大學(xué)物理期末復(fù)習(xí)

基本要求：掌握描述剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物理量及角量與線(xiàn)量的關(guān)系。理解力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量概念，熟練掌握剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律。掌握角動(dòng)量概念，熟練掌握質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)動(dòng)動(dòng)及剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角動(dòng)量定恒定律。理解力矩的功和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能概念，能在有剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的問(wèn)題中正確應(yīng)用動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律。第四章剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)2

作用于質(zhì)點(diǎn)的合外力對(duì)參考點(diǎn)O

的力矩，等于質(zhì)點(diǎn)對(duì)該點(diǎn)O

的角動(dòng)量隨時(shí)間的變化率。質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量定理3沖量矩上式表明在力矩的持續(xù)作用下質(zhì)點(diǎn)角動(dòng)量的變化。反映的是力矩在

t時(shí)間內(nèi)的累積效應(yīng)。

質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量定理對(duì)同一參考點(diǎn)O，質(zhì)點(diǎn)所受的沖量矩等于質(zhì)點(diǎn)角動(dòng)量的增量。質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量定理4，由此常矢量即：如果對(duì)于某一固定點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)所受合外力矩為零,則此質(zhì)點(diǎn)對(duì)該固定點(diǎn)的角動(dòng)量矢量保持不變.關(guān)于合外力矩為零,有二種情況:當(dāng)時(shí)，有心力作用下質(zhì)點(diǎn)對(duì)力心的角動(dòng)量守恒。角動(dòng)量守恒定理當(dāng)或5O剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量將剛體視為質(zhì)點(diǎn)系處理，對(duì)每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)有對(duì)整個(gè)剛體求和剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量剛體的角動(dòng)量6對(duì)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體質(zhì)點(diǎn)mi受合力矩Mi(包括Miex、Miin

)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理對(duì)剛體求和7剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的合外力矩

定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律在轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題中的地位相當(dāng)于平動(dòng)時(shí)的牛頓第二定律8非剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理

對(duì)定軸轉(zhuǎn)的剛體，受合外力矩M，從到內(nèi)，角速度從

變?yōu)?/p>

，積分可得：剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理9，則若=常量剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量守恒定律OmvF·L（有心力）r（1）mvrsin=const.，（2）軌道在同一平面內(nèi)。10

角動(dòng)量守恒定律是自然界的一個(gè)基本定律.

內(nèi)力矩不改變系統(tǒng)的角動(dòng)量.

守恒條件若不變，不變；若變，也變，但不變.

在沖擊等問(wèn)題中常量討論11動(dòng)量定理角動(dòng)量定理形式上完全相同記憶上就可簡(jiǎn)化從動(dòng)量定理變換到角動(dòng)量定理只需將相應(yīng)的量變換一下名稱(chēng)上改變一下動(dòng)量定理和角動(dòng)量定理的比較12動(dòng)量定理角動(dòng)量定理動(dòng)量定理和角動(dòng)量定理的比較力力矩或角力動(dòng)量角動(dòng)量力的沖量力矩的沖量或沖量矩13比較力做功的功率力矩的功率力矩的功率14轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能15——?jiǎng)傮w繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理比較剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理力矩的功轉(zhuǎn)動(dòng)定律16各質(zhì)元重力勢(shì)能的總和，就是剛體的重力勢(shì)能。剛體的重力勢(shì)能等于其質(zhì)量集中在質(zhì)心時(shí)所具有的重力勢(shì)能?！罜hchimiΔEp=0有限體積剛體的重力勢(shì)能17質(zhì)點(diǎn)系功能原理對(duì)剛體仍成立：若體系是一個(gè)包含剛體、質(zhì)點(diǎn)、彈簧等復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)應(yīng)包括系統(tǒng)中所有物體的勢(shì)能定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的功能定理平動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能都計(jì)算18對(duì)于包括剛體在內(nèi)的體系，若只有保守內(nèi)力作功則剛體機(jī)械能守恒定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的機(jī)械能守恒定律第五章靜電場(chǎng)理解庫(kù)侖定律。掌握電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的概念。理解靜電場(chǎng)的高斯定理和環(huán)路定理。熟練掌握用點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理以及高斯定理求解帶電系統(tǒng)電場(chǎng)強(qiáng)度的方法；并能用電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)梯度的關(guān)系求解較簡(jiǎn)單帶電系統(tǒng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。熟練掌握用點(diǎn)電荷的電勢(shì)和疊加原理以及電勢(shì)的定義式求解帶電系統(tǒng)電勢(shì)的方法。20高斯定理是反映靜電場(chǎng)性質(zhì)的一個(gè)基本定理。問(wèn)題的提出：由原則上，任何電荷分布的電場(chǎng)強(qiáng)度都可以求出，為何還要引入高斯定理？高斯定理①

