。

物理实验是科学实验的先驱，体现了大多数科学实验的共性，在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。

一、课程的地位、作用和任务物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。

物理实验课覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培- 1 -养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。

它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。

本课程的具体任务是：1.培养学生的基本科学实验技能，提高学生的科学实验基本素质，使学生初步掌握实验科学的思想和方法。

培养学生的科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力。

2.提高学生的科学素养，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。

二、教学内容基本要求大学物理实验应包括普通物理实验（力学、热学、电磁学、光学实验）和近代物理实验，具体的教学内容基本要求如下：1.掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的基本能力。

（1）测量误差与不确定度的基本概念，能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评估。

（2）处理实验数据的一些常用方法，包括列表法、作图法和最小二乘法等。

【大学物理】质点运动学2010级

（2）求出t 1s和t 2s时质点的位置矢量。
（3）求出1s末和2s末的速度与加速度。
解：（1）由题知： x 2t, y 2 t 2
y
消去t得：y 2 1 x2
2
4
轨迹为一抛物线：
o
22 x
(2)t
1s时，r1
2i
j
(3)tv2sd时r ， 2r2i42itj 2 j
t
1sd时t ，v1
质点作匀加速直线运动，加速度为正。
质点作匀加速直线运动，加速度为负。质点作变加速直线运动，加速度为正。
质点作变加速直线运动，加速度为负。
第一类：已知 r（或x，y），求v，a，用微分;
第二类：已知 a及初始条件v0，r0，求v及r，用积分。
微分
微分
r v a 积分 (r0 )
积分
(v0 )
r (t)
说到平均速度一定要明确是哪一段时间或哪一段位移中的平
均速度。
2 瞬时速度
瞬时速度
v
lim
r
dr
t0 t dt
质点在某时刻或某位置的瞬时速度等于在此时刻附近
取t时间，让t 0时平均速度的极限值。
即速度等于位置矢量对时间的一阶导数。
含义：反映质点在某时或某位置的运动状态。
B
速度是一个矢量，方向沿质点轨迹切线方向
对于作直线运动的质点，采用标量形式
dv adt
两端积分可得到速度
v
v0
d
v
0ta d t
v v at
0
根据速度的定义式：
d x v v at
dt
0
两端积分得到运动方程
x
x0
d

大学物理：第一章质点运动学-位矢、速度和加速度

7
2) 质点
2)质点在某些问题中，物体形状和大小可忽略，可看成一个只有质量、没有大小和形状的点。
2.质点位置和运动描述
1)质点的位置和位置矢量
它的位置还可以用从参考点O到质点所在位置的有向线段来表示
质点的
位矢
位置矢量 r op 矢径
坐标系中，质点P的位置
由三个坐标 x、y、z 确定
z
z
质点P
第2节
位移和速度
Displacement and Velocity
§1.2 位移和速度 1. 位移
1.位移
位置的变化 r p1p2
位移矢量
r r (t t) r (t)
大小 r ：P1P2间直线距离
方向：由 P1 P2
注意 r r r(t t) r(t)
路程一般
S
S
： P1Pr2，间但曲d线S距离d，r 标量
r r(t)
质点在空间运动时，位置矢量和坐标均随时间变化
x x(t)
质点运动方程
或
y
y (t )
它们给出任一时刻质点位置，表示质点的运动规律
z z(t)
f (x, y, z) 0 运动方程，联立消去t 质点轨道方程
y f (x) 轨道是直线的称为直线运动轨道是曲线的称为曲线运动
11
P1 r s
r (t)
P2
r
O r (t t)
13
2.速度
运动路径
表示质点运动快慢和方向的物理量
1）平均速度
r
P(t1)
r
v r
大小：
t
O
t 方向：r 方向
Q(t2 )
瞬时速度的方向就是

