大学物理简明教程总复习共40页
《大学物理简明教程》总复习课件
《大学物理简明教程》总复习课件第一部分：力学一、力学基本概念1. 力：物体间的相互作用，具有大小、方向和作用点。
2. 质量：物体所含物质的多少，是物体惯性大小的度量。
3. 动量：物体的质量和速度的乘积，表示物体运动的强度。
4. 动能：物体由于运动而具有的能量，等于物体质量与速度平方的乘积的一半。
5. 势能：物体由于位置而具有的能量，如重力势能、弹性势能等。
6. 力学单位：国际单位制中，力的单位是牛顿（N），质量的单位是千克（kg），长度的单位是米（m），时间的单位是秒（s）。
二、牛顿运动定律1. 牛顿第一定律（惯性定律）：物体在没有外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。
2. 牛顿第二定律（加速度定律）：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力方向相同。
3. 牛顿第三定律（作用与反作用定律）：两个物体间的相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。
三、功和能1. 功：力在物体上产生的位移所做的功，等于力与位移的乘积。
2. 功率：单位时间内做的功，等于功与时间的比值。
3. 能量守恒定律：在一个封闭系统中，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
四、动量守恒定律在一个封闭系统中，物体间的相互作用力是内力，内力相互作用时，系统总动量保持不变。
五、刚体力学1. 刚体：形状和大小在受力后不发生改变的物体。
2. 刚体转动：刚体绕固定轴转动时，角速度与角加速度、转动惯量之间的关系遵循牛顿第二定律。
3. 转动惯量：刚体绕固定轴转动时，质量分布对转动的影响程度，等于质量与质量到转动轴的距离的平方的乘积。
4. 动力矩：力对物体转动轴的转动效果，等于力与力臂的乘积。
5. 动力矩守恒定律：在一个封闭系统中，物体间的相互作用力矩是内力矩，内力矩相互作用时，系统总动力矩保持不变。
六、流体力学1. 流体：具有流动性的物质，如气体、液体等。
2. 连续性方程：流体在流动过程中，质量守恒，即流入某一体积的流体质量等于流出该体积的流体质量。
2024版年度大学物理简明教程赵近芳
质点是具有质量而几何尺寸可以忽略不计的物体。
质点概念描述质点运动的数学表达式，包括位移、速度和加速度等物理量。
运动学方程质点沿一直线进行的运动，可分为匀速直线运动和变速直线运动。
直线运动质点沿一曲线进行的运动，其速度方向时刻在改变。
曲线运动质点运动学01牛顿第一定律又称惯性定律，表明物体在不受外力作用时，其运动状态不会发生改变。
02牛顿第二定律物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比，加速度方向与作用力方向相同。
03牛顿第三定律作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
牛顿运动定律03物体的质量和速度的乘积，表示物体运动的量度。
动量概念物体动量的改变等于作用力对时间的积累。
动量定理在封闭系统中，没有外力作用时，系统总动量保持不变。
动量守恒定律力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，表示力对物体所做的功。
功的概念物体由于位置而具有的能量，如重力势能和弹性势能等。
势能概念合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
动能定理在一个封闭系统中，没有外力做功时，系统总能量保持不变。
能量守恒定律分子运动论的基本概念物质由大量分子组成，分子在永不停息地做无规则运动，分子之间存在着相互作用力。
气体压强大量气体分子对容器壁的频繁碰撞产生了气体的压强，压强的大小与分子的平均动能和分子的密集程度有关。
温度的微观意义温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大。
能量均分定理在热平衡状态下，气体分子的平均动能与温度成正比，且每个自由度上的平均动能都相等。
气体动理论01020304热力学系统内部所有分子的动能和势能之和称为内能，它是一个状态量。
热力学系统的内能热量是系统与外界之间由于温度差而传递的能量，功是系统与外界之间由于力而产生的能量传递。
热量和功热力学系统内能的增量等于外界对系统所做的功与系统从外界吸收的热量之和。
热力学第一定律的表述可以求解各种热力学过程中的功、热量和内能变化等问题。
热力学第一定律的应用热力学第一定律克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述，分别揭示了热量传递和功转变为热的方向性。
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《大学物理简明教程》总复习课件第一部分：力学基础一、质点运动学1. 位置矢量：描述质点在空间中的位置，是一个矢量，其大小和方向随时间变化。
