普通物理學(xué)復(fù)習(xí)綱要(力學(xué)-熱學(xué))

PAGEPAGE4普通物理學(xué)復(fù)習(xí)綱要（1）第一章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)一．參照系與坐標(biāo)系1．參照系：運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，所以需要參照系。選擇不同參照系對(duì)同一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述是不同的。2．坐標(biāo)系：為定量描述質(zhì)點(diǎn)的位置變化，需建立坐標(biāo)系。二．描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量1．位置矢量、運(yùn)動(dòng)方程與軌道方程位置矢量：運(yùn)動(dòng)方程：軌道方程：2．位移與路程位移：=路程：s=3．速度，平均速度：瞬時(shí)速度：平均速率：瞬時(shí)速率：，注意:矢量的增量的模不是矢量模的增量4．加速度平均加速度：瞬時(shí)加速度：三．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的一般計(jì)算1）已知運(yùn)動(dòng)方程，求速度和加速度2）已知加速度和初始條件，求速度和運(yùn)動(dòng)方程積分常數(shù)、由初始條件、確定。四．圓周運(yùn)動(dòng)：1.圓周運(yùn)動(dòng)的加速度：，，2.圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述：3.角量與線量的關(guān)系：，五．相對(duì)運(yùn)動(dòng)：位移速度加速度物體相對(duì)相對(duì)物體相對(duì)第二章質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)一．牛頓運(yùn)動(dòng)定律1．理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律1）第一定律定性反映了物體的運(yùn)動(dòng)與其受力之間的關(guān)系：力求使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變；第二定律定量性反映了物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與其受力之間的關(guān)系：；牛頓第三定律反映了力的來源：力來自物體間的相互作用。牛頓運(yùn)動(dòng)三定律反映了物體間的相互作用和物體運(yùn)動(dòng)之間的相互關(guān)系：正是由于物體間的相互作用使得物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷發(fā)生改變，使得自然界千變?nèi)f化，多姿多彩。2）物體的質(zhì)量：物體慣性大小的量度。3）力：物體與物體間的相互作用。4）牛頓運(yùn)動(dòng)定律只有在慣性參照系中成立。2．牛頓第二定律的應(yīng)用牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：矢量式：分量式：直角坐標(biāo)系：自然坐標(biāo)系：用牛頓第二定律解質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)問題：1）已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)：，求質(zhì)點(diǎn)的受力：求導(dǎo)過程2）已知質(zhì)點(diǎn)的受力：，求質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)：解微分方程解題要點(diǎn)：0）必須首先考慮是否要選取慣性系來研究問題，如是，則必須首先指明慣性系1）受力分析（隔離法）2）對(duì)每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)寫出牛頓方程的矢量量式：3）建立坐標(biāo)系，對(duì)于所有的矢量性物理量，如果要轉(zhuǎn)化到分量方程，則必須首先指明一致的正方向。然后，每一個(gè)矢量的轉(zhuǎn)化必須嚴(yán)格參照這個(gè)一致選定的正方向?；噶渴綖榉至渴?）解方程（組）3．質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理（1）質(zhì)心：由下式?jīng)Q定的位置矢量所表示的點(diǎn)C稱為質(zhì)點(diǎn)系的質(zhì)心：（）質(zhì)量連續(xù)分布：（2）質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理二．動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒定律1．單質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理2．質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理內(nèi)力只是使系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生動(dòng)量的交換，但不改變系統(tǒng)的總動(dòng)量。3．質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量守恒定律若系統(tǒng)在某一方向所受的合力為零，則該方向動(dòng)量守恒。三．動(dòng)能定理、功能原理與機(jī)械能守恒定律1．單質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理2．質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理內(nèi)力不改變系統(tǒng)的組動(dòng)量，但內(nèi)力要改變系統(tǒng)的總動(dòng)能。