大学物理D总结.ppt

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1、总目录,第01章 质点运动学,第02章 牛顿定律,第05章 静电场,第07章 恒定磁场,第12章 气体动理论,第13章 热力学基础,第14章 相对论,第15章 量子物理,大学物理 D,第一章 质点运动学,基本要求,掌握曲线运动的直角坐标和自然坐标描述，能计算圆周运动的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度,会处理简单的质点相对运动问题,会处理两类问题：(1)(2)轨迹方程,矢量,标量,角量,定义形式相同,位置矢量,角坐标,速度,角速度,加速度,角加速度,路径已知自然坐标系,与具体路径无关 普适,转动问题极坐标系,路程,速率,切向,法向,速度、加速度：相对性、矢量性、瞬时性,分量可正可负,一.

2、直角坐标描述,切向加速度,法向加速度,指向曲率圆圆心，表征速度方向的变化,at0：加速；at0：减速,二.自然坐标描述,匀变速率运动,为常数,路程,速率,特例：匀变速率直线运动、圆周运动,对匀减速运动，要求,角加速度 为常数,对比匀变速直线运动：,三.极坐标描述：匀变速圆周运动,可正可负,四.伽利略变换(低速、弱引力),(记忆)位矢关系：,绝对速度 相对速度 牵连速度,第二章 牛顿定律,基本要求,熟练掌握用隔离体法分析物体受力情况，能用微积分方法求解变力作用下的简单 质点动力学问题,掌握牛顿定律的基本内容及适用条件,一.牛顿第二定律,直角坐标,自然坐标,适用范围：质点、惯性系、宏观低速,二.常

3、见的力,：滑动摩擦系数；FN：正压力,(2)正压力&支持力：垂直于接触面,(1)重力,(3)弹簧弹性力,(4)滑动摩擦力,静摩擦力：方向由相对滑动趋势决定,已知运动求力已知力求运动,解题步骤,三.牛顿定律的应用,直角坐标：例1-3；自然坐标：例4-5,直线运动，力与速度有关,速度-时间关系,位移-速度关系,第五章 静电场,基本要求,掌握用叠加原理、高斯定理、电势 梯度求解带电系统电场强度的方法.,理解静电场的高斯定理和环路定理，明确 认识静电场是有源场和保守场.,一.库仑定律 场强叠加原理,步骤：选坐标系 写积分式 用对称性 算场分量 定场矢量,点电荷系的场强,电荷连续分布的带电体,电偶极子的

4、电场,带电体受的电场力：,(中垂面),(延长线),分子偶极矩：,负电中心指向正电中心,二.静电场的高斯定理,电场线，电通量,步骤：场对称性 取高斯面 算电通量 算电量和 定场矢量,静电场是有源场,几种特殊带电体的场强分布,无限大均匀带电平面,均匀带电球面,均匀带电柱面(直线),三.场强环路定理,电势能，电势，等势面,静电场是保守场(无旋场),电势差,点电荷 q 在 b 点的电势能：,计算电势的方法,电势叠加原理(电势零点要统一),计算场强的方法,场强叠加原理,由电场求电势：,由电势求电场：,高斯定理,将带电体的电量分为若干组，第 j 组单独产生电势 Uj,四.电场线与等势面,性质1.等势面内移

5、动电荷，电场力不做功,性质4.等势面稠密处电场强度大,性质3.电力线指向电势降落的方向,性质2.电力线与等势面处处正交,电场线起始于正电荷，终止于负电荷，不在无电荷处中断 电场线不闭合，两条电场线不相交,第七章 恒定磁场,基本要求,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.,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.,一.毕奥萨伐尔定律+磁场叠加原理,圆弧电流在圆心处,载流直导线：,右手螺旋定方向,右手螺旋,二.磁场高斯定理，安培环路定理,磁场是无源场,磁场是有旋场,磁场线 无头无尾的闭合曲线，与电流相套连且 成右手螺旋关系,安培环路

6、定理求磁场分布：柱、面,场对称性 取回路 算回路积分 算套连电流 定磁场矢量,电流分布镜像对称时磁场方向的判断,1.产生,静止电荷,运动电荷,2.受力 电荷,所有电荷,运动电荷,3.表观 性质,施力 作功,4.物理量,5.基本 性质(真空),场的产生与性质,静电场,稳恒磁场,场强，电势,磁感强度,(电流),施力,第十二章 气体动理论,基本要求,了解分子热运动的图像，理解平衡态、平衡过程、理想气体等概念,理解理想气体的压强公式和温度公式,了解自由度概念，理解能量均分定理，会计算理想气体的内能,一.理想气体的平衡态,平衡态：孤立系统宏观性质不随时间变化 的稳定状态(热动平衡),理想气体物态方程：,

