物理公式大全—大学物理篇
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第一章质点运动学和牛顿运动定律平均速度v=△r△t 大学物理公式大全向心加速度a=v2R瞬时速度v=lim △rdr=△t0△t dt△r lim ds1.3速度v=limdt△t0△t△t0平均加速度a=△v△ta=lim△v d v瞬时加速度〔加速度〕=△t0△t dt瞬时加速度a=dv=d2r dt dt2匀速直线运动质点坐标x=x0+vt 变速运动速度v=v0+at变速运动质点坐标x=x0+v0t+1 at2222速度随坐标变化公式:v-v00=2a(x-x)自由落体运动竖直上抛运动v gt v v0gty1at2y0122vt gt2v22gy v2v022gy圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t+a n加速度数值a=a t2a n2法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n=v2R切向加速度只改变速度的大小a t=dvdtv ds R dΦRωdt dt角速度ωdφdt角加速度αdωd2φdt dt2角加速度a与线加速度a、a间的关系n ta n=v2(Rω)2Rω2a t=dvR dωRαR R dt dt牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
牛顿第二定律:物体受到外力作用时,所获得的加速度a的大小与外力F的大小成正比,与物体的质量m成反比;加速度的方向与外力的方向相同。
抛体运动速度分量vx v0cosav y v0sina gtxv0cosa?t抛体运动距离分量y v0sina?t1gt22v02sin2a射程X=g射高Y=v02sin2a2g飞行时间y=xtga—gx2g轨迹方程y=xtga—gx22v02cos2a1.37 F=ma牛顿第三定律:假设物体A以力F1作用与物体B,那么同时物体B必以力F2作用与物体A;这两个力的大小相等、方向相反,而且沿同一直线。
万有引力定律:自然界任何两质点间存在着相互吸引力,其大小与两质点质量的乘积成正比,与两质点间的距离的二次方成反比;引力的方向沿两质点的连线m1m2G为万有引力称量×F=Gr210-1122N?m/kg重力P=mg(g重力加速度)重力P=GMmr2有上两式重力加速度g=GM(物体的重力加速度与r2物体本身的质量无关,而紧随它到地心的距离而变)胡克定律F=—kx(k是比例常数,称为弹簧的劲度大学物理公式大全系数)dL最大静摩擦力 f 最大=μ0N 〔μ0静摩擦系数〕dt如果对于某一固定参考点, 质点〔系〕滑动摩擦系数 f=μN(μ滑动摩擦系数略小于μ)第二章守恒定律动量P=mvd(mv) dP牛顿第二定律F=dtdt动量定理的微分形式Fdt=mdv=d(mv)dvF=ma=mdtt 2v 2Fdt = d(mv)=mv 2-mv 1t 1v 1常矢量所受的外力矩的矢量和为零,那么此质点对于该参考点的角动量保持不变。
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2.30 I r 2dm r 2 dv 转动惯量 (dv 为相应质元
m
v
dm 的体积元,p 为体积元 dv 处的密度)
2.31 L I 角动量
2.32 M Ia dL 物体所受对某给定轴的合外力矩等 dt
于物体对该轴的角动量的变化量
2.33 Mdt dL 冲量距
2.34
t
Mdt
v gt
y
1
at 2
v
2
2 2gy
v v0 gt
y
v0t
1 2
gt
2
v 2 v0 2 2gy
1.17
抛体运动速度分量
v
y
vx
v0
v0 cos a sin a gt
x v0 cos a t
1.18
抛体运动距离分量
y
v0 sin a t
1 2
gt 2
1.19 射程 X= v02 sin 2a g
F=ma 牛顿第三定律:若物体 A 以力 F1 作用与物体 B,则同 时物体 B 必以力 F2 作用与物体 A;这两个力的大小相等、 方向相反,而且沿同一直线。
万有引力定律:自然界任何两质点间存在着相互 吸引力,其大小与两质点质量的乘积成正比,与两质点 间的距离的二次方成反比;引力的方向沿两质点的连线
dv d 2r
1.8 瞬时加速度 a= =
dt dt 2
1.11 匀速直线运动质点坐标 x=x0+vt 1.12 变速运动速度 v=v0+at
1
1.13 变速运动质点坐标 x=x0+v0t+ at2
2
1.14 速度随坐标变化公式:v2-v02=2a(x-x0) 1.15 自由落体运动 1.16 竖直上抛运动
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气体动理论1毫米汞柱等于133.3Pa 1mmHg=133.3Pa1标准大气压等户760毫米汞柱1atm=760mmHg=1.013×105Pa 热力学温度 T=273.15+t3.2气体定律 ==222111T V P T V P 常量 即 TV P =常量 阿付伽德罗定律:在相同的温度和压强下,1摩尔的任何气体所占据的体积都相同。
在标准状态下,即压强P 0=1atm 、温度T 0=273.15K 时,1摩尔的任何气体体积均为v 0=22.41 L/mol3.3 罗常量 N a =6.0221023 mol -13.5普适气体常量R 00T v P ≡国际单位制为:8.314 J/(mol.K)压强用大气压,体积用升8.206×10-2atm.L/(mol.K) 3.7理想气体的状态方程: PV=RT M M mol v=molM M(质量为M ,摩尔质量为M mol 的气体中包含的摩尔数)(R为与气体无关的普适常量,称为普适气体常量) 3.8理想气体压强公式 P=231v mn (n=VN为单位体积中的平均分字数,称为分子数密度;m 为每个分子的质量,v 为分子热运动的速率) 3.9 P=VNn nkT T N R V N mV N NmRT V M MRT A A mol ====(为气体分子密度,R 和N A 都是普适常量,二者之比称为波尔兹常量k=K J N RA/1038.123-⨯= 3.12 气体动理论温度公式:平均动能kT t 23=ε(平均动能只与温度有关)完全确定一个物体在一个空间的位置所需的独立坐标数目,称为这个物体运动的自由度。
双原子分子共有五个自由度,其中三个是平动自由度,两个适转动自由度,三原子或多原子分子,共有六个自由度)分子自由度数越大,其热运动平均动能越大。
每个具有相同的品均动能kT 21 3.13 kT it 2=ε i 为自由度数,上面3/2为一个原子分子自由度 3.14 1摩尔理想气体的内能为:E 0=RT ikT N N A A 221==ε 3.15质量为M ,摩尔质量为M mol 的理想气体能能为E=RT iM M E M M E mol mol 200==υ 气体分子热运动速率的三种统计平均值3.20最概然速率(就是与速率分布曲线的极大值所对应哦速率,物理意义:速率在p υ附近的单位速率间隔内的分子数百分比最大)mkTm kT p 41.12≈=υ(温度越高,p υ越大,分子质量m 越大p υ)3.21因为k=A N R 和mNA=Mmol 所以上式可表示为molmol A p M RTM RT mN RTmkT41.1222≈===υ 3.22平均速率molmol M RTM RT m kT v 60.188≈==ππ 3.23方均根速率molmol M RTM RT v 73.132≈=三种速率,方均根速率最大,平均速率次之,最概速率最小;在讨论速率分布时用最概然速率,计算分子运动通过的平均距离时用平均速率,计算分子的平均平动动能时用分均根热力学基础热力学第一定律:热力学系统从平衡状态1向状态2的变化中,外界对系统所做的功W ’和外界传给系统的热量Q 二者之和是恒定的,等于系统内能的改变E 2-E 14.1 W ’+Q= E 2-E 14.2 Q= E 2-E 1+W 注意这里为W 同一过程中系统对外界所做的功(Q>0系统从外界吸收热量;Q<0表示系统向外界放出热量;W>0系统对外界做正功;W<0系统对外界做负功) 4.3 dQ=dE+dW (系统从外界吸收微小热量dQ ,内能增加微小两dE,对外界做微量功dW 4.4平衡过程功的计算dW=PS dl =P dV 4.5 W=⎰21V V PdV4.6平衡过程中热量的计算 Q=)(12T T C M Mmol- (C 为摩尔热容量,1摩尔物质温度改变1度所吸收或放出的热量)4.7等压过程:)(12T T C M MQ p molp -= 定压摩尔热容量 4.8等容过程:)(12T T C M MQ v molv -=定容摩尔热容量 4.9内能增量E 2-E 1=)(212T T R i M M mol - RdT iM M dE mol 2=4.11等容过程2211 T P T P V RM M T P mol ===或常量 4.13 Q v =E 2-E 1=)(12T T C M Mv mol- 等容过程系统不对外界做功;等容过程内能变化4.14等压过程2211 T V T V P RM M T V mol ===或常量 4.15 )()(121221T T R M MV V P PdV W V V mol⎰-=-==4.16 W E E Q P +-=12(等压膨胀过程中,系统从外界吸收的热量中只有一部分 用于增加系统的内能,其余部分对于外部功) 4.17 R C C v p =-(1摩尔理想气体在等压过程温度升高1度时比在等容过程中要多吸收8.31焦耳的热量,用来转化为体积膨胀时对外所做的功,由此可见,普适气体常量R 的物理意义:1摩尔理想气体在等压过程中升温1度对外界所做的功。
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第一章 质点运动学和牛顿运动定律1.1平均速度 v =t△△r1.2 瞬时速度 v=lim 0△t →△t△r =dt dr1. 3速度v=dtds==→→lim lim△t 0△t △t△r 1.6 平均加速度a =△t△v1.7瞬时加速度(加速度)a=lim 0△t →△t△v =dt dv1.8瞬时加速度a=dt dv =22dtrd1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 21.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动⎪⎩⎪⎨⎧===gy v at y gtv 22122 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 2212022001.17 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gt a v v av v y x sin cos 001.18 抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-•=•=20021sin cos gt t a v y t a v x1.19射程 X=g av 2sin 21.20射高Y=gav 22sin 201.21飞行时间y=xtga —ggx 21.22轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2 1.23向心加速度 a=Rv 21.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n1.25 加速度数值 a=22n t a a +1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 21.27切向加速度只改变速度的大小a t =dtdv 1.28 ωΦR dtd R dt ds v ===1.29角速度 dtφωd =1.30角加速度 22dt dtd d φωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系a n =222)(ωωR R R R v == a t =αωR dtd R dt dv ==牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
大学物理公式总结
一、力学1.1 运动学at2位移:x=x0+v0t+12速度:v=v0+at加速度:a=ΔvΔt角速度:ω=ΔθΔt圆周运动的线速度与角速度关系:v=ωr周期:T=2πrv频率:f=1T1.2 动力学牛顿第二定律:F=ma功:W=Fxmv2动能:E k=12势能:E p=mgℎ机械能:E=E k+E p功率:P=Fv冲量:I=Ft动量:p=mv动量守恒定律:p1+p2=p1′+p2′碰撞的恢复系数:e=v′relv rel1.3 刚体运动转动惯量:I=ml2角动量:L=IωIω2转动动能:E k=12二、电磁学2.1 静电学电场强度:E=Fq 电势差:U=Ed高斯定律:∮E⃗S ⋅dA=Q encε0电容:C=QU电势:V=KQr2.2 稳恒电流场欧姆定律:I=UR电阻:R=LσS电阻率:σ=1R⋅S焦耳定律:Q=I2Rt2.3 磁场磁感应强度:B=μ0I2πr安培环路定律:∮B⃗L⋅dl=μ0I enc磁通量:Φ=B⋅A磁通量量子:Φ0=2πℏe磁场对运动电荷的作用力:F=qvB 洛伦兹力:F=q(v×B⃗ )磁矩:μ=I⋅A2.4 电磁感应法拉第电磁感应定律:ε=−dΦdt楞次定律:L dIdt+M⋅B⃗ ×I=F自感:L=N⋅μ0⋅Al互感:M=N⋅μ0⋅Al三、热学3.1 热力学基本定律热力学第零定律:绝对零度不可达到热力学第一定律:dU=TdS−PdV 热力学第二定律:熵增原理克劳修斯定律:dS=qT开尔文-普朗克关系式:E=ℎν3.2 热传导傅里叶定律:J=−kL ⋅dT dx热导率:k=QLm⋅ΔT斯特藩-玻尔兹曼定律:P=σAT43.3 理想气体状态方程四、波动与光学4.1 波动波动方程:y=Asin(kx−ωt+ϕ)波速:v=波长周期相位:ϕ=2πx波长群速度:v g=dωdk衍射公式:sinθ=12波长障碍物尺寸干涉公式:y=2sin(ωt+ϕ0)cos(ωt+ϕ0)=sin(2ωt+2ϕ0)4.2 光学反射定律:入射角等于反射角折射定律:n1sinθ1=n2sinθ2光速:c=2πRT光的波动说:E=ℎν光电效应方程:E k=ℎν−W0旋光性:Δϕ=2α⋅Δλ五、量子力学5.1 基本公式Ψ=ĤΨ薛定谔方程:iℏððt海森堡不确定性原理:ΔxΔp≥ℏ2泡利不相容原理:一个原子中最多有两个电子具有相同的量子态n2能级公式:E n=−m2l25.2 量子态叠加与测量量子态叠加:Ψ=αΨ1+βΨ2测量公式:P(λ)=|⟨λ|Ψ⟩|21.在学习大学物理时,要注重理论知识与实际应用相结合,通过解决实际问题来加深对物理概念的理解。
大学物理公式汇总 (完整版)
大学物理公式汇总目录1力学31.1运动学 (3)1.2牛顿运动定律 (3)1.3动量和冲量 (3)1.4力的合成与分解 (4)1.5摩擦力 (4)1.6重力 (4)1.7弹力 (4)2功和能52.1功 (5)2.2功率 (5)2.3动能 (5)2.4重力势能 (5)2.5弹性势能 (5)2.6机械能守恒定律 (5)3转动动力学63.1角速度和角加速度 (6)3.2转动惯量 (6)3.3转动动能 (6)3.4转动定律 (6)3.5角动量 (6)3.6角动量守恒定律 (6)4流体力学74.1流体静力学 (7)4.2流体动力学 (7)5热力学75.1理想气体状态方程 (7)5.2热力学第一定律 (7)5.3热力学第二定律 (7)5.4卡诺循环 (8)6电磁学86.1静电场 (8)6.2恒定电流 (8)6.3磁场 (8)6.4电磁感应 (9)7光学9 8现代物理基础98.1狭义相对论 (9)8.2量子力学 (10)9原子物理与核物理109.1原子模型 (10)9.2核反应 (10)1力学1.1运动学位移、速度和加速度v=dxdt(1.1)速度v是位移x对时间t的导数。
a=dvdt=d2xdt2(1.2)加速度a是速度v对时间t的导数,等于位移x的二阶导数。
1.2牛顿运动定律牛顿第一定律(惯性定律)如果没有外力作用,物体将保持静止或匀速直线运动状态。
牛顿第二定律ìF=mìa(1.3)物体的加速度ìa与作用力ìF成正比,与物体的质量m成反比,加速度的方向与作用力的方向相同。
牛顿第三定律ìF作用=−ìF反作用(1.4)作用力和反作用力大小相等,方向相反。