物体的运动状态与力的关系

物体的运动状态与力的关系物体的运动状态与力之间存在着紧密的关系。

力是物体运动的推动力量，它决定了物体的运动状态。

在物理学中，力是描述物体受到的外界作用所产生的效果的量。

本文将探讨物体运动状态与力之间的关系。

I. 物体的运动状态物体的运动状态可以从位置、速度和加速度三个方面来描述。

位置是描述物体在空间中的具体位置的概念。

我们通常使用坐标系来描述物体的位置，比如直角坐标系或极坐标系。

速度是描述物体在单位时间内，位置改变的快慢和方向的物理量。

它可由位移/时间计算得出。

当物体的速度为非零时，物体将做匀速或变速运动。

加速度是描述物体速度改变率的物理量，它等于速度变化量除以时间。

当物体的加速度为零时，物体将做匀速运动；而当加速度不为零时，物体将做加速或减速运动。

II. 力的概念力是描述物体之间相互作用效果的物理量，通常用"F"表示。

力的单位是牛顿(N)。

力有两个重要的特征：大小和方向。

力可以使物体改变其运动状态，包括运动、静止或改变方向等。

III. 牛顿第一定律牛顿第一定律，也被称为惯性定律，描述了物体在受力作用下的运动状态。

牛顿第一定律的表述：当物体受到合力为零的作用时，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。

这意味着，在没有外力作用的情况下，物体将保持其原有的运动状态。

如果物体静止，将保持静止；如果物体在匀速直线运动中，将保持匀速直线运动。

IV. 牛顿第二定律牛顿第二定律揭示了物体运动状态与力之间的数学关系。

牛顿第二定律的表述：物体的加速度与作用在物体上的外力成正比，与物体的质量成反比。

牛顿第二定律的数学表达式：F = m × a其中，F表示物体所受的合力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。

根据这个定律，我们可以推断，当物体受到外力作用时：如果合力为零，物体将保持原有状态；如果合力不为零，物体将产生加速度。

V. 牛顿第三定律牛顿第三定律描述了物体之间相互作用的力对。

牛顿第三定律的表述：对于作用在物体1上的力F12，物体2对物体1作用的力F21大小相等、方向相反，两者在同一直线上。

运动学和力学的基本概念

运动学和力学的基本概念运动学和力学是物理学中的两个重要分支，它们研究的是物体的运动以及运动背后的原因和规律。

本文将分别介绍运动学和力学的基本概念，帮助读者更好地理解这两个领域。

一、运动学的基本概念运动学是研究物体运动的学科，它关注的是物体在运动过程中的位置、速度、加速度等量的变化规律。

以下是运动学中的一些基本概念：1. 位移：位移是指物体在某个时间段内位置的变化量，通常用Δx表示。

位移可以是一个矢量，具有大小和方向。

2. 速度：速度是指物体在单位时间内位移的变化量，用v表示。

速度可以分为瞬时速度和平均速度，前者表示某一瞬间的速度，后者表示某个时间段内的平均速度。

3. 加速度：加速度是指物体在单位时间内速度的变化量，用a表示。

加速度也可以分为瞬时加速度和平均加速度。

4. 时间：时间是运动学中的重要参量，用t表示。

时间可以用来描述运动发生的顺序和持续的时长，是运动学中的基本概念之一。

二、力学的基本概念力学是研究物体运动的原因和规律的学科，它研究的是物体受力后的运动状态以及力和运动之间的关系。

以下是力学中的一些基本概念：1. 力：力是使物体产生加速度的原因，用F表示。

力可以是一个矢量，具有大小和方向。

常见的力包括重力、弹力、摩擦力等。

2. 牛顿第一定律：牛顿第一定律也称为惯性定律，它指出物体如果没有受到外力作用，将保持静止或匀速直线运动的状态。

3. 牛顿第二定律：牛顿第二定律给出了物体受力后的加速度与力的关系。

它的数学表达式为F=ma，其中F是物体所受合力，m是物体的质量，a是物体的加速度。

4. 牛顿第三定律：牛顿第三定律也称为作用-反作用定律，它指出任何一对物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。