進(jìn)一步搞清靜電場(chǎng)的性質(zhì)；②便于電場(chǎng)的求解；③解決由場(chǎng)強(qiáng)求電荷分布的問(wèn)題。目的：21高斯定理庫(kù)侖定律電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理在點(diǎn)電荷q的電場(chǎng)中，通過(guò)求電通量導(dǎo)出。高斯定理的導(dǎo)出高斯定理22高斯定理在真空中的靜電場(chǎng)內(nèi)，通過(guò)任意封閉曲面的電通量等于該封閉曲面所包圍的電荷的電量的代數(shù)和的倍。高斯用電通量的概念給出電場(chǎng)和場(chǎng)源電荷之間的關(guān)系231.高斯定理可從庫(kù)侖定律嚴(yán)格導(dǎo)出，還可用于運(yùn)動(dòng)電荷的電場(chǎng)。高斯定理中的是閉合曲面面內(nèi)面外所有電荷共

同產(chǎn)生的。3.高斯面：閉合曲面.4.電通量：穿出為正，穿進(jìn)為負(fù).高斯定理24高斯定理5.只有閉合曲面內(nèi)部的電荷才對(duì)通過(guò)閉合曲面的總電通量有貢獻(xiàn)。6.高斯定理中的等于零時(shí)，閉合曲面上的電場(chǎng)不一定為零。

7.靜電場(chǎng)：有源場(chǎng).25常見(jiàn)的電量分布的對(duì)稱(chēng)性：球?qū)ΨQ(chēng)柱對(duì)稱(chēng)面對(duì)稱(chēng)均勻帶電的球體無(wú)限長(zhǎng)無(wú)限大點(diǎn)電荷球面帶電線(xiàn)柱面柱體平板平面高斯定律的成立條件是普遍的，但為了便于將高斯定理中面積分下的提到積分號(hào)外，帶電體必須具有良好的對(duì)稱(chēng)性。

利用高斯定理求解靜電場(chǎng)分布261.根據(jù)電荷分布的對(duì)稱(chēng)性分析電場(chǎng)分布的對(duì)稱(chēng)性；2.選擇適當(dāng)?shù)拈]合積分曲面作為高斯面；5.在有些問(wèn)題中，閉合面內(nèi)的凈電荷也要用積分計(jì)算。3.分析高斯面的各部分上的大小和方向以及cos的具體情況，將積出來(lái)；4.利用高斯定理，建立和生場(chǎng)電荷的聯(lián)系，并說(shuō)明的方向；利用高斯定理求解場(chǎng)強(qiáng)的步驟靜電力是保守力，靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)結(jié)論：靜電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)沿任意閉合路徑的線(xiàn)積分等于零。沿閉合路徑一周，電場(chǎng)力作功為零.

靜電場(chǎng)的環(huán)路定理27靜電力(保守力)做功和電勢(shì)能(勢(shì)能)增量的關(guān)系為電場(chǎng)力所做的功等于電勢(shì)能增量的負(fù)值即把電荷q0從A點(diǎn)移至B點(diǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功電勢(shì)能電荷q0