3．質(zhì)點(diǎn)系的勢能與功能原理保守力：做功只與物體的始、末位置有關(guān)，而與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)的力。質(zhì)點(diǎn)系的勢能：受保守力作用的質(zhì)點(diǎn)在空間某一點(diǎn)的勢能為將質(zhì)點(diǎn)從零勢能參考點(diǎn)沿任意路徑運(yùn)動(dòng)到該點(diǎn)的過程中保守力作功的負(fù)值：為零勢能參考點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)系的功能原理：4．機(jī)械能守恒定律封閉保守系統(tǒng)：第三章剛體力學(xué)基礎(chǔ)一．剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的描述1．描述剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物理量角位置：角速度：角加速度：角速度和角加速度均為矢量，定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中其方向沿轉(zhuǎn)軸的方向并滿足右手螺旋定則。2．角量和線量的關(guān)系，二．轉(zhuǎn)動(dòng)定律1．力矩：2．轉(zhuǎn)動(dòng)慣量物理意義：剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的量度。計(jì)算：3．轉(zhuǎn)動(dòng)定律的應(yīng)用解題要點(diǎn)：1）受力分析2）列方程：3）解方程二．動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒1．剛體的動(dòng)能定理：2．含有剛體的的復(fù)雜系統(tǒng)的機(jī)械能守恒：封閉保守系統(tǒng)，機(jī)械能守恒，即常數(shù)三．角動(dòng)量定理與角動(dòng)量守恒定律1．剛體的的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律2．含有剛體和質(zhì)點(diǎn)的復(fù)雜系統(tǒng)的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律：第五章熱力學(xué)基礎(chǔ)一．平衡態(tài)理想氣體狀態(tài)方程1．平衡態(tài)：任何系統(tǒng)，只要與外界無能量交換與物質(zhì)交換，最終都要趨于以穩(wěn)定的狀態(tài)——平衡態(tài)。系統(tǒng)的每一平衡態(tài)都有一定的狀態(tài)參量和內(nèi)能E。2．理想氣體狀態(tài)方程二．熱力學(xué)第一定律1．熱力學(xué)第一定律：系統(tǒng)所吸收的熱量，一部分使系統(tǒng)的內(nèi)能增加，另一部分用于系統(tǒng)對(duì)外做功，即：，決定于系統(tǒng)的始、末狀態(tài)。A：與過程有關(guān)。已知過程，即已知曲線或可計(jì)算。Q：與過程有關(guān)。由A和并根據(jù)熱力學(xué)第一定律可求Q。2．熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用三．循環(huán)過程1．循環(huán)過程：系統(tǒng)經(jīng)過一系列變化過程又回到原來的狀態(tài)，這樣周而復(fù)始的變化過程為循環(huán)過程。2．熱機(jī)的效率和冷機(jī)的致冷系數(shù)解題要點(diǎn)：1）分析循環(huán)由哪些分過程組成，并確定哪些是吸熱過程，哪些是放熱過程。2）計(jì)算Q1、Q23）由或計(jì)算或w3．卡諾熱機(jī)的效率和卡諾冷機(jī)的致冷系數(shù)卡諾熱機(jī)：工作于兩恒溫?zé)嵩矗ǜ邷責(zé)嵩碩1和低溫?zé)嵩碩2）之間的可逆熱機(jī)稱為卡諾熱機(jī)。卡諾熱機(jī)的效率：卡諾冷機(jī)：工作于兩恒溫?zé)嵩矗ǜ邷責(zé)嵩碩1和低溫?zé)嵩碩2）之間的可逆冷機(jī)稱為卡諾冷機(jī)?？ㄖZ冷機(jī)的致冷系數(shù)：四．熱力學(xué)第二定律1．熱力學(xué)第二定律的兩種描述開爾文描述：不可能從單一熱源吸取熱量使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響?？藙谛匏姑枋觯簾崃坎豢赡軓牡蜏匚矬w傳給高溫物體而不引起其它變化。2．可逆過程與不可逆過程設(shè)在某一過程L中，系統(tǒng)從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。如果能使系統(tǒng)從狀態(tài)B逆向回復(fù)到初狀態(tài)A，而同時(shí)外界也恢復(fù)原狀，過程L就稱為可逆過程。如果系統(tǒng)不能回復(fù)到原狀態(tài)A，或者雖然能回復(fù)到初態(tài)A，但外界不能恢復(fù)原狀，那么過程L稱為不可逆過程。3．熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)：與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際自然過程都是不可逆過程。第六章氣體分子運(yùn)動(dòng)論一．分子熱運(yùn)動(dòng)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律宏觀系統(tǒng)由大量的分子組成，分子處于不停的熱運(yùn)動(dòng)之中。個(gè)別分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無章的，但大量分子運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)滿足一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。在一定平衡態(tài)下，分子各微觀量的平均值是一定的，分子按各微觀量大小的分布是一定的。二．麥克斯韋分子速率分布律1．