三、运动学与力学的关系运动学和力学是物理学中密切相关的两个学科。

运动学研究物体的运动状态和其变化规律，而力学研究物体受力后的运动状态和力与运动的关系。

在力学中，利用运动学的概念和公式可以更好地描述力的作用效果。

大学物理学概念和公式

1.元电荷——电子（质子）所带的电量（e=1.60×10-19C ）为所有电量中的最小值，叫做元电荷。

2.库伦定律：处在静止状态的两个点电荷，在真空（空气）中的相互作用力，与两个点电荷的电量成正比，与两个点电荷间距离的平方成反比，作用的方向沿着两个点电荷的连线221r q q k F =(其中k 为比例系数，F m /1099⨯=）静电力021041r r q q F q πε=(其中0ε为电容率m F /1085.812-⨯=，0r 为人的单位矢量。

3.电场中某点的电场强度E 的大小等于单位电荷在该点受力的大小，其方向为正电荷在该点受力的方向：020041r r q q F E πε==，在已知静电场中各点电场强度的条件下电荷q 的静电力qE F =。

4.点电荷系在某点P 产生的电场强度等于各点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这称为电场的叠加原理。

5.电偶极子：两个大小相等的异号点电荷+q 和-q ，相距为l ,如果要计算电场强度的各场点相对这一对电荷的距离r 要比l 大的多，这样一对点电荷称为电偶极子。

ql p =，p 为点偶极子电偶极距，l 的方向规定为由负电荷指向正电荷。

6.静电场中的电场线有两条重要的性质：（1）电场线总是起自正电荷，终止于负电荷（或从正电荷伸向无限远，或来自无限远到负电荷止）；（2）电场线不会自成闭合线，任意两条电场线也不会相交。

7.电通量：在电场中穿过任意曲面S 的电场线条数称为穿过该面的电通量，用e Φ表示。

8.高斯定理：真空中的任何静电场中，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量的代数和乘以1ε即)(1内∑⎰⎰=∙=Φii se q dS E ε（不连续分布的源电荷）dV dS E Vse ρε⎰⎰⎰=∙=Φ01（连续分布）。

9.高斯定理的重要意义：把电场与产生电场的源电荷联系起来了，它反映了静电场是有源电场这一基本的性质。

2010 大学物理上期末复习提纲

大学物理（上）期末复习提纲内容：力学、电学说明：试卷分为以下三大类：一、选择题（24％）考查对基本概念、定义、定律的理解以及简单应用，覆盖各个章节。

二、填空题（30％）检查基本物理定律的理解和应用，也属于计算题的范畴，基本覆盖各个章节。

三、计算题（46％）定律的综合应用。

参考练习题第一部分：力学1、一艘质量为m 正以v 0匀速直线行驶的汽艇，关闭发动机后，得到一个与船速反向大小与船速平方成正比的加速度，即a ＝-kv 2，k 为常数，求（1）船在行驶距离x 时的速率；（2）汽艇所受的力所作的功和位置x 的函数关系。

参考答案：（1）v=v 0e -kx ，（2）)1(21220--kx e mv 2、一质点由静止开始作直线运动，初始的加速度a 0，以后加速度以t ba a a 00+=均匀增加（式中b 为一常数），求经t 秒后，质点的速度和位移。

参考答案：2002t b a t a v +=； 3020621t ba t a x += 3、如图1-3所示，一变力F = 10αsin N 通过轻绳和轻滑轮将一物体从A 处（1α= 30°）拉到B 处（2α= 60°）。

设高h = 2 m ，求拉力F 在此过程中对物体做的功。

参考答案：位移2sin sin h x αα==，2d d sin x α=-（负号的添加是确保dx 为正值）2160603030d 10sin [d(2/sin )]20ctg d 11W F x αααααα==-==⎰⎰⎰ (J)4、质点做半径为R 的圆周运动，其路程按规律221bt ct s -=运动，式中b 、c 为常数，求:（1）t 时刻质点的角速度和角加速度；（2）当切向加速度等于法向加速度时，质点运动经历的时间。

参考答案：t R b R c -=ω，R b -=β ，bR b c t += 5、飞机以100m·s -1的速度沿水平直线飞行，在离地面高为100m 时，驾驶员要把物品投到前方某一地面目标处。