2. 速度：质点位置矢量随时间的变化率，也是一个矢量，其大小表示质点运动的快慢，方向表示运动的方向。
3. 加速度：速度随时间的变化率，是一个矢量，其大小和方向表示质点速度变化的快慢和方向。
二、牛顿运动定律1. 第一定律：一个物体如果没有受到外力作用，它将保持静止状态或匀速直线运动状态。
2. 第二定律：一个物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比，与它的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。
3. 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，作用在同一直线上。
三、功和能1. 功：力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，是一个标量。
2. 能量：物体具有的做功的能力，可以分为动能、势能和内能等。
3. 能量守恒定律：在一个孤立系统中，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。
四、动量守恒定律1. 动量：物体的质量与速度的乘积，是一个矢量。
2. 动量守恒定律：在一个孤立系统中，所有物体的总动量保持不变。
3. 动量守恒定律的应用：碰撞问题、爆炸问题等。
《大学物理简明教程》总复习课件第二部分：热学基础一、温度与热量1. 温度：表示物体冷热程度的物理量，是物体分子热运动平均动能的标志。
2. 热量：物体之间由于温度差异而传递的能量，是一个过程量。
3. 热容与比热容：热容是指物体吸收或放出一定热量时，其温度变化的程度。
比热容是指单位质量的物体吸收或放出单位热量时，其温度变化的程度。
二、理想气体状态方程1. 理想气体：分子间无相互作用力，分子本身的体积可以忽略不计的气体。
2. 理想气体状态方程：PV=nRT，其中P为气体压强，V为气体体积，n为气体物质的量，R为气体常数，T为气体温度。
三、热力学第一定律1. 内能：物体内部所有分子热运动的动能和分子间相互作用的势能之和。
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《大学物理简明教程》总复习课件一、力学部分1. 牛顿运动定律：物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动；物体受到外力作用时，其加速度与外力成正比，与物体质量成反比。
2. 动能定理：物体的动能变化等于物体所受外力做的功。
3. 势能：物体在重力场中具有的势能等于其重力势能；物体在弹性力场中具有的势能等于其弹性势能。
4. 动量守恒定律：在封闭系统中，物体间的相互作用力导致系统总动量守恒。
5. 角动量守恒定律：在封闭系统中，物体间的相互作用力导致系统总角动量守恒。
二、热学部分1. 热力学第一定律：能量守恒定律在热学中的体现，即系统吸收的热量等于系统内能的增加和对外做功之和。
2. 热力学第二定律：熵增原理，即在一个孤立系统中，熵总是增加的，直到达到最大值。
3. 热力学第三定律：绝对零度时，系统的熵为零。
4. 理想气体状态方程：描述理想气体状态参量（压强、体积、温度）之间关系的方程，即 PV=nRT。
5. 热容：描述物体吸收或放出热量时温度变化的物理量，包括比热容和摩尔热容。
三、电磁学部分1. 库仑定律：描述点电荷之间相互作用力的规律，即F=kq1q2/r^2。
2. 高斯定理：描述静电场中电荷分布与电场强度关系的定律，即∮E·dA=Q/ε0。
3. 法拉第电磁感应定律：描述磁场变化引起电场变化的规律，即ε=dΦ/dt。
4. 安培环路定理：描述电流与磁场之间关系的定律，即∮B·dl=μ0I。
5. 麦克斯韦方程组：描述电磁场基本规律的方程组，包括高斯定理、法拉第电磁感应定律、安培环路定理和洛伦兹力定律。
四、光学部分1. 光的反射定律：描述光线在光滑表面上反射时，反射光线、入射光线和法线共面的规律。
2. 光的折射定律：描述光线从一种介质进入另一种介质时，入射角和折射角之间关系的规律。
3. 双缝干涉：描述光波在双缝实验中产生的干涉现象，即明暗相间的条纹。
4. 单缝衍射：描述光波通过单缝时产生的衍射现象，即中央亮条纹和两侧暗条纹。
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P 、 －P、 0
Pn P nˆ
A P nˆ P
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第20页/共45页
3. 一个电流元位于直角坐标系原点，电流沿z轴方向，点
P (x，y，z)的磁感强度沿x轴的分量是：
。
(0 / 4)Iy d l /(x 2 y 2 z 2 )3/ 2
（A） 4倍和 1 / 8 ，
（B） 4倍和 1 / 2 ， （C） 2倍和 1 / 4 ， （D） 2倍和 1 / 2 。
B 0I
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Pm R2I, Pm 2r2I.
