大學(xué)物理（理工科非物理類專業(yè)）全套教學(xué)課件

大學(xué)物理共13章：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)、剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波、氣體動(dòng)理論、熱力學(xué)基礎(chǔ)、靜電場(chǎng)、恒定磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)與電磁場(chǎng)、波動(dòng)光學(xué)、狹義相對(duì)論和量子物理基礎(chǔ)全套可編輯PPT課件質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)/01本章導(dǎo)讀3物體之間或同一物體各部分之間相對(duì)位置的變化稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)（簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)），它是自然界中最簡(jiǎn)單、最基本的運(yùn)動(dòng)形式。物理學(xué)中研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科稱為力學(xué)。在力學(xué)中，研究物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)隨時(shí)間變化規(guī)律的學(xué)科稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)。質(zhì)點(diǎn)是最簡(jiǎn)單、最理想的力學(xué)模型。1.1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1.1.1質(zhì)點(diǎn)研究物體的運(yùn)動(dòng)，首先要確定物體的位置。在某些情況下卻可以不考慮物體的大小和形狀，從而使問題簡(jiǎn)化。例如，一列火車由北京開往天津，當(dāng)我們討論火車的運(yùn)行速度或運(yùn)行時(shí)間這類問題時(shí)，由于列車的長(zhǎng)度比北京到天津的距離小得多，所以就可以不考慮列車的長(zhǎng)度。在這些情況下，我們可以把物體看作一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，或者說，可以用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)來代替整個(gè)物體，這樣的點(diǎn)就稱為質(zhì)點(diǎn)。1.1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1.1.2參考系與坐標(biāo)系參考系：要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，需要以某個(gè)物體作為參考，這個(gè)被選作參考的物體稱為參考系。通常，研究地面上的物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，以地面作為參考系。在不指明參考系時(shí)，通常是以地球?yàn)閰⒖枷档?。要想定量地描述物體的運(yùn)動(dòng)，就必須在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。坐標(biāo)系分類：直角坐標(biāo)系、極坐標(biāo)系、自然坐標(biāo)系、球坐標(biāo)系、柱坐標(biāo)系1.1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1.1.3位置矢量與位移1．位置矢量定義：在選定的直角坐標(biāo)系里，用一個(gè)由原點(diǎn)指向質(zhì)點(diǎn)的矢量表示質(zhì)點(diǎn)在空間的位置，該矢量稱為位置矢量，簡(jiǎn)稱位矢，用符號(hào)r表示。，，質(zhì)點(diǎn)的位矢與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)。1.1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1.1.3位置矢量與位移2．運(yùn)動(dòng)方程，，1.1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1.1.3位置矢量與位移3．軌跡方程定義：如果從運(yùn)動(dòng)方程中消去時(shí)間t，則可得到x，y，z之間的關(guān)系式，稱為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡方程。4．位移定義：即從物體的初位置指向末位置的有向線段。位移既有大小，也有方向，故為矢量。，，