1.3动量和冲量动量ìp=mìv(1.5)动量ìp是物体的质量m与速度ìv的乘积。
冲量ìJ=∫ìF dt(1.6)冲量ìJ是力ìF对时间t的积分。
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第一章 质点运动学和牛顿运动定律1.1平均速度 v =t△△r1.2 瞬时速度 v=lim 0△t →△t △r =dt dr1. 3速度v=dtds==→→lim lim△t 0△t △t△r 1.6 平均加速度a =△t△v1.7瞬时加速度(加速度)a=lim 0△t →△t△v =dt dv1.8瞬时加速度a=dt dv =22dt rd1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 21.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动⎪⎩⎪⎨⎧===gy v at y gtv 22122 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 221202200 1.17 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gt a v v av v yx sin cos 001.18 抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-•=•=20021sin cos gt t a v y t a v x1.19射程 X=g av 2sin 21.20射高Y=gav 22sin 201.21飞行时间y=xtga —ggx 21.22轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2 1.23向心加速度 a=Rv 21.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n1.25 加速度数值 a=22n t a a +1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 21.27切向加速度只改变速度的大小a t =dtdv1.28 ωΦR dtd R dt ds v ===1.29角速度 dtφωd =1.30角加速度 22dt dtd d φωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系a n =222)(ωωR R R R v == a t =αωR dtd R dt dv ==牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
大学物理公式全集
大学物理公式全集基本概念(定义和相关公式)位置矢量:r ,其在直角坐标系中:k z j y i x r++=;222z y x r ++=角位置:θ速度:dtr d V =平均速度:tr V ∆∆=速率:dtds V =(τV V =)角速度:dt d θω=角速度与速度的关系:V=rω加速度:dtV d a=或22dt r d a =平均加速度:tV a ∆∆=角加速度:dtd ωβ=在自然坐标系中n a a an+=ττ其中dtdV a =τ(=rβ),rV na 2=(=r2 ω)1.力:F =ma(或F =dtp d ) 力矩:F r M⨯=(大小:M=rFcos θ方向:右手螺旋法则)2.动量:V m p=,角动量:V m r L ⨯=(大小:L=rmvcos θ方向:右手螺旋法则)3.冲量:⎰=dt F I(=FΔt);功:⎰⋅=r d F A(气体对外做功:A=∫PdV )4.动能:mV 2/25.势能:A 保= – ΔE p 不同相互作用力势能形式不同且零点选择不同其形式不同,在默认势能零点的情况下:机械能:E=E K +E P6.热量:CRT M Q μ=其中:摩尔热容量C 与过程有关,等容热容量C v 与等压热容量C p 之间的关系为:C p = C v +R 7.压强:ωn tSISF P 32=∆==8.分子平均平动能:k T 23=ω;理想气体内能:RT s r t M E )2(2++=μ9.麦克斯韦速率分布函数:NdVdN V f =)((意义:在V 附近单位速度间隔内的分子数所占比率) 10.平均速率:πμRTNdNdV V Vf V V80)(==⎰⎰∞方均根速率:μRTV22=;最可几速率:μRTpV 3=11.熵:S=Kln Ω(Ω为热力学几率,即:一种宏观态包含的微观态数)mg(重力) → mgh-kx (弹性力) → kx 2/2F= r r Mm G ˆ2- (万有引力) →r Mm G - =E p r r Qq ˆ420πε(静电力) →r Qq 04πε12.电场强度:E =F /q 0 (对点电荷:rr q Eˆ420πε=) 13.电势:⎰∞⋅=aar d E U(对点电荷rq U04πε=);电势能:W a =qU a (A= –ΔW) 14. 电容:C=Q/U ;电容器储能:W=CU 2/2;电场能量密度ωe =ε0E 2/2 15. 磁感应强度:大小,B=F max /qv(T);方向,小磁针指向(S →N )。
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大学物理公式总汇力学一.运动学 1.直角坐标系运动学方程:k t z j t y i t x t r r)()()()(++==速度:dtrd v =加速度:22dtrd dt v d a == 2. 自然坐标系运动学方程:)(t s s =速度:τdtds v =加速度:n v dt dv n a a a nρτττ2+=+=3. 圆周运动运动学方程:)(t θθ= 角速度:dtd θω=角加速度:22dt d dt d θωβ==线量与角量关系:r v⨯=ωωR v =,βτR a =,2ωR a n =4. 运动合成定理 牵相绝r r r+= 牵相绝v v v+= 牵相绝a a a+= 伽利略坐标变换 vt x x -=' y y ='z z =' t t =' 二.动力学1.动量守恒定律与机械能守恒定律动量:v m p=力:dt pd F =动量定理:p d dt F= ,⎰-=0p p dt F 动量守恒定律:0=外F , C p= 牛顿第一定律:0=F , C v= 牛顿第二定律:a m F=牛顿第三定律:F F '-=功:⎰⋅=r d F W功率:v F p⋅=动能:221mv E k =动能定理:0k k E E W -=势能:)0p p E E W --=(保内 ⎰⋅=)0(p E apa r d F E重力势能:mgh E p = 机械能:p k E E E +=功能原理:0E E W W -=+非保内外机械能守恒定律:0=+非保内外W W , C E = 2. 角动量守恒定律与刚体定轴转动角动量:p r L⨯=,ωI L =力矩:F r M⨯=角动量定理:L d dt M=,⎰-=0L L dt M角动量守恒定律:0=外M, C L =转动惯量:2i i r m I ∆∑=, dm r I ⎰=2平行轴定理:2mdI I C D +=薄板正交轴定理:y x z I I I += 转动定律:βI M = 功:θ⎰=Md W功率:ωM p = 转动功能:221ωI E k =动能定理:0k k E E W -= 重力势能:c p mgh E =功能原理:0E E W W -=+非保内外机械能守恒定律:0=+非保内外W W , C E =电学一.电场强度E1.场强叠加原理 点电荷系:i ii rr q E ˆ412∑=πε带电体:rrdqE Qˆ412πε⎰=(矢量积分 投影 标量积分) 2.高斯定理(要求电场是对称场)真空:∑⎰=⋅isqs d E 01ε电介质:⎰∑=⋅siqs d DE E D rεεε0==3.已有结论叠加无限长均匀带电直线:rE 02πελ=无限大均匀带电平面:02εσ=E无限长均匀带电圆柱面:0=E )(R r <rE 02πελ= )(R r >均匀带电球面:0=E )(R r <241rq E πε=)(R r >均匀带电球体:3041Rqr E πε=)(R r <2041rq E πε= )(R r >二.