7、气体的物态参量：p(Pa),V(m3),T(K),理想气体的微观模型,分子可视为遵从经典力学规律的质点,分子间只发生完全弹性碰撞，碰撞 前和碰撞后分子间均无相互作用力,平衡态的统计规律,二.理想气体的压强公式,分子平均平动动能,均方根速率,三.能量均分定理,气体处于平衡态时，分子每个自由度的平均能量都是 kT/2，分子平均能量为 i kT/2,刚性分子能量自由度 i=t+r,理想气体的内能只与温度有关,非刚性双原子分子 i=7,一般情形：自由度数目 i=t+r+v,平动,转动,振动,一般气体：E=E(T,V)=动能+势能,内能：系统处于平衡态时具有的能量,掌握内能、功、热量、准静态过程等概念,

8、掌握热力学第一定律，理解理想气体的 摩尔定体热容、摩尔定压热容，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.,第十三章 热力学基础,基本要求,一.热力学第一定律,普适定律：Q=E+W,+,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,对每个热力学过程，系统从外界获得的热量 Q，一部分使系统的内能变化E，另一部分转变为功 W.,正负,Q=E+W,1.热量 Q 和功 W 都是过程量，内能 E 是状态量,2.循环过程：末态与初态相同，E=0 Q=W,3.做功与传热的差别：做功是有规则能量的转移，传热是分子无规则运动能量的转移,二.气体的 p

9、-V 图,1.点 平衡态,曲线 准静态过程,曲线方程 过程方程,准静态过程：每一中间状态均可近似为 平衡态的过程,封闭曲线 循环过程,a,2.曲线下的面积 功,a,正循环(顺时针)：W1a2b1=W1a2-W1b20;逆循环(逆时针)：W 0,3.微变过程中的传热,Cm：摩尔热容(过程量),若 Cm 与温度无关，则,三.理想气体的典型(准静态)过程,名称,等体,等压,等温,绝热,过程方程,做功，传热，内能增量,理想气体摩尔定体、定压热容为常数,摩尔热容比,理想气体的内能变化,准静态过程：,任意过程：,第十四章 相对论,基本要求,理解伽利略变换及牛顿力学的绝对时空观，了解迈克耳孙莫雷实验,理解狭

10、义相对论的基本原理，掌握洛伦兹 变换式,理解同时的相对性、长度收缩和时间延缓，掌握狭义相对论的时空观,一.狭义相对性原理光速不变原理,狭义相对性原理 物理规律在所有惯性系中表达形式相同,光速不变原理 真空中光的传播速率 c 为常量，与光源 或观察者的运动状态无关,狭义相对论时空观 时间和空间的度量与参考系的选择有关，时间、空间、运动三者之间紧密相连,若,，则 S 系测量两个事件也同时发生,在相对 S 系以速度 运动的 S 系中测量：事件 A，B 同时发生；AB 位置矢量,若,，则 S 系测量两个事件不同时发生,二.同时的相对性，时间延缓,固有时：同地发生的两个事件的时间间隔,两地时：S 系中这

11、两个事件不同地，所测的,时间间隔,三.长度收缩,固有时最短固有长最长,静长 l0：物体静止时的长度(固有长度),长度收缩：在惯性系 S 测物体运动速度为，物体沿着运动方向的长度测值为，垂直运动方向的尺寸与静止时相同。,四.洛仑兹变换,基本要求,理解普朗克量子假设、爱因斯坦光量子假设、光的波粒二象性，掌握光电效应方程,了解经典物理理论在解释热辐射、光电效应、康普顿效应的实验规律时所遇到的困难.,了解德布罗意假设、电子衍射实验、实物粒子 的波粒二象性。理解物质波的波长与动量、频率与能量之间的关系,第十五章 量子物理,二.光电效应,饱和光电流,照射光强,光子的整体性：,一.黑体辐射,黑体：能完全吸收所有电磁波的物体,黑体辐射基本规律：,普朗克能量子假说：,红限,三.康普顿效应,康普顿公式,康普顿波长,c=0.00243nm,解释：X 射线光子与电子发生弹性碰撞,可见光：,X 射线：0.001-10 nm,与光电效应比较：所用电子、光子的区别,四.德布罗意波,验证电子波动性的实验,非相对论表示：,戴维孙-革末：电子晶体衍射，G.P.汤姆逊：电子衍射环纹,统计解释：某处德布罗意波的强度与 粒子在该处附近出现的概率成正比,