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(A) 25 cm． (B) 50 cm． (C) 250 cm． (D) 500 cm．
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6.63 1034 0.2652 1033
2.5(m)
16
第16页/共45页
i(t) 答案：( B )
S D d S q
在任何电场中，通过任意闭合曲面的电位移通量等 于闭合面内自由电荷的代数和。
S B d S 0
在任何磁场中，通过任意闭合曲面的磁通量均等 于零。
物理学简明教程(大学物理)复习重点4到7章
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简明大学物理重点知识总结
五 机械振动知识点： 1、 简谐运动微分方程：0222=+x dtx d ω ,弹簧振子F=-kx,m k=ω, 单摆lg =ω 振动方程：()φω+=t A x cos振幅A,相位（φω+t ）,初相位φ,角频率ω。
πγπω22==T。
周期T, 频率γ。
ω由振动系统本身参数所确定；A 、φ可由初始条件确定：A=22020ωv x +,⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=00arctan x v ωφ； 2由旋转矢量法确定初相：初始条件：t=0 1） 由得 2）由得 3）由0=x 00<v 0cos =ϕ2/3 , 2/ππϕ=,0sin 0<-=ϕωA v 0sin >ϕAx =000=v ϕcos A A =1cos =ϕAx -=000=v ϕcos A A =-1cos -=ϕ0=ϕ2/πϕ=πϕ=得 4）由得3简谐振动的相位：ωt+φ:1）t+φ→（x,v ）存在一一对应关系;2）相位在0→2π内变化，质点无相同的运动状态； 相位差2n π（n 为整数）质点运动状态全同； 3）初相位φ（t=0）描述质点初始时刻的运动状态； （φ取[-π→π]或[0→2π]）4）对于两个同频率简谐运动相位差：△φ=φ2-φ1. 简谐振动的速度：V=-A ωsin(ωt+φ)加速度：a=)cos(2ϕωω+-t A简谐振动的能量：E=E K +E P = 221kA ,作简谐运动的系统机械能守恒4）两个简谐振动的合成（向同频的合成后仍为谐振动）：1）两个同向同频率的简谐振动的合成：X 1=A 1cos （1φω+t ） ,X 2=A 2cos （2φω+t ） 合振动X=X 1+X 2=Acos （φω+t ）其中 A=()12212221cos 2φφ-++A A A A ,tan 22112211cos cos sin sin φφφφφA A A A ++=。
相位差：12φφφ-=∆=2k π时, A=A 1 + A 2, 极大12φφφ-=∆=(2k+1)π时,A=A 1 + A2极小若0=x 00>v ϕcos 0A =0cos =ϕ2/3 , 2/ππϕ=,0sin 0>-=ϕωA v 0sin <ϕ)(sin 21212222k ϕωω+==t A m m E v )(cos 2121222p ϕω+==t kA kx E 2/3πϕ=121,ϕϕ=>A A2） 两个相互垂直同频率的简谐振动的合成：x=A 1cos （1φω+t ） ,y=A 2cos （2φω+t ）其轨迹方程为： 如果) 其合振动的轨迹为顺时针的椭圆πϕϕπ2)212<-<其合振动的轨迹为逆时针的椭圆相互垂直的谐振动的合成：若频率相同，则合成运动轨迹为椭园；若两分振动的频率成简单整数比，合成运动的轨迹为李萨如图形。