电势V1.电势叠加原理点电荷系:ii r q V ∑=41πε带电体:rdqV Q⎰=041πε2.场强积分⎰⋅=)0(v aa l d E V⎰⋅=-bab a l d E V V电势零点选取:电荷有限分布选无限远点为零电势点 电荷无限分布选有限远点为零电势点 三.两个定理 高斯定理:∑⎰=⋅iSqs d E 01ε 静电场是有源场环路定理:0=⋅⎰ll d E静电场是保守场四.库仑定律:rrq q F ˆ412210πε=力:E q F= 功:)(b a V V q W -= 导体静电平衡:s d E E s//,0int =C V C V s ==,i n t净电荷分布在导体外表面上 n Eεσ=电容:BA V V q C -=平行板电容器:dsdsC r εεε0==并联电容器组:∑=iCC 串联电容器组:∑=iCC11电场能量:dV w W Ve e ⎰=电能密度:ED DE w e 2122122===εε电容器电能:22212121CUQU CQW e ===磁学一.磁感应强度B1.电流产生(1).毕奥—萨伐尔定律:20ˆ4rr l Id B d ⨯=πμ 磁场叠加原理:2ˆ4rr l Id B ⨯=⎰πμ (矢量积分 投影 标量积分)(2).安培环路定理(要求磁场是对称场)真空:∑⎰=⋅i lI l d B 0μ磁介质:∑⎰=⋅ilIl d HH H B r μμμ0==(3).已有结论叠加载流长直导线:rIB πμ20=载流圆线圈轴线:2/32220)(2X R IRB +=μ圆心:RIB 200μ=弧心:Rl RIRIB πμπθμ2222000⋅=⋅='载流长直螺线管:真空:nI B 0μ=磁介质:nI B μ=载流螺绕环:真空:nI B 0μ= (R R R <<-12)磁介质:nI B μ= (R R R <<-12)2.运动电荷产生20ˆ4r rv dq B d ⨯= πμ 点电荷:2ˆ4r r v q B ⨯= πμ 带电体:20ˆ4rrv dq B ⨯=⎰πμE v B⨯=00εμ二.磁通量B Φ⎰⋅=ΦSBs d B均匀磁场:S B B⋅=Φ三.感应电动势i ε法拉第电磁感应定律:dtd Bi Φ-=ε (注意选取绕向)1.动生电动势:l d B v b aab⋅⨯=⎰)(ε 2.感生电动势:l d E lB i⋅=⎰εdtdB r E B 2-= )(R r <dtdBr RE B 22-= )(R r >3.自感电动势:dtdI L l -=εdtdI L IL l εψ-==,4.互感电动势:dtdI MdtdI M 212121,-=-=εεdtdI dtdI M I I M 212121212121,εεψψ-=-===四.两个定理磁场高斯定理:0=⋅⎰Ss d B磁场是无源场 安培环路定理:∑⎰=⋅i lI l d B 0μ磁场是非保守场五.磁场对电流作用电流元:安培定律B l Id F d⨯=载流导线:⎰⨯=B l Id F(矢量积分 投影 标量积分)载流线圈:B n Is B p M m⨯=⨯= 运动电荷:洛仑兹力B v q F m⨯=θππθc o s 2,2,s i n v qBm h qBm T qBmv R ===)(B v E q F⨯+=霍尔效应:nqR dIB R V V H H1,21==-功:B I W ∆Φ= 磁场能量:dV w W m Vm ⎰=磁能密度:BH HBw m 2121222===μμ自感磁能:221LI W m =六.麦克斯韦方程组 全电流定理:s d tDj I I I l d H cs d C T l⋅∂∂+=+==⋅⎰⎰)( 位移电流:s d tDdtd I sD d ⋅∂∂=Φ=⎰麦克斯韦方程组:⎰⎰==⋅sVdV q s d D ρ电荷产生电场s d t Bdtd l d E s l B⋅∂∂-=Φ-=⋅⎰⎰ 变化磁场产生变化电场⎰=⋅ss d B 0磁场是无源场s d tDj dtd I l d H s c Dl C⋅∂∂+=Φ+=⋅⎰⎰)( 变化电场产生变化磁场 描述介质性质方程组:E D r εε0= H B r μμ0=E jγ=相对论一.相对论基本原理相对性原理 光速不变原理 二.洛伦兹坐标变换 )(122vt x cvvt x x -=--='γy y ='z z =')(12222x cv t cvx cv t t -=--='γ爱因斯坦速度变换)0,(===z y x u u u u 21cvu v u u --='三.相对论运动学 1. 同时相对性同地同时具有绝对意义,异地同时具有相对意义 2. 时间膨胀效应0γττ= )(0ττ>3. 长度收缩效应 01l l -=γ)(0l l <四.相对论动力学1. 质速关系:0m m γ= )(0m m > 2. 相对论动量:v m v m p0γ== 3. 质能关系:2mcE =2)(c m E ∆=∆4. 相对论动能:2020c m mc E E E k -=-=5. 能量动量关系:20222E c p E +=。
大学物理所有公式
第一章 质点运动学和牛顿运动定律1.1平均速度 v =t△△r1.2 瞬时速度 v=lim△t →△t △r =dtdr1. 3速度v=dtds ==→→lim lim△t 0△t △t△r 1.6 平均加速度a =△t△v1.7瞬时加速度(加速度)a=lim△t →△t △v =dtdv1.8瞬时加速度a=dt dv =22dtrd1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 21.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动⎪⎩⎪⎨⎧===gy v at y gtv 22122 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 221202200 1.17 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gta v v av v y x sin cos 001.18 抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-∙=∙=20021sin cos gt t a v y t a v x1.19射程 X=g av 2sin 21.20射高Y=gav 22sin 201.21飞行时间y=xtga —g gx 21.22轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2 1.23向心加速度 a=Rv 21.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n1.25 加速度数值 a=22n t a a +1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 21.27切向加速度只改变速度的大小a t =dtdv1.28 ωΦR dtd R dt ds v ===1.29角速度 dtφωd =1.30角加速度 22dt dtd d φωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系a n =222)(ωωR RR R v == a t =αωR dt d R dt dv ==牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
大学物理公式总结(全面_易懂)
E
B
●
2 k = 1, 2 ,3 ..... 暗条纹衍射角条件
a sin θ = ± 2 k
λ
a
P
C
A
x
θ
λ
f
2
a sin θ = ± ( 2 k + 1) 2 k = 1, 2 ,3 ..... 明条纹衍射角条件
λ
2 k = 1, 2 ,3 ..... 暗条纹衍射角条件
同时又满足单缝衍射暗纹条件, 同时又满足单缝衍射暗纹条件, 这样的主极大是不存在的把这一现象称作缺级 这样的主极大是不存在的把这一现象称作缺级
d 所缺级次 k = k′ a k ′ = ± 1 , ± 2 , ± 3 ,... 光栅光谱 d sin θ = k λ k = 0 , ± 1 , ± 2 , ± 3 ,...