1.1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1.1.3位置矢量與位移4．位移，，1.1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1.1.4速度速度：物理學(xué)中用速度表示運(yùn)動(dòng)的快慢。物體的位移與發(fā)生這一位移所用時(shí)間的比值，稱為物體運(yùn)動(dòng)的速度。速度不但有大小，而且有方向，也是矢量。速度的大小稱為速率。，，1.1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1.1.5加速度加速度：為了描述速度變化的快慢，這里引入加速度的概念。加速度是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向隨時(shí)間變化快慢的物理量，通常用字母a來表示。1．平均加速度，，1.1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1.1.5加速度2．瞬時(shí)加速度，，1.1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1.1.6運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類問題一類是已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程，求解任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度的問題；另一類是已知質(zhì)點(diǎn)的加速度和初始條件，求任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度和運(yùn)動(dòng)方程的問題。，，，，1.2直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動(dòng)是一維運(yùn)動(dòng)，因而我們只需選取運(yùn)動(dòng)的直線作為坐標(biāo)軸即可。，，，，1.2直線運(yùn)動(dòng)1．勻速直線運(yùn)動(dòng)，，，，2．勻變速直線運(yùn)動(dòng)1.2直線運(yùn)動(dòng)例題講解1，，，，1.2直線運(yùn)動(dòng)例題講解2，，，，1.2直線運(yùn)動(dòng)例題講解3，，，，1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.1圓周運(yùn)動(dòng)的線量描述，，，，兩個(gè)單位矢量切向單位矢量：沿質(zhì)點(diǎn)所在點(diǎn)的軌道切線方向；法向單位矢量：垂直于在同一點(diǎn)的切向單位矢量而指向曲線的凹側(cè)。質(zhì)點(diǎn)的速度：1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.1圓周運(yùn)動(dòng)的線量描述，，，，1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.1圓周運(yùn)動(dòng)的線量描述，，，，1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.2圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述，，，，質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，除了用線量描述之外，還可以用角量來描述。角坐標(biāo)：（代數(shù)量）從OM起沿逆時(shí)針方向的角坐標(biāo)為正，反之為負(fù)。1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.2圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述，，，，1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.2圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述，，，，1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.2圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述，，，，1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.3勻角速圓周運(yùn)動(dòng)和勻角加速圓周運(yùn)動(dòng)，，，，1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.3勻角速圓周運(yùn)動(dòng)和勻角加速圓周運(yùn)動(dòng)，，，，1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.4向心力，，，，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，力在速度方向上的分力等于零，即它的方向是與速度方向垂直，指向圓心的。向心力：使物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的力。在光滑水平桌面的O點(diǎn)固定一根釘子，把繩的一端套在釘子上，另一端系一個(gè)小球，當(dāng)小球在桌面上繞著O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所受到的繩子拉力就是它的向心力，方向沿著半徑指向圓心。1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.4向心力，，，通過實(shí)驗(yàn)來研究向心力的大小與哪些因素有關(guān)：向心力演示器質(zhì)量不同，兩球的運(yùn)動(dòng)半徑R和角速度w相同

質(zhì)量越大，所需的向心力就越大質(zhì)量相同，運(yùn)動(dòng)半徑相同

角速度越大，所需的向心力越大質(zhì)量相同，角速度相同

運(yùn)動(dòng)半徑越大，所需的向心力越大1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.5向心加速度，，，，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在向心力F的作用下必然要產(chǎn)生一個(gè)加速度，這個(gè)加速度的方向與向心力的方向相同，總指向圓心，稱作向心加速度。1.3圓周運(yùn)動(dòng)例題講解4，，，，1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.6離心運(yùn)動(dòng)，，，，做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身的慣性，總有沿著圓周切線飛出去的趨勢(shì)，它之所以沒有離開圓周，是因?yàn)槭艿较蛐牧Φ淖饔?。一旦向心力消失，如?xì)繩突然斷了，物體就會(huì)沿切線方向飛出去，離圓心越來越遠(yuǎn)。在合外力F不足以提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí)，物體也會(huì)逐漸遠(yuǎn)離圓心。

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在向心力不足或向心力突然消失時(shí)，將逐漸遠(yuǎn)離圓心，我們將這種運(yùn)動(dòng)稱為離心運(yùn)動(dòng)。1.3圓周運(yùn)動(dòng)1.3.6離心運(yùn)動(dòng)，，，，

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在向心力不足或向心力突然消失時(shí)，將逐漸遠(yuǎn)離圓心，我們將這種運(yùn)動(dòng)稱為離心運(yùn)動(dòng)。離心干燥器洗衣機(jī)脫水桶1.4相對(duì)運(yùn)動(dòng)1.3.6離心運(yùn)動(dòng)，，，，觀察和描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須首先選擇參考系。選擇的參考系不同，質(zhì)點(diǎn)的位矢、速度和加速度等都不同。1.4相對(duì)運(yùn)動(dòng)例題講解5，，，，1.4相對(duì)運(yùn)動(dòng)例題講解5，，，，本章小結(jié)1．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述，，，，（1）在觀察一個(gè)物體的位置及位置變化時(shí)，總要選取其他物體作為參考，被選作參考的物體稱為參考系。（2）當(dāng)物體的大小和形狀在所研究的問題中的作用可以忽略不計(jì)時(shí)，可把物體的全部質(zhì)量放在其重心上，將其當(dāng)作一個(gè)具有一定質(zhì)量，而沒有大小和形狀的幾何點(diǎn)來處理。（3）描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量主要有位移、速度和加速度等。本章小結(jié)2．直線運(yùn)動(dòng)，，，，本章小結(jié)3．圓周運(yùn)動(dòng)，，，，（1）圓周運(yùn)動(dòng)有線量描述和角量描述兩種描述方法。（2）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在向心力不足或向心力突然消失時(shí)，將逐漸遠(yuǎn)離圓心，做離心運(yùn)動(dòng)。本章小結(jié)4．相對(duì)運(yùn)動(dòng)，，，，Thanks

