大学物理考试总结.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,大 学 物 理,运动学与动力学,振动和波动,热学,电磁学,光学,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,第五章 机械振动,第六章 机械波,第七章 气体动理论,第八章 热力学基础,第九章 静电场,第十一章 恒定磁场,第十二章 电磁感应,第十四章 波动光学,掌握,位矢、位移、速度、加速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。,能,借助于直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度、加速度。,能,计算质点做圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。,求导,求导,积分,积分,第一章 质点运动学,1.,位矢和位移,一 运动的描述,运动方程,位移,注意,:,一般,2.,速度和速率,速度,速率,（速度合成）,3.,加速度,二,.,圆周运动,角速度,角加速度,速度,圆周运动,加速度,切向加速度,法向加速度,（指向圆心）,（沿切线方向）,第二章 牛顿定律,掌握,牛顿三定律及其适用条件。,能,求解一维变力作用下简单的质点动力学问题。,一,牛顿运动定律,第一定律：,惯性和力的概念，惯性系的定义,.,第二定律：,当 时，写作,第三定律,力的叠加原理,直角坐标表达形式,自然坐标表达形式,牛顿第二定律的数学表达式,一般的表达形式,（,1,）,万有引力,重力,二,几种常见的力,(3,）,摩擦力,滑动摩擦力,静摩擦力,（,2,）,弹性力,弹簧弹力,（张力、正压力和支持力）,1,）确定研究对象，,几个物体连在一起需作隔离体，把内力视为外力；,2,）,受力分析：画受力图,；,3,）,建立坐标系，列方程求解,；,(,用分量式,),4,）先用文字符号求解，后代入数据计算结果,.,三 应用牛顿定律解题的基本思路,一,理解,动量、冲量概念,掌握,动量定理和动量守恒定律,.,二,掌握,功的概念,能,计算变力的功,理解保守力作功的特点及势能的概念,会,计算万有引力、重力和弹性力的势能,.,三,掌握,动能定理、功能原理和机械能守恒定律,掌握,运用守恒定律分析问题的思想和方法,.,四 了解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点,.,第三章 动量守恒定律和能量守恒定律,一,.,动量、冲量、动量定理,机械运动的量度,质点的动量,力的冲量,力对时间的累计,质点的动量定理：,质点所受合,外力的冲量等于质点在此时间内动量的增量。,质点系的动量定理：,系统所受合,外力的冲量等于系统动量的增量。,二,.,质点系动量守恒定律,质点系所受合外力为零，系统总动量守恒。即,2.,某一方向合外力为零，则该方向,3.,只适用于惯性系；,4.,比牛顿定律更普遍的最基本的定律,.,说明：,1.,守恒条件：,合外力为零，或外力 内力；,三,.,功、功率,功率反映力做功快慢,功描述力的空间累积效应,四,.,动能、动能定理,动能,动能定理：,合外力对质点所作的功等于质点动能的增量。适用于惯性系。,五,.,保守力、非保守力、势能,保守力：力所作的功与路径无关，仅决定于相互作用质点的始末相对位置,.,势能,:,与物体间相互作用及相对位置有关的能量,.,2,、势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有关；,1,、势能是状态函数；,3,、势能是属于系统的；,说明,力学中常见的势能,弹性势能,引力势能,重力势能,六,.,功能原理、机械能守恒定律,质点系的功能原理：质点系机械能的增量等于外力和非保守内力作功之和,.,当,时，有,机械能守恒定律,只有保守内力作功的情况下，质点系的机械能保持不变,.,第五章 机械振动,一 掌握,描述简谐运动的各个物理量（特别是相位）的物理意义及各量间的关系,.,二 掌握,描述简谐运动的旋转矢量法和图线表示法，并会用于简谐运动规律的讨论和分析,.,三 掌握,简谐运动的基本特征，,能,建立一维简谐运动的微分方程，,能,根据给定的初始条件写出,一维简谐运动的运动方程,，并理解其物理意义,.,四 理解,同方向、同频率简谐运动的合成规律,.,.,四 理解,简谐运动的能量特征,.,一 简谐运动的描述和特征,4,加速度与位移成正比而方向相反,2,简谐运动的动力学描述,3,简谐运动的运动学描述,1,物体受线性回复力作用 平衡位置,5,三个特征量：,振幅,A,决定于振动的能量；,角频率 决定于振动系统的性质；,初相 决定于起始时刻的选择,.,三,简谐运动旋转矢量表示法,方法简单、直观,用于判断,简谐运动的,初相,及,相位,分析振动的合成问题,.,4,T,2,T,4,3,T,能量,四 简谐运动能量图,时,五 两个同方向同频率简谐运动的合成,两个同方向同频率简谐运动合成后仍为简谐运动,加强,减弱,第六章 机械波,一 掌握,描述简谐波的各物理量及各量间的关系；,二 