机械振动总结
简谐振动的基本规律 1、动力学特征: 2、运动学特征:
{
v v F = −kx x = Acos(ω +ϕ) t v = − A ω sin( ω t + ϕ )
a = − A ω 2 cos( ω t + ϕ )
1 2 E p = kA cos 2 (ωt + ϕ ) 2
3.能量特征: 1 2 2 Ek = kA sin (ωt + ϕ ) 2 1 2 E = kA 2
合成
x = A cos(ωt + ϕ )
{
{
2 A = A12 + A2 + 2 A1 A2 cos(ϕ 2 − ϕ1 ) A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ 2 tgϕ = A1 cos ϕ1 + A2 cos ϕ 2
大学物理公式大全
大学物理公式大全大学物理公式大全(上)1. 运动学公式1.1 一维运动公式- 平均速度(v):v = Δx / Δt- 匀变速直线运动:v = v0 + at,x = v0t + (1/2)at^2,v^2 = v0^2 + 2aΔx- 重力加速度(g):g = 9.8 m/s^21.2 二维运动公式- 向心加速度(a):a = v^2 / r- 圆周运动速度(v):v = 2πr / T- 圆周运动周期(T):T = 2πr / v- 圆周运动角度(θ):θ = s / r2. 力学基本公式1.3 牛顿定律- 牛顿第一定律:物体静止或匀速直线运动时,合力 F = 0- 牛顿第二定律:物体的加速度与作用力成正比,反比于质量,F = ma- 牛顿第三定律:作用力与反作用力大小相等,方向相反,分别作用于两个物体1.4 摩擦力公式- 静摩擦力(fs):fs ≤μsN(µs为静摩擦因数,N为垂直于接触面的合力)- 动摩擦力(fd):fd = μdN(µd为动摩擦因数,N为垂直于接触面的合力)1.5 弹力公式- 弹簧定律:F = -kx(k为弹簧劲度系数,x为弹簧伸长量)3. 动量和能量1.6 动量公式- 动量(p):p = mv(m为质量,v为速度)- 冲击力(F):F = Δp/Δt1.7 动能公式- 动能(K):K = (1/2)mv^21.8 动能定理- 动能定理:W = ΔK = FΔx(W为外力所做的功,ΔK为动能变化量,F为力,Δx为力的位移)4. 旋转运动1.9 角度和弧度- 弧长(s)与半径(r)的关系:s = rθ(θ为角度)- 角度与弧度(rad)的转换关系:θ(rad) = θ(°) x (π/180)1.10 角速度公式- 角速度(ω):ω = ∆θ / ∆t1.11 角加速度公式- 角加速度(α):α = ∆ω / ∆t大学物理公式大全(下)5. 静电学1.12 库仑定律- 库仑定律(静电力):F = k |q1q2| / r^2(q1、q2为电荷,r为距离,k 为库仑常数)1.13 电场强度- 电场强度(E):E = F / q(F为电场力,q为测试电荷)1.14 电势能- 电势能(U):U = k |q1q2| / r(U为电势能,q1、q2为电荷,r为距离,k为库仑常数)6. 电磁感应1.15 法拉第电磁感应定律- 法拉第电磁感应定律:ε = -dΦ / dt(ε为感应电动势,Φ为磁通量,t 为时间变化率的负值)1.16 洛伦兹力公式- 洛伦兹力(F):F = q(v x B)(q为电荷,v为电荷的速度,B为磁场的磁感应强度)7. 光学1.17 折射公式- 折射定律:n1sinθ1 = n2sinθ2(n1、n2为介质的折射率,θ1、θ2为入射角和折射角)1.18 薄透镜公式- 薄透镜公式:1/f = 1/do + 1/di(f为透镜焦距,do为物距,di为像距)1.19 光的干涉- 杨氏双缝干涉:dsinθ = mλ(d为缝宽,θ为干涉角,m为干涉级次,λ为波长)8. 热学1.20 热传导公式- 热传导定律:Q = kA (∆T / L)(Q为传热量,k为导热系数,A为截面积,∆T为温差,L为长度)1.21 热膨胀公式- 线膨胀公式:∆L = αL∆T(∆L为长度变化,α为线膨胀系数,L为初始长度,∆T为温差)以上是大学物理的一些基本公式,希望对你的学习有所帮助。
大学物理所有公式
大物一刚体2.16 mvR R p L =∙=圆周运动角动量 R 为半径2.17 mvd d p L =∙= 非圆周运动,d 为参考点o 到p 点的垂直距离2.18 φsin mvr L = 同上2.21 φsin Fr Fd M == F 对参考点的力矩2.22 F r M ∙= 力矩 2.24 dtdL M = 作用在质点上的合外力矩等于质点角动量的时间变化率 2.26 ⎪⎭⎪⎬⎫==常矢量L dt dL 0如果对于某一固定参考点,质点(系)所受的外力矩的矢量和为零,则此质点对于该参考点的角动量保持不变。
质点系的角动量守恒定律2.28 ∑∆=i i i rm I 2 刚体对给定转轴的转动惯量2.29 αI M = (刚体的合外力矩)刚体在外力矩M 的作用下所获得的角加速度a 与外合力矩的大小成正比,并于转动惯量I 成反比;这就是刚体的定轴转动定律。
2.30 ⎰⎰==v m dv r dm r I ρ22 转动惯量 (dv 为相应质元dm 的体积元,p 为体积元dv 处的密度)2.31 ωI L = 角动量 2.32 dtdL Ia M == 物体所受对某给定轴的合外力矩等于物体对该轴的角动量的变化量 2.33 dL Mdt =冲量距 2.34 0000ωωI I L L dL Mdt L L t t -=-==⎰⎰2.35 常量==ωI L二保守力和非保守力2.53 0k k E E W W -=+内外质点系动能的增量等于所有外力的功和内力的功的代数和(质点系的动能定理)2.54 0k k E E W W W -=++非内保内外保守内力和不保守内力2.55 p p p E E E W ∆-=-=0保内系统中的保守内力的功等于系统势能的减少量2.56 )()(00p k p k E E E E W W +-+=+非内外2.57 p k E E E +=系统的动能k 和势能p 之和称为系统的机械能2.58 0E E W W -=+非内外质点系在运动过程中,他的机械能增量等于外力的功和非保守内力的功的总和(功能原理)2.59 常量时,有、当非内外=+===p k E E E W W 00如果在一个系统的运动过程中的任意一小段时间内,外力对系统所作总功都为零,系统内部又没有非保守内力做功,则在运动过程中系统的动能与势能之和保持不变,即系统的机械能不随时间改变,这就是机械能守恒定律。
关于大学物理所有公式