大學(xué)物理大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)/02本章導(dǎo)讀44質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)只研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)隨時(shí)間的變化規(guī)律，而未涉及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因。研究質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用，以及這種作用所引起的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化規(guī)律的學(xué)科稱為質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)。質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)最基本的定律是牛頓運(yùn)動(dòng)定律。本章將主要介紹牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用，并介紹一些運(yùn)動(dòng)的守恒量和守恒定律。2.1牛頓運(yùn)動(dòng)定律2.1.1牛頓第一定律牛頓第一定律：任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。慣性：物體在不受外力時(shí)，都具有保持其靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性。

慣性是物體本身所具有的屬性，它與物體是否受力、是否運(yùn)動(dòng)無關(guān)，也與物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)。力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因。

由于物體具有慣性，所以要使其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，必須有其他物體對(duì)它作用。2.1牛頓運(yùn)動(dòng)定律2.1.2牛頓第二定律牛頓第二定律：運(yùn)動(dòng)的變化與所受的合外力成正比，其方向?yàn)楹贤饬ψ饔玫姆较?。牛頓將“運(yùn)動(dòng)”一詞定義為物體（應(yīng)理解為質(zhì)點(diǎn)）的質(zhì)量和速度的乘積，我們將這一乘積稱為物體的動(dòng)量。2.1牛頓運(yùn)動(dòng)定律2.1.2牛頓第二定律2.1牛頓運(yùn)動(dòng)定律2.1.2牛頓第二定律應(yīng)用牛頓第二定律時(shí)需注意：牛頓第二定律只適用于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，且只適用于慣性系。牛頓第二定律所表示的合外力F與加速度a之間的關(guān)系是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。牛頓第二定律體現(xiàn)力的疊加原理。2.1牛頓運(yùn)動(dòng)定律2.1.2牛頓第二定律2.1牛頓運(yùn)動(dòng)定律2.1.2牛頓第二定律2.1牛頓運(yùn)動(dòng)定律2.1.3牛頓第三定律應(yīng)用牛頓第三定律時(shí)需注意：作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，任何一方不能孤立地存在。作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上，其效果不能相互抵消。作用力和反作用力是屬于同種性質(zhì)的力。2.2力學(xué)中常見的幾種力2.2.1萬有引力萬有引力：宇宙中任何物體之間都存在著一種相互吸引力。萬有引力定律：在兩個(gè)相距為r，質(zhì)量分別為的質(zhì)點(diǎn)間有萬有引力，其方向沿著它們的連線，大小與它們質(zhì)量的乘積成正比，與它們之間距離r的平方成反比。2.2力學(xué)中常見的幾種力2.2.1萬有引力2.2力學(xué)中常見的幾種力2.2.1萬有引力2.2力學(xué)中常見的幾種力2.2.2重力2.2力學(xué)中常見的幾種力2.2.3彈力彈力：發(fā)生彈性形變的物體，其內(nèi)部產(chǎn)生的欲使其恢復(fù)形狀的力。彈力產(chǎn)生在直接接觸且發(fā)生彈性形變的物體之間，它的方向總是垂直于接觸面指向?qū)Ψ健３Ｒ姷膹椓τ校簭椈杀焕旎驂嚎s時(shí)作用于物體上的力，繩索被拉緊時(shí)所產(chǎn)生的張力，重物放在支承面上所產(chǎn)生的正壓力（作用在支承面上）和支持力（作用在重物上）等。2.2力學(xué)中常見的幾種力2.2.3彈力2.2力學(xué)中常見的幾種力2.2.4摩擦力摩擦力：兩個(gè)相互接觸的物體做相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。在平動(dòng)的情況下，摩擦力分為靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。2.2力學(xué)中常見的幾種力2.2.4摩擦力2.2力學(xué)中常見的幾種力2.2.4摩擦力2.3慣性系和非慣性系慣性參考系：適用于牛頓定律的參考系，簡(jiǎn)稱慣性系；非慣性系：不適用于牛頓定律的參考系。判定原則：一個(gè)參考系是否為慣性系一般要由實(shí)驗(yàn)和觀察的結(jié)果來判定。我們習(xí)慣于用地球作為慣性系來對(duì)一般宏觀物體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，這是因?yàn)橐缘厍驗(yàn)閰⒖枷?，牛頓定律成立。