理解,机械波产生的条件,.,掌握,由已知质点的简谐运动方程得出平面简谐波的波函数的方法,.,理解,波函数的物理意义,.,了解,波的能量传播特征及能流、能流密度概念,.,三 了解,惠更斯原理和波的叠加原理,.,理解,波的相干条件，,能,应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件；,一 机械波的基本概念,1,机械波产生条件：,1,）波源；,2,）弹性介质,.,机械振动在弹性介质中的传播形成波，波是运动状态的传播，介质的质点并不随波传播,.,.,2,描述波的几个物理量,波长,：一个完整波形的长度,.,周期,：波前进一个波长的距离所需要的时间,.,频率,：单位时间内波动所传播的完整波的数目,.,波速,：某一相位在单位时间内所传播的距离,.,周期或频率只决定于波源的振动；波速只决定于媒质的性质,.,二 平面简谐波的波函数,角波数,各质点相对平衡位置的,位移,波线上各质点,平衡,位置,波函数的物理意义,1,当,x,固定时，波函数表示该点的,简谐运动方程,，并给出该点与点,O,振动的相位差,.,2,当 一定时，波函数表示该时刻波线上各点相对其平衡位置的位移，即此刻的,波形,.,三 波动的能量,在波动传播的媒质中，任一体积元的动能、势能、总机械能均随时间作,同步地,周期性变化，,机械能不守恒,.,波动是能量传递的一种方式,.,五 波的叠加原理,波程差,若 则,其他,波的干涉,一 了解气体分子热运动的图像,.,二,理解,理想气体的压强公式和温度公式，通过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系，到阐明宏观量的微观本质的思想和方法,.,能,从宏观和微观两方面理解压强和温度等概念,.,了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现,.,第七章 气体动理论,三 了解自由度概念，,理解,能量均分定理，,会,计算理想气体（刚性分子模型）的定体摩尔热容、定压摩尔热容和内能,.,2,.,理想气体压强的微观公式,3,.,温度的统计意义,三个公式,1,.,理想气体状态方程（平衡态）,能量均分定理,气体处于平衡态时，分子任何一个自由度的平均能量都相等，均为,.,理想气体的内能,单原子分子,3 0 3,双原子分子,3 2 5,多原子分子,3 3 6,分子,自由度,平动,转动,总,刚性分子能量自由度,第八章 热力学基础,一,掌握,内能、功和热量等概念,.,理解准静态过程,.,二,掌握,热力学第一定律，,能,分析、计算理想气体在等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能的改变量,.,三,理解,循环的意义和循环过程中的能量转换关系，,会计算,卡诺循环和其他简单循环的效率,.,四 了解可逆过程和不可逆过程，了解热力学第二定律和熵增加原理,.,1.,准静态过程功的计算,（功,是,过程量）,2.,热量：,热量是高温物体向低温物体传递的能量,.,（热量也是过程量）,内能是,状态量,E=E,(,T,),3.,理想气体的内能,：理想气体不考虑分子间的相互作用，其内能只是分子的无规则运动能量（包括分子内原子间的振动势能）的总和，是温度的单值函数,.,理想气体内能变化与 的关系,4.,热力学第一定律,系统从外界吸收的热量，一部分使系统的内能增加，另一部分使系统对外界做功,.,Q=E,2,-,E,1,+W,对于无限小过程,d,Q,=,d,E,+,d,W,（注意：,各物理量符号的规定,）,+,系统吸热,系统放热,内能增加,内能减少,系统对外界做功,外界对系统做功,第一定律的符号规定,5.,循环,:,系统经过一系列状态变化后，又回到原来的状态的过程叫循环,.,循环可用,p,V,图上的一条闭合曲线表示,.,热机效率,热机,:,顺时针方向进行的循环,致冷系数,致冷机,:,逆时针方向进行的循环,卡诺,热机效率,卡诺,致冷机致冷系数,卡诺循环,:,系统只和两个恒温热源进行热交换的准静态循环过程,.,一 掌握,描述静电场的两个物理量,电场强度和电势的概念，理解电场强度,是矢量点函数，而电势,V,则是标量点函数,.,二 理解,高斯定理及静电场的环路定理是静电场的两个重要定理，它们表明静电场是有源场和保守场,.,三 掌握,用点电荷电场强度和叠加原理以及高斯定理求解带电系统电场强度的方法；并能用电场强度与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度,.,四 掌握,用点电荷和叠加原理以及电势的定义式求解带电系统电势的方法,.,第九章 静电场,二 反映静电场性质的两条基本定理,无旋场,高斯定理,有源场,环路定理,高斯定理和环路定理由库仑定律和场的叠加原理导出，反映了静电场是,有源无旋（保守）,场,.,一 静电场的理论基础,两条基本定律,库仑定律,电场强度的叠加原理,电场强度的求解方法,（,1,）,利用场强叠加原理,使用条件：原则上适用于任何情况,.,三 