在電場(chǎng)中A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)能之差28電勢(shì)能差1.電勢(shì)能零點(diǎn)電勢(shì)能零點(diǎn)的選擇原則上是任意的選擇B為電勢(shì)能零點(diǎn)，即則當(dāng)生場(chǎng)電荷分布在有限區(qū)域時(shí)，把電勢(shì)能零點(diǎn)選擇在無(wú)限遠(yuǎn)處。即：電荷q0在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能等于把電荷從該點(diǎn)沿任意路徑移動(dòng)到電勢(shì)能零點(diǎn)靜電場(chǎng)力所做的功。292.電場(chǎng)力所做的功有正(例如在斥力場(chǎng)中)有負(fù)(例如在引力場(chǎng)中)，所以電勢(shì)能有正有負(fù)。3.電勢(shì)能是屬于電荷q0和產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷系

所共有的。4.電勢(shì)能和試驗(yàn)電荷有關(guān)，不能用來(lái)描述電場(chǎng)。電勢(shì)能5.單位SI單位：焦[耳](J)其它常用單位：電子伏特(eV)30電勢(shì)零點(diǎn)不同電勢(shì)不同電勢(shì)電場(chǎng)中任一點(diǎn)的電勢(shì)等于把單位正電荷自該點(diǎn)沿任意路徑移動(dòng)到電勢(shì)零點(diǎn)靜電場(chǎng)力所做的功，等于場(chǎng)強(qiáng)從該點(diǎn)沿任意路徑到電勢(shì)零點(diǎn)的線(xiàn)積分。定義：31（1）利用已知在積分路徑上的函數(shù)表達(dá)式有限大帶電體，選無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零.步驟：(1)計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)；(2)選擇合適的路徑L；

(3)分段積分(計(jì)算)。電勢(shì)的計(jì)算方法32（2）利用點(diǎn)電荷電勢(shì)的疊加原理步驟：(2)根據(jù)點(diǎn)電荷電勢(shì)公式由dq求出；(3)根據(jù)電勢(shì)疊加原理由求出。(1)選取電荷微元dq；電勢(shì)的計(jì)算方法3334求電場(chǎng)強(qiáng)度的三種方法1.利用電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理2.利用高斯定理3.利用電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系理解靜電場(chǎng)中導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)的條件，并能從靜電平衡條件來(lái)分析導(dǎo)體在靜電場(chǎng)中的電荷分布和電場(chǎng)分布。了解電介質(zhì)的極化及其微觀機(jī)理，理解電位移矢量D的概念，以及在各向同性介質(zhì)中電位移矢量D和電場(chǎng)強(qiáng)度E的關(guān)系。理解電介質(zhì)中的高斯定理，并會(huì)用它來(lái)計(jì)算電介質(zhì)中對(duì)稱(chēng)電場(chǎng)的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。理解電容的定義，能計(jì)算常見(jiàn)電容器的電容。了解電場(chǎng)能量密度的概念，能計(jì)算電場(chǎng)能量。第六章靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體與電介質(zhì)36（1）導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零；（2）導(dǎo)體表面處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，都與導(dǎo)體表面垂直.靜電平衡條件37+++++++++++----------------+++++電容率有介質(zhì)的高斯定理38有介質(zhì)時(shí)的高斯定理電位移通量電位移矢量

的高斯定理：通過(guò)任意封閉曲面的電位移通量等于該封閉面包圍的自由電荷的代數(shù)和。有介質(zhì)的高斯定理39電容器電容的計(jì)算（1）設(shè)兩極板分別帶電Q

（3）求兩極板間的電勢(shì)差U步驟（4）由C=Q/U求C（2）求兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度電容器40平行板電容器中靜電場(chǎng)的能量電場(chǎng)空間所存儲(chǔ)的能量電場(chǎng)能量密度靜電場(chǎng)的能量和能量密度理解恒定電流產(chǎn)生的條件，理解電流密度和電動(dòng)勢(shì)的概念。掌握描述磁場(chǎng)的物理量——磁感強(qiáng)度的概念。理解畢奧-薩伐爾定律，能利用它和疊加原理計(jì)算一些簡(jiǎn)單問(wèn)題中的磁感強(qiáng)度。理解恒定磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理。理解用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感強(qiáng)度的條件和方法。理解洛倫茲力和安培力的公式。能分析電荷在均勻電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)。了解磁矩的概念。能計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀載流導(dǎo)體和載流平面線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中所受的