2.3慣性系和非慣性系小球受到的合外力不等于零，但是卻處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果那位觀察者堅(jiān)信牛頓定律是正確的話，那么他能夠作出的唯一解釋是：還有一個(gè)未知力作用在小球上，三個(gè)力相互平衡。2.3慣性系和非慣性系2.3慣性系和非慣性系2.3慣性系和非慣性系慣性參考系：適用于牛頓定律的參考系，簡(jiǎn)稱慣性系；非慣性系：不適用于牛頓定律的參考系。判定原則：一個(gè)參考系是否為慣性系一般要由實(shí)驗(yàn)和觀察的結(jié)果來判定。我們習(xí)慣于用地球作為慣性系來對(duì)一般宏觀物體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，這是因?yàn)橐缘厍驗(yàn)閰⒖枷?，牛頓定律成立。2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用，，問題一般分為兩類已知物體的受力情況，求解物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)已知物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，求解物體的受力情況選定研究對(duì)象，分析已知條件采用“隔離法”進(jìn)行正確的受力分析，畫出受力分析圖。分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，包括其運(yùn)動(dòng)軌跡、速度和加速度建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程，然后求解。基本步驟求解問題2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用例題講解1，，，，2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用例題講解1，，，，2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用例題講解1，，，，2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用例題講解2，，，，2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用例題講解3，，，，2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用例題講解3，，，，2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用例題講解3，，，，2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用例題講解4，，，，2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用例題講解4，，，，2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用例題講解4，，，，2.5功和能2.5.1功和功率力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所做的功：作用于質(zhì)點(diǎn)的力對(duì)空間的積累效應(yīng)，用W表示。定義：作用于質(zhì)點(diǎn)上的力與質(zhì)點(diǎn)沿力的方向所發(fā)生的位移的乘積。，，2.5功和能2.5.1功和功率，，2.5功和能2.5.1功和功率，，2.5功和能2.5.1功和功率，，2.5功和能2.5.2動(dòng)能，，1．動(dòng)能的定義定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。2.5功和能2.5.2動(dòng)能，，1．動(dòng)能的定義2.5功和能2.5.2動(dòng)能，，2．動(dòng)能定理動(dòng)能定理:合外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所做的功等于質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的增量.2.5功和能2.5.2動(dòng)能，，2．動(dòng)能定理2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用例題講解5，，，，2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用例題講解6，，，，2.5功和能2.5.3勢(shì)能，，勢(shì)能：與物體（或物體各部分）間的相對(duì)位置有關(guān)的能。舉高的重錘所具有的勢(shì)能稱作重力勢(shì)能；物體發(fā)生彈性形變后具有的勢(shì)能稱作彈性勢(shì)能。勢(shì)能的單位是焦耳。2.5功和能2.5.3勢(shì)能，，1．重力勢(shì)能重力勢(shì)能與重力做功有密切聯(lián)系：將一個(gè)物體舉高，需克服重力做功，同時(shí)物體的重力勢(shì)能會(huì)增加；物體從高處下落，重力做功，同時(shí)重力勢(shì)能會(huì)減少。2.5功和能2.5.3勢(shì)能，，1．重力勢(shì)能2.5功和能2.5.3勢(shì)能，，3．保守力與非保守力保守力：物體沿任一閉合路徑運(yùn)動(dòng)一周，這些力所做的功為零。非保守力：做功多少與物體運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)的力。保守力做功的結(jié)果總是等于一個(gè)由相對(duì)位置決定的函數(shù)增量的負(fù)值，而功總是與能量改變量相聯(lián)系的。2.5功和能2.5.4機(jī)械能守恒定律，，1．功能原理功能原理：質(zhì)點(diǎn)系的外力和非保守內(nèi)力的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量2.5功和能2.5.4機(jī)械能守恒定律，，2．