第一章 质点运动学和牛顿运动定律1.1平均速度 v =t△△r1.2 瞬时速度 v=lim 0△t →△t △r =dt dr1. 3速度v=dtds==→→lim lim△t 0△t △t△r 1.6 平均加速度a =△t△v1.7瞬时加速度(加速度)a=lim 0△t →△t △v =dt dv1.8瞬时加速度a=dt dv =22dt rd1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 21.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动 1.17 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gta v v av v y x sin cos 001.18抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-∙=∙=20021sin cos gt t a v y t a v x1.19射程 X=g av 2sin 201.20射高Y=gav 22sin 201.21飞行时间y=xtga —ggx21.22轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2 1.23向心加速度 a=Rv 21.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n1.25 加速度数值 a=22nt a a + 1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 21.27切向加速度只改变速度的大小a t =dtdv1.28 ωΦR dtd R dt ds v===1.29角速度 dtφωd =1.30角加速度 22dt dtd d φωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系a n =222)(ωωR RR R v == a t =αωR dtd R dt dv == 牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
大学物理全册公式大全完整版
向外界放出热量;W>0系统对外界做正功;W<0系统对外界做负功)
• dQ=dE+dW(系统从外界吸收微小热量dQ,内能增加微小两dE,对外界做微量功dW
• 平衡过程功的计算dW=PS =P
• 平衡过程中热量的计算 Q=
热量)
W= 2
1
(2 − 1 ) (C为摩尔热容量,1摩尔物质温度改变1度所吸收或放出的
2
• =
i为自由度数
1
2
2
• 1摩尔理想气体的内能为:E0= = =
i为自由度数
• 质量为M,摩尔质量为Mmol的理想气体能能为
E=0 =
0
=
2
气体分子热运动速率的三种统计平均值
• 最概然速率(就是与速率分布曲线的极大值所对应的速率,物理意义:速率在 附近的单位速率间隔内的分子数百分比最
2
2
2
2
气体动理论
• 急促只是知识
• 1毫米汞柱等于133.3Pa 1mmHg=133.3Pa
• 1标准大气压等户760毫米汞柱1atm=760mmHg=1.013×105Pa
• 热力学温度 T=273.15+t
• 气体定律
1 1
1
=
2 2
2
=常量 即
PV
=C
T
常数
• 阿伏伽德罗定律:
=
+2
2
•
• 等温变化
= 常量
• = 1 1
2
1
1 1 = 2 2
或
或 =
大学物理公式总结{特全面}
vv v M = Pm × B
洛仑兹力:
v f
=
qvv
×
v B
∫ 磁力的功: A = Φ2 IdΦ ⎯I⎯=恒⎯量→ A = I∆Φ Φ1
U AA '
= RH
IB b
,
RH
=
1 nq
dΦ 法拉第电磁感应定律: εi = − dt
∫ 动生电动势: εab
=
a
(
vv
×
v B
)
⋅
v dl
b
感生电动势,涡旋电场:
v vv vv v D = ε E , B = µH , δ = γ E
平面简谐波方程:
vvv 坡印廷矢量: S = E × H
{
E H
= =
E0
cos[ω (
t
−
r u
)]
H0
cos[ω
(
t
−
r u
)]
相长干涉和相消干涉的条件:
± 2kπ ∆ϕ = {
± ( 2k + 1)π
k = 0,1,2,3L
± kλ
(加强,相长干涉)
δ ={
,
± (2k +1)λ / 2 (减弱,相消干涉)
杨氏双缝干涉:
4
( ϕ1=ϕ2 )
大学物理(下)主要公式
± kDλ /(2a) k = 0,1,2L(明纹) x ={
± (2k −1)Dλ /(4a) k = 1,2,3L(暗纹)
薄膜反射的干涉:
δ = 2e
n2 2
=
dυ x dt
iˆ
+
dυ y dt
ˆj + dυ z kˆ dt
大学物理公式总结
大学物理公式总结大学物理是一门基础的自然科学课程,它所涉及的内容广泛,包括力学、热学、电磁学、光学等各个方面。
在学习物理的过程中,我们经常会接触到大量的公式,这些公式对于解题和理解物理现象起着重要的作用。
下面是一些常见的大学物理公式的总结。
1. 力学(1)牛顿第二定律:F=ma,其中F为物体所受合力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
(2)牛顿第三定律:F1=-F2,即物体1对物体2施加的力与物体2对物体1施加的力大小相等,方向相反。
(3)万有引力定律:F=G(m1m2/r^2),其中F为两个物体间的引力,G为万有引力常数,m1、m2为两个物体的质量,r为两个物体间的距离。
(4)功:W=F·s,其中W为力所做的功,F为力的大小,s为力的方向上的位移。
(5)动能:K=1/2mv^2,其中K为物体的动能,m为物体的质量,v为物体的速度。
2. 热学(1)热传导定律:Q=λA(t2-t1)/d,其中Q为单位时间内通过物体传导的热量,λ为物质的导热系数,A为物体的横截面积,t1、t2为物体的两个温度,d为物体的厚度。
(2)热膨胀公式:ΔL=αL0ΔT,其中ΔL为物体长度的变化量,α为线膨胀系数,L0为物体的原始长度,ΔT为物体的温度变化量。
(3)热功定律:W=Fd,其中W为功,F为力的大小,d为力的方向上的位移。
(4)理想气体状态方程:PV=nRT,其中P为气体的压强,V为气体的体积,n为气体的物质量,R为气体常数,T为气体的温度。
3. 电磁学(1)库仑定律:F=k(q1q2/r^2),其中F为两个电荷之间的电力,k为电力常数,q1、q2为两个电荷的大小,r为两个电荷之间的距离。
(2)电阻定律:R=ρL/A,其中R为电阻,ρ为导体的电阻率,L为导体的长度,A为导体的横截面积。
(3)欧姆定律:U=IR,其中U为电压,I为电流,R为电阻。
(4)电场强度:E=F/q,其中E为电场强度,F为电荷所受的电力,q为电荷的大小。
大学物理公式大全
大学物理公式大全大学物理公式大全物理学是研究物质的性质和运动规律的科学,是自然科学的一个重要分支。
以下是一些大学物理中常用的公式,它们可以帮助我们理解和描述物理现象。
1. 运动力学速度(v)= 位移(s)/ 时间(t)加速度(a)= 变化的速度(Δv)/ 时间(Δt)平均速度(v)= 总位移(Δs)/ 总时间(Δt)势能(PE)= 质量(m)× 重力加速度(g)× 高度(h)动能(KE)= (1/2) × 质量(m)× 速度(v)^22. 牛顿定律牛顿第一定律:如果某个物体没有受到外力作用,它将保持静止或匀速直线运动。
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。
F = m × a牛顿第三定律:作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在不同物体上。
3. 力学重力(F)= 质量(m)× 重力加速度(g)弹簧力(F)= 弹性系数(k)× 弹性变形(x)压强(P)= 力(F)/ 面积(A)阻力(F)= 阻力系数(k)× 速度(v)4. 静电学库仑定律:两个电荷之间的作用力与它们的电荷量成正比,与它们之间的距离平方成反比。