大学物理简明教程
10
3.2
气体动理论
• 分子运动论发展概述 •气体分子的热运动 • 理想气体的压强与温度 • 能量按自由度均分定理 • 麦克斯韦速率分布率
11
§3.2.2
气体分子的热运动
一、气体分子热运动的基本概念
1、宏观物体由大量粒子（分子、原子等）组成，分 子之间存在一定的空隙。 实验表明：1mol的任何物质所含有的分子数目相 同，为阿伏加德罗常数：
N A 6.021023 个 / mol
在标准状态下，气体分子间的距离约为分子直径的10 倍，也即：每个气体分子占有的体积是分子本身体积 的1000倍。换句话说：在标准状态下，气体分子可看 成大小忽略不计的质点。
12
2、分子在永不停息地作无序热运动。
分子运动------布朗运动-----热运动
32
单个分子对器壁碰撞特性 : 偶然性 、不连续性. 大量分子对器壁碰撞的总效果 ： 恒定的、持续的 冲力的作用 （类似雨伞受到雨滴的撞击）.
从气体分子运动论的观点看，气体的压强是大量分子不断 与器壁碰撞产生的冲力的结果，是一个统计平均值； 由于分子的大量性和运动的随机性，使器壁各处的压强相 等； 压强的微观本质：在数值上等于单位时间内与容器壁碰撞 的所有分子作用于器壁单位面积上的总冲量的统计平均值。
r
f 0 平衡位置
o
r0
r
R
引力
f 0 斥力起主要作用
v12=0
d
d 分子有效直径 10 10 m
10 8 m R—分子有效作用半径
分子力是短程力！
r ro
f 0 引力起主要作用
rR
f 0
内能：热运动的能量，包括分子的动能和相互 作用势能。
环境工程 大学物理复习_全册_ 大学物理简明教程
d s r d v d s r d r dt dt dv d d 2s a d t r d t r d t 2 v2 2 a r n r
3
1.冲量:
t2 I F dt F (t1 t2 )
t1
2.质点的动量定理:
t2 I F dtmv 2 mv1
t1
质点系的动量定理： 3.动量守恒定律
t2
t1
n n ( Fi外 )dt mi vi 2 mi v i1 n i 1 i 1 i 1
t1
（4）角动量守恒定律 条件：作用于系统的合外力矩为零
M 0
0 0
L 0
1.质量 m=10kg 的质点受力 F=30+40t 的作用，且力的方向 不变。t=0s 时从 v =10m/s 开始做直线运动，v 方向与力 的方向相同，求： （1）0～2s 内力的冲
量 I； （2）t=2s 时 质点的速率 v2. 2.一雪橇从高度为 50m 的山顶上点 A 沿冰道由静止下滑,山顶到山下的坡道长为 500m . 雪橇滑至山下点 B 后,又沿水平冰道继续滑行,滑行若干米后停止在 C 处 . 若摩擦因数为 0.05. 求此雪橇沿水平冰道滑行的路程 . (点 B 附近可视为连续弯 曲的滑道.忽略空气阻力 .)