機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律：如果外力不做功，非保守內(nèi)力也不做功，或者說，只有保守內(nèi)力做功時(shí)，質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)換，但機(jī)械能保持不變。2.5功和能2.5.4機(jī)械能守恒定律，，2．機(jī)械能守恒定律能量轉(zhuǎn)換與守恒定律：自然界的能量既不能消滅，也不能創(chuàng)造，只能從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，或者從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。機(jī)械能守恒定律：如果外力不做功，非保守內(nèi)力也不做功，或者說，只有保守內(nèi)力做功時(shí)，質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)換，但機(jī)械能保持不變。2.5功和能，，例題講解72.5功和能，，例題講解72.5功和能，，例題講解72.6沖量和動(dòng)量2.6.1沖量和動(dòng)量的定義，，一定質(zhì)量的物體在力的作用下從靜止開始所獲得的速度，不僅與力的大小有關(guān)，還與力的作用時(shí)間有關(guān)。只要力和時(shí)間的乘積一定，它們產(chǎn)生的效果（使一定質(zhì)量的物體達(dá)到一定的速度）也是一定的。2.6沖量和動(dòng)量2.6.1沖量和動(dòng)量的定義，，2.6沖量和動(dòng)量2.6.1沖量和動(dòng)量的定義，，2.6沖量和動(dòng)量2.6.1沖量和動(dòng)量的定義，，2.6沖量和動(dòng)量2.6.1沖量和動(dòng)量的定義，，2.6沖量和動(dòng)量2.6.2動(dòng)量定理，，2.6沖量和動(dòng)量2.6.2動(dòng)量定理，，2.6沖量和動(dòng)量，，例題講解8使用一個(gè)質(zhì)量為5.0kg的鐵錘將鐵路道釘打進(jìn)枕木里。鐵錘和道釘接觸時(shí)的速度是5.0m/s。如果打擊時(shí)鐵錘和道釘?shù)淖饔脮r(shí)間是0.02s，求打擊時(shí)的平均作用力（不計(jì)鐵錘所受的重力）。2.6沖量和動(dòng)量，，例題講解8使用一個(gè)質(zhì)量為5.0kg的鐵錘將鐵路道釘打進(jìn)枕木里。鐵錘和道釘接觸時(shí)的速度是5.0m/s。如果打擊時(shí)鐵錘和道釘?shù)淖饔脮r(shí)間是0.02s，求打擊時(shí)的平均作用力（不計(jì)鐵錘所受的重力）。2.6沖量和動(dòng)量2.6.3質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理，，2.6沖量和動(dòng)量2.6.4動(dòng)量守恒定理，，將兩個(gè)完全相同的小車A，B靜止地放在光滑的水平面上，它們之間有彈簧（彈簧處于壓縮狀態(tài)），并用細(xì)線拴在一起。在水平面上記下兩個(gè)小車內(nèi)側(cè)的位置。此時(shí)兩個(gè)小車的總動(dòng)量為零。2.6沖量和動(dòng)量2.6.4動(dòng)量守恒定理，，2.6沖量和動(dòng)量2.6.4動(dòng)量守恒定理，，兩個(gè)小車分開前的總動(dòng)量與分開后的總動(dòng)量是相等的。2.6沖量和動(dòng)量2.6.4動(dòng)量守恒定理，，在物理學(xué)中，通常將發(fā)生相互作用的一組物體稱為系統(tǒng)。外力：受到系統(tǒng)外部物體的作用力，內(nèi)力：受到系統(tǒng)內(nèi)部其他物體的作用力。動(dòng)量守恒定律：一個(gè)系統(tǒng)不受外力或受到的外力之和為零時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。2.6沖量和動(dòng)量2.6.4動(dòng)量守恒定理，，2.6沖量和動(dòng)量2.6.4動(dòng)量守恒定理，，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律分析解決問題時(shí)，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。2.6沖量和動(dòng)量，，例題講解92.6沖量和動(dòng)量，，例題講解92.7質(zhì)點(diǎn)的碰撞碰撞：兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體在運(yùn)動(dòng)中相遇，在極其短暫的時(shí)間內(nèi)，通過相互作用使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生急劇變化的過程。，，2.7質(zhì)點(diǎn)的碰撞1．完全彈性碰撞，，2.7質(zhì)點(diǎn)的碰撞1．完全彈性碰撞，，2.7質(zhì)點(diǎn)的碰撞1．完全彈性碰撞，，2.7質(zhì)點(diǎn)的碰撞2．完全非彈性碰撞，，2.7質(zhì)點(diǎn)的碰撞3．非彈性碰撞，，本章小結(jié)1．牛頓三大定律，，，，（1）牛頓第一定律：任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。（2）牛頓第二定律：物體受到外力作用時(shí)，它所獲得的加速度a的大小與合外力F的大小成正比，與物體的質(zhì)量m成反比；加速度a的方向與合外力F的方向相同。（3）牛頓第三定律：兩物體之間的作用力F和反作用力F′大小相等、方向相反，并且作用在同一條直線上。本章小結(jié)2．力學(xué)中常見的幾種力，，，，力學(xué)中常見的幾種力有萬有引力、重力、彈力和摩擦力。3．慣性系和非慣性系適用牛頓定律的參考系稱為慣性系，不適用牛頓定律的參考系稱為非慣性系。本章小結(jié)4．牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用，，，，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解的問題，一般分為兩類：