F = k × (|q1 × q2|) / r^2电场强度(E)= 电场力(F)/ 电荷量(q)电势差(V)= 电场力(F)/ 电荷量(q)5. 电磁学电流(I)= 电量(Q)/ 时间(t)电阻(R)= 电压(V)/ 电流(I)电功率(P)= 电压(V)× 电流(I)磁感应强度(B)= 磁力(F)/ (电流(I)× 距离(r)) 法拉第定律:电解质电解过程中的电解物质的质量与通过该电解质的电量成正比。
6. 光学光速(c)= 波长(λ)× 频率(ν)折射定律:入射光线与介质表面的法线之间的夹角和折射光线与法线之间的夹角满足:n1 × sin(θ1) = n2 × sin(θ2)光的能量(E)= 光子数(n)× 光子能量(E)光的强度(I)= 光的能量(E)/ 传播时间(t)/ 面积(A)以上是一些大学物理中常用的公式,它们在解决物理问题和分析物理现象时起着重要的作用。
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物理公式大全——大学物理篇第一章 质点运动学和牛顿运动定律1.1平均速度 v =t△△r1.2 瞬时速度 v=lim 0△t →△t △r =dt dr1. 3速度v=dtds==→→lim lim△t 0△t △t△r 1.6 平均加速度a =△t△v1.7瞬时加速度(加速度)a=lim 0△t →△t △v =dt dv1.8瞬时加速度a=dt dv =22dt rd1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 21.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动⎪⎩⎪⎨⎧===gy v at y gtv 22122 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=gyv v gt t v y gt v v 221202200 1.17 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gt a v v av v yx sin cos 001.18 抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-•=•=20021sin cos gt t a v y t a v x1.19射程 X=g av 2sin 21.20射高Y=gav 22sin 201.21飞行时间y=xtga —ggx 21.22轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2 1.23向心加速度 a=Rv 21.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n1.25 加速度数值 a=22n t a a +1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 21.27切向加速度只改变速度的大小a t =dtdv 1.28 ωΦR dtd R dt ds v ===1.29角速度 dtφωd =1.30角加速度 22dt dtd d φωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系a n =222)(ωωR R R R v == a t =αωR dtd R dt dv ==牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
牛顿第二定律:物体受到外力作用时,所获得的加速度a 的大小与外力F 的大小成正比,与物体的质量m 成反比;加速度的方向与外力的方向相同。
1.37 F=ma牛顿第三定律:若物体A 以力F 1作用与物体B ,则同时物体B 必以力F 2作用与物体A ;这两个力的大小相等、方向相反,而且沿同一直线。
万有引力定律:自然界任何两质点间存在着相互吸引力,其大小与两质点质量的乘积成正比,与两质点间的距离的二次方成反比;引力的方向沿两质点的连线 1.39 F=G221rm m G 为万有引力称量=6.67×10-11N •m 2/kg 21.40 重力 P=mg (g 重力加速度) 1.41 重力 P=G2r Mm1.42有上两式重力加速度g=G2r M(物体的重力加速度与物体本身的质量无关,而紧随它到地心的距离而变) 1.43胡克定律 F=—kx (k 是比例常数,称为弹簧的劲度系数) 1.44 最大静摩擦力 f 最大=μ0N (μ0静摩擦系数) 1.45滑动摩擦系数 f=μN (μ滑动摩擦系数略小于μ0) 第二章 守恒定律 2.1动量P=mv2.2牛顿第二定律F=dt dPdt mv d =)( 2.3 动量定理的微分形式 Fdt=mdv=d(mv)F=ma=m dtdv2.4⎰21t t Fdt =⎰21)(v v mv d =mv 2-mv 12.5 冲量 I=⎰21t t Fdt2.6 动量定理 I=P 2-P 1 2.7 平均冲力F 与冲量 I=⎰21t t Fdt =F (t 2-t 1)2.9 平均冲力F =12t t I -=1221t t Fdt t t -⎰=1212t t mv mv --2.12 质点系的动量定理 (F 1+F 2)△t=(m 1v 1+m 2v 2)—(m 1v 10+m 2v 20)左面为系统所受的外力的总动量,第一项为系统的末动量,二为初动量 2.13 质点系的动量定理:∑∑∑===-=n i ni i i n i ii ivm v m t F 111△作用在系统上的外力的总冲量等于系统总动量的增量2.14质点系的动量守恒定律(系统不受外力或外力矢量和为零)∑=n i ii v m 1=∑=ni i i vm 1=常矢量2.16 mvR R p L =•=圆周运动角动量 R 为半径 2.17 mvd d p L =•= 非圆周运动,d 为参考点o 到p 点的垂直距离2.18 φsin mvr L = 同上2.21 φsin Fr Fd M == F 对参考点的力矩 2.22 F r M •= 力矩 2.24 dtdLM =作用在质点上的合外力矩等于质点角动量的时间变化率2.26 ⎪⎭⎪⎬⎫==常矢量L dtdL 0如果对于某一固定参考点,质点(系)所受的外力矩的矢量和为零,则此质点对于该参考点的角动量保持不变。
质点系的角动量守恒定律 2.28 ∑∆=iii rm I 2刚体对给定转轴的转动惯量2.29 αI M = (刚体的合外力矩)刚体在外力矩M 的作用下所获得的角加速度a 与外合力矩的大小成正比,并于转动惯量I 成反比;这就是刚体的定轴转动定律。