3 ；双原子刚性分子 i 5 ；多原子刚性分子 i 6
能理均分定理
6
平衡态时分配在每一个自由度的能量都是 动动能
1 kT ， 一个分子的平均平 2
k
3 kT ，一个分子的平均动能（刚性分子） 2
简明大学物理总结
简明大学物理第一章质点运动学1．参考系为了确定物体的位置而选作参考的物体称为参考系。
要作定量描述，还应在参考系上建立座标系。
2．位矢与运动方程 位置矢量（位矢），是从座标原点引向质点所在的有向线段，用矢量r 表示。
位矢用于确定质点在空间的位置。
位矢与时间t 的函数关系：k ˆ)t (z j ˆ)t (y i ˆ)t (x )t (r r ++== 称为运动方程。
位移矢量，是质点在时间dt 内的位置改变，即位移：)t (r )t t (r r -+=∆∆轨道方程：质点运动轨迹的曲线方程。
3．速度与加速度平均速度定义为单位时间内的位移，即：t r v ∆∆ =速度，是质点位矢对时间的变化率：dt r d v =平均速率定义为单位时间内的路程：t s v ∆∆=速率，是质点路程对时间的变化率：dt ds v =加速度，是质点速度对时间的变化率：dt v d a =4．法向加速度与切向加速度加速度τˆa nˆa dt vd a t n +==法向加速度ρ=2n v a ，方向沿半径指向曲率中心（圆心），反映速度方向的变化。
切向加速度dt dva t =，方向沿轨道切线，反映速度大小的变化。
在圆周运动中，角量定义如下： 角速度dt d θ=ω角加速度dt d ω=β而R v ω=，22n R R v a ω==，β==R dt dv a t5．相对运动对于两个相互作平动的参考系，有：'kk 'pk pk r r r +=，'kk 'pk pk v v v +=，'kk 'pk pk a a a +=第二章 质点运动定律1．牛顿定律 第一定律：任何物体都保持静止的或沿一直线作匀速运动的状态，直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。
第二定律：运动的变化与所加的动力成正比，并且发生在这力所沿的直线方向上。
即dt pd F =，v m p = 当质量m 为常量时，有a m F =在直角坐标系中有，x x ma F =，y y ma F =，z z ma F =对于平面曲线运动有，t t ma F =，n n ma F =第三定律：对于每一个作用总有一个相等的反作用与之相反，或者说，两个物体之间对各自对方的相互作用总是相等的，而且指向相反的方向。
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4、如果盛有气体的容器相对某坐标系运动，容器内的分子速度相对这坐标系 也增大了， 温度也因此而升高吗? 答：宏观量温度是一个统计概念，是大量分子无规则热运动的集体表现，是分 子平均平动动能的量度，平动动能是系统的内动能。温度与系统的整体运动无 关。只有当系统的整体运动的动能转变成无规则热运动时，系统温度才会变化。
总复习
• 考试题型 一、填空题（1×10＝10分）（对一些基本概
念、定律的理解） 二、选择题（2×15＝30分）（对一些基本概
念、定律的理解） 三、判断题（1×10＝10分）（对一些基本概
念、定律的适用条件等的理解） 四、计算题（10×5＝50分）（利用所学的理
论简单地处理物理学中的问题）
总复习
• 所学的主要知识点 第一篇 力学基础☆ 第二篇 气体动理论和热力学☆ 第三篇 电学☆ ☆ 第四篇 波动与光学☆
例3、一质点沿半径为1 m的圆周运动，它通过的弧长 s 按s=t
＋2t2的规律变化。问：它在2s末的速率、切向加速度、法向
加速度大小各是多少？ 解：由速率定义，有 v ds 1 4t
dt
将t＝2代入，得2 s末的速率 v 9(m s1)
a
dv dt
4(m s2 )
an
在距轴心1 m处的速率为 v R 45(m s1)
切向加速度为 a R 48(m s2 )
2、已知加速度，求速度和运动方程（还需初始条件）（积分法）
例5、一质点沿 x 轴运动，其加速度 a=- kv2，式中k为正常数,设 t=0时，x=0，v=v0；求（1）v和x作为 t 的函数的表示式；（2）v 作为x函数的表示式。