电场强度和电势,定义,（,2,）,利用高斯定理,使用条件：电场分布具有特殊对称性,.,电势的求解方法,（,1,）利用电势叠加原理,使用条件：,有限大带电体且选无限远处为电势零点,.,（,3,）,利用电势梯度关系求解场强,使用条件：对不能用高斯定理求解的情况，可先由,电势叠加原理求电势分布，再由梯度关系求解场强,.,（,2,）利用电势的定义,使用条件：场强分布已知或很容易确定,.,一 掌握,描述磁场的物理量,磁感强度的概念，理解它是矢量点函数,.,二 理解,毕奥萨伐尔定律，能利用它计算一些简单问题中的磁感强度,.,三 理解,稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理,.,理解用安培环路定理计算磁感强度的条件和方法,.,四 理解,洛伦兹力和安培力的公式，,能分析,电荷在均匀电场和磁场中的受力和运动,.,了解磁矩的概念,.,能计算,简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长载流直导体产生的非均匀磁场中所受的力和力矩,.,第十一章 恒定磁场,1.,电流元的磁场,毕奥,萨伐尔定律,2.,载流导线的磁场,磁感强度叠加原理,（注意熟记几种特殊形状载流导线的磁场）,载流长直导线的磁场,无限长载流长直导线的磁场,半无限长载流长直导线的磁场,圆形载流导线中心,几种特殊形状载流导线的磁场：,磁场的高斯定理和安培环路定理反映了磁场是,无源有旋（非保守）,场,.,3.,反映磁场性质的两条基本定理,有旋场,磁场的高斯定理,无源场,安培环路定理,4.,磁感强度的求解方法：,（,1,）利用磁感强度叠加原理,使用条件：原则上适用于任何情况,.,（,2,）利用安培环路定理,使用条件：磁场分布具有特殊对称性,.,（,2,）磁场对载流导线的作用力,安培力,电流元受到的安培力,载流导线受到的安培力,（,3,）磁场对平面载流线圈的作用,5.,磁场对运动电荷、电流的作用,（,1,）磁场对运动电荷的作用力,洛仑兹力,一 掌握,并,能,熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律来计算感应电动势，并判明其方向,.,二 理解,动生电动势和感生电动势的本质,.,了解有旋电场的概念,.,第十二章 电磁感应,1.,法拉第电磁感应定律,一 电磁感应定律,2.,楞次定律,二 动生电动势和感生电动势（按产生原因分类）,1.,动生电动势,2.,感生电动势,由变化的磁场可以激发感生电场 ，它是有旋场，注意与静电场的区别,.,方程的积分形式,麦克斯韦电磁场,静电场为有源场,变化磁场激发涡旋电场,磁场为无源场,传导电流与变化电场激发涡旋磁场,一 光的干涉,1,理解,相干光的条件及获得相干光的方法,.,2,掌握,光程的概念以及光程差和相位差的关系，理解在什么情况下的反射光有相位跃变,.,3,能,分析杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置,.,第十四章 波动光学,二 光的衍射,1,理解,用波带法来分析单缝的夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法，会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响,.,2.,理解,光栅衍射公式,会确定光栅衍射谱线的位置，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响,.,三光的偏振,1.,理解,自然光与偏振光的区别,;,2.,理解,布儒斯特定律和马吕斯定律,;,一 相干光,2,）相干光的产生,:,波阵面分割法；振幅分割法,.,1,）相干条件：振动方向相同；频率相同；相位差恒定,.,二 杨氏双缝干涉实验,条纹间距,:,用波阵面分割法产生两相干光源,.,干涉条纹是等间距的直条纹,.,1,）相位差和光程差的关系,三 光程,:,媒质折射率与光的几何路程之积,=,光程差,光在真空中波长,2,）透镜不引起附加的光程差,3,）光由光疏媒质射向光密媒质而在界面上反射时，发生半波损失，这损失相当于 的光程,.,三 薄膜干涉,入射光在薄膜上表面由于反射和折射而“分振幅”，在上下表面反射的光为相干光,.,当 时,当光线垂直入射时,当 时,等厚,干涉,1,）干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚度相等的点的轨迹,2,）厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长条纹不等间距,3,）条纹的动态变化分析（变化时）,4,）半波损失需具体问题具体分析,明纹,暗纹,劈尖条纹间距,=,+,=,2,2,l,nd,四 夫琅禾费衍射,暗纹中心,明纹中心,个半波带,个半波带,中央明纹中心,单缝衍射：可用半波带法分析，单色光垂直入射时,暗,环半径,明,环半径,牛顿环,六 光的偏振,光波是横波，电场矢量表示光矢量，光矢量方向和光传播方向构成振动面,.,三类偏振态,:,自然光、偏振光、部分偏振光,.,线偏振光,:,可用偏振片产生和检验,.,马吕斯定律,强度为 的偏振光通过检偏振器后,出射光的强度为,五 光栅衍射条纹的形成,光栅的衍射条纹是单缝衍射和多光束干涉的总效果,.,