2.30 ⎰⎰==v mdv rdm r I ρ22转动惯量 (dv 为相应质元dm 的体积元,p 为体积元dv 处的密度) 2.31 ωI L = 角动量 2.32 dtdLIa M == 物体所受对某给定轴的合外力矩等于物体对该轴的角动量的变化量 2.33 dL Mdt =冲量距 2.34000ωωI I L L dL Mdt LL tt -=-==⎰⎰2.35 常量==ωI L2.36 θcos Fr W =2.37 r F W •=力的功等于力沿质点位移方向的分量与质点位移大小的乘积 2.38 ds F dr F dW W b L a b L a b L a ab θcos )()()(⎰=•⎰=⎰=2.39n b L a b L a WW W dr F F F dr F W +++=•++⎰=•⎰= 2121)()()(合力的功等于各分力功的代数和2.40 tWN ∆∆=功率等于功比上时间 2.41 dtdWt W N t =∆∆=→∆0lim 2.42 v F v F tsF N t •==∆∆=→∆θθcos cos lim 0瞬时功率等于力F 与质点瞬时速度v 的标乘积 2.43 20221210mv mv mvdv W vv -=⎰=功等于动能的增量 2.44 221mv E k =物体的动能 2.45 0k k E E W -=合力对物体所作的功等于物体动能的增量(动能定理)2.46 )(b a ab h h mg W -=重力做的功2.47 )()(ba b aab r GMmr GMm dr F W ---=•⎰=万有引力做的功2.48 222121b a ba ab kx kx dr F W -=•⎰=弹性力做的功 2.49 p p p E E E W b a ab∆-=-=保势能定义 2.50 mgh E p =重力的势能表达式 2.51 rGMmE p -=万有引力势能 2.52 221kx E p =弹性势能表达式 2.53 0k k E E W W -=+内外质点系动能的增量等于所有外力的功和内力的功的代数和(质点系的动能定理) 2.54 0k k E E W W W -=++非内保内外保守内力和不保守内力2.55 p p p E E E W ∆-=-=0保内系统中的保守内力的功等于系统势能的减少量2.56 )()(00p k p k E E E E W W +-+=+非内外2.57 p k E E E +=系统的动能k 和势能p 之和称为系统的机械能2.58 0E E W W -=+非内外质点系在运动过程中,他的机械能增量等于外力的功和非保守内力的功的总和(功能原理) 2.59常量时,有、当非内外=+===p k E E E W W 00如果在一个系统的运动过程中的任意一小段时间内,外力对系统所作总功都为零,系统内部又没有非保守内力做功,则在运动过程中系统的动能与势能之和保持不变,即系统的机械能不随时间改变,这就是机械能守恒定律。
2.6002022121mgh mv mgh mv +=+重力作用下机械能守恒的一个特例2.61 20202221212121kx mv kx mv +=+弹性力作用下的机械能守恒第三章 气体动理论1毫米汞柱等于133.3Pa 1mmHg=133.3Pa1标准大气压等户760毫米汞柱1atm=760mmHg=1.013×105Pa 热力学温度 T=273.15+t3.2气体定律==222111T V P T V P 常量 即 TV P =常量 阿付伽德罗定律:在相同的温度和压强下,1摩尔的任何气体所占据的体积都相同。
在标准状态下,即压强P 0=1atm 、温度T 0=273.15K 时,1摩尔的任何气体体积均为v 0=22.41 L/mol3.3 罗常量 N a =6.0221023 mol -13.5普适气体常量R 00T v P ≡国际单位制为:8.314 J/(mol.K)压强用大气压,体积用升8.206×10-2atm.L/(mol.K) 3.7理想气体的状态方程: PV=RT M M mol v=molM M(质量为M ,摩尔质量为M mol 的气体中包含的摩尔数)(R为与气体无关的普适常量,称为普适气体常量) 3.8理想气体压强公式 P=231v mn (n=VN为单位体积中的平均分字数,称为分子数密度;m 为每个分子的质量,v 为分子热运动的速率) 3.9 P=VNn nkT T N R V N mV N NmRT V M MRT A A mol ====(为气体分子密度,R 和N A 都是普适常量,二者之比称为波尔兹常量k=K J N RA/1038.123-⨯= 3.12 气体动理论温度公式:平均动能kT t 23=ε(平均动能只与温度有关)完全确定一个物体在一个空间的位置所需的独立坐标数目,称为这个物体运动的自由度。
双原子分子共有五个自由度,其中三个是平动自由度,两个适转动自由度,三原子或多原子分子,共有六个自由度)分子自由度数越大,其热运动平均动能越大。
每个具有相同的品均动能kT 213.13 kT it 2=ε i 为自由度数,上面3/2为一个原子分子自由度 3.14 1摩尔理想气体的内能为:E 0=RT ikT N N A A 221==ε 3.15质量为M ,摩尔质量为M mol 的理想气体能能为E=RT iM M E M M E mol mol 200==υ 气体分子热运动速率的三种统计平均值3.20最概然速率(就是与速率分布曲线的极大值所对应哦速率,物理意义:速率在p υ附近的单位速率间隔内的分子数百分比最大)mkTm kT p 41.12≈=υ(温度越高,p υ越大,分子质量m 越大p υ)3.21因为k=A N R和mNA=Mmol 所以上式可表示为molmol A p M RTM RT mN RTmkT41.1222≈===υ 3.22平均速率molmol M RT M RT m kT v 60.188≈==ππ 3.23方均根速率molmol M RTM RT v 73.132≈=三种速率,方均根速率最大,平均速率次之,最概速率最小;在讨论速率分布时用最概然速率,计算分子运动通过的平均距离时用平均速率,计算分子的平均平动动能时用分均根第四章 热力学基础热力学第一定律:热力学系统从平衡状态1向状态2的变化中,外界对系统所做的功W ’和外界传给系统的热量Q 二者之和是恒定的,等于系统内能的改变E 2-E 14.1 W ’+Q= E 2-E 14.2 Q= E 2-E 1+W 注意这里为W 同一过程中系统对外界所做的功(Q>0系统从外界吸收热量;Q<0表示系统向外界放出热量;W>0系统对外界做正功;W<0系统对外界做负功)4.3 dQ=dE+dW (系统从外界吸收微小热量dQ ,内能增加微小两dE,对外界做微量功dW 4.4平衡过程功的计算dW=PS dl =P dV 4.5 W=⎰21V V PdV4.6平衡过程中热量的计算 Q=)(12T T C M Mmol-(C 为摩尔热容量,1摩尔物质温度改变1度所吸收或放出的热量)4.7等压过程:)(12T T C M MQ p molp -= 定压摩尔热容量 4.8等容过程:)(12T T C M MQ v molv -=定容摩尔热容量4.9内能增量 E 2-E 1=)(212T T R iM M mol -i M M dE mol 2=4.11等容过程2211 T P T P V RM M T P mol ===或常量 4.12 4.13 Q v =E 2-E 1=)(12T T C M Mv mol-等容过程系统不对外界做功;等容过程内能变化4.14等压过程2211 T V T V P RM M T V mol ===或常量4.15 )()(121221T T R M MV V P PdV W V V mol⎰-=-==4.16 W E E Q P +-=12(等压膨胀过程中,系统从外界吸收的热量中只有一部分用于增加系统的内能,其余部分对于外部功) 4.17 R C C v p =- (1摩尔理想气体在等压过程温度升高1度时比在等容过程中要多吸收8.31焦耳的热量,用来转化为体积膨胀时对外所做的功,由此可见,普适气体常量R 的物理意义:1摩尔理想气体在等压过程中升温1度对外界所做的功。