分子速率分布律：當(dāng)系統(tǒng)處于溫度為T的平衡態(tài)時(shí)，速率在之間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比為2．最可幾速率平均速率方均根速率（1）最可幾速率vp：（2）平均速率：（3）方均根速率：三．氣體的壓強(qiáng)1．壓強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)意義：壓強(qiáng)是大量氣體分子對(duì)容器壁發(fā)生碰撞，從而對(duì)容器壁產(chǎn)生沖力的宏觀表現(xiàn)。2．壓強(qiáng)公式四．氣體的溫度1．溫度的統(tǒng)計(jì)意義：溫度是大量氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能的量度。2．溫度公式：五．氣體的內(nèi)能1．內(nèi)能的統(tǒng)計(jì)意義：理想氣體的內(nèi)能為所有氣體分子的平均能量之和。2．內(nèi)能公式：當(dāng)系統(tǒng)處于溫度為T（常溫）的平衡態(tài)時(shí)：（1）分子沿任一自由度運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能：。（2）分子的平均動(dòng)能：（3）系統(tǒng)的內(nèi)能：

第七章電荷與電場一．電場強(qiáng)度1．電場電場強(qiáng)度：電場由電荷產(chǎn)生?？臻g某點(diǎn)的電場強(qiáng)度定義為單位試驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場力，即2．電場強(qiáng)度的計(jì)算（Ⅰ）：一般電荷系電場的計(jì)算，說明：為矢量積分，先分解后積分。3．幾種常見電荷系的電場（Ⅰ）1）均勻帶電圓環(huán)軸線上的電場強(qiáng)度2）無限大均勻帶電平面的電場強(qiáng)度說明：計(jì)算較為復(fù)雜的電荷系的電場時(shí)，可將該電荷系視為由電場已知或容易計(jì)算的帶電體組成。（例如，均勻帶電的圓盤可視為由無限個(gè)均勻帶電的圓環(huán)組成）二．高斯定理1．電通量：通過電場中任一給定曲面的電場線總數(shù)，稱為通過該曲面的電通量，即2．高斯定理：靜電場中通過任一閉合曲面的電場強(qiáng)度的通量等于被包圍在該閉合面內(nèi)的電荷的代數(shù)和除以，即3．電場強(qiáng)度的計(jì)算（Ⅱ）：電荷對(duì)稱分布的電荷系電場的計(jì)算解題要點(diǎn):1）選擇適當(dāng)?shù)拈]合面(高斯面)S，計(jì)算球?qū)ΨQ[]：柱對(duì)稱[]：2）計(jì)算3）由計(jì)算4．幾種常見電荷系的電場（Ⅱ）1）均勻帶電球體的電場2）均勻帶電的無限長圓柱體的電場三．電勢1．靜電場的環(huán)路定理：靜電場中，電場強(qiáng)度沿任一閉合路徑的積分為零，即2．電勢的定義：電場中某一點(diǎn)P的電勢等于把單位正電荷從P點(diǎn)移到無限遠(yuǎn)電場力所做的功，即3．電勢的計(jì)算方法Ⅰ：計(jì)算一般電荷系的電勢，說明：為代數(shù)積分.方法Ⅱ：計(jì)算電荷對(duì)稱分布的電荷系的電勢解題要點(diǎn)：1）由高斯定理：計(jì)算空間的電場分布2）通過積分：計(jì)算空間P的電勢球?qū)ΨQ或柱對(duì)稱[]：若則4．電場強(qiáng)度與電勢梯度的關(guān)系四．電場對(duì)電荷的作用1．電場對(duì)點(diǎn)電荷的作用作用力：作用能：做功：2．電場對(duì)電偶極子的作用作用力矩：（）作用能：做功：五．靜電中場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)1．導(dǎo)體靜電平衡時(shí)的性質(zhì)（1）電場：導(dǎo)體內(nèi)部任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零；導(dǎo)體表面上任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與導(dǎo)體表面垂直。（2）電勢：導(dǎo)體是一個(gè)等勢體；導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢面。（3）電荷：1）導(dǎo)體內(nèi)部無靜電荷存在，電荷只分布在導(dǎo)體表面。2）導(dǎo)體表面的電荷密度與導(dǎo)體表面的電場強(qiáng)度滿足以下關(guān)系：3）導(dǎo)體表面曲率越大處，電荷密度越大，電場強(qiáng)度也越大，反之越小。說明：空腔導(dǎo)體空腔內(nèi)的電場強(qiáng)度為零；空腔導(dǎo)體的電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上，內(nèi)表面無電荷存在。2．電容器的電容（1）電容器電容的定義為兩極板之間的電勢差（2）電容器的電容的計(jì)算解題要點(diǎn)：1）假設(shè)電容器帶電q，求出兩極板間電場的分布：2）由計(jì)算UAB3）由計(jì)算C（3）電容器的串聯(lián)和并聯(lián)電容器的串聯(lián)電容器的并聯(lián)3．電介質(zhì)的極化規(guī)律（1）極化強(qiáng)度（2）極化強(qiáng)度和極化電荷的關(guān)系4．有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理（1）電位移矢量（2）有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理：通過任一閉合曲面的電位移的通量等于該閉合曲面所包圍的自由電荷的代數(shù)和：說明：中不包含極化電荷。（3）、、三者的關(guān)系：一般情況：均勻線性的電介質(zhì)：：電介質(zhì)的極化率：電介質(zhì)的相對(duì)介電系數(shù)：：電介質(zhì)的介電系數(shù)：（4）高斯定理的應(yīng)用：計(jì)算有電介質(zhì)時(shí)對(duì)稱分布的電荷系的電場解題要點(diǎn)：1）由計(jì)算D（不考慮電介質(zhì)）2）由計(jì)算E（考慮電介質(zhì)）六．電荷系的靜電能靜電場的能