（1）已知物體的受力情況，求解物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

（2）已知物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，求解物體的受力情況。本章小結(jié)5．功和能，，，，本章小結(jié)5．功和能，，，，Thanks

大學(xué)物理大學(xué)物理剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)/03本章導(dǎo)讀129在許多問題中，物體的大小和形狀對(duì)其運(yùn)動(dòng)有非常重要的影響，此時(shí)就不能把物體看作質(zhì)點(diǎn)了。一般情況下，物體在外力作用下，其大小和形狀都會(huì)發(fā)生變化，但由于變化不顯著，可以忽略不計(jì)，于是，物理學(xué)中就引入了另一個(gè)理想模型——?jiǎng)傮w。本章將主要介紹剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。3.1剛體運(yùn)動(dòng)的分類3.1.1剛體的平動(dòng)剛體的平動(dòng)：剛體運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果剛體上任意兩點(diǎn)間的直線在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持平行。平動(dòng)的剛體可以看作是質(zhì)點(diǎn)，描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的各個(gè)物理量及質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律都適用于剛體的平動(dòng)。3.1剛體運(yùn)動(dòng)的分類3.1.2剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)的變化與所受的合外力成正比，其方向?yàn)楹贤饬ψ饔玫姆较?。剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)：轉(zhuǎn)軸是固定不動(dòng)的。定軸轉(zhuǎn)動(dòng)是剛體最簡(jiǎn)單、最基本的一種轉(zhuǎn)動(dòng)形式。3.1剛體運(yùn)動(dòng)的分類剛體做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過剛體上任一點(diǎn)且與轉(zhuǎn)軸垂直的平面稱為轉(zhuǎn)動(dòng)平面。平面S為轉(zhuǎn)動(dòng)平面，剛體任一點(diǎn)P在轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，圓心O為轉(zhuǎn)動(dòng)平面與轉(zhuǎn)軸（z軸）的交點(diǎn)。3.1.2剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)3.1剛體運(yùn)動(dòng)的分類各質(zhì)元在同一時(shí)間內(nèi)都具有相同的角位移，在同一時(shí)刻都具有相同的角速度和角加速度，因此，用角量描述剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)比較方便。剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移、角速度和角加速度是矢量，但由于定軸轉(zhuǎn)動(dòng)只可能有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，故剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移、角速度和角加速度均可用帶正負(fù)號(hào)的代數(shù)量表示。一般規(guī)定，由轉(zhuǎn)軸Oz正向俯視，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)檎?，順時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)樨?fù)。3.1.2剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2.1力矩力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，但對(duì)做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體來說，外力對(duì)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，不僅與力的大小有關(guān)，而且還與力的方向和作用點(diǎn)的位置有關(guān)。當(dāng)力的方向沿著轉(zhuǎn)軸的方向或力的作用線與轉(zhuǎn)軸相交時(shí)，無論如何力都不能改變剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。因此，物理學(xué)中用力矩這個(gè)物理量來描述力對(duì)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2.1力矩外力F位于轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)，P點(diǎn)為力的作用點(diǎn)，r為O點(diǎn)到P點(diǎn)的位矢，F(xiàn)與r的夾角為θ，d為力F的作用線到轉(zhuǎn)軸的垂直距離，稱為力臂，則位矢r與力F的矢積稱為力F對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩，用M表示3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2.1力矩3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2.1力矩3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2.2轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2.2轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2.2轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2.3轉(zhuǎn)動(dòng)慣量3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2.3轉(zhuǎn)動(dòng)慣量3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2.3轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J的大小與剛體的質(zhì)量、剛體質(zhì)量的分布情況及轉(zhuǎn)軸的位置有關(guān)。由于剛體的大小和形狀不變，所以，一個(gè)剛體對(duì)某一給定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是一個(gè)確定值。3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2.3轉(zhuǎn)動(dòng)慣量3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律3.2.3轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可加性對(duì)同一轉(zhuǎn)軸而言，剛體各部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和等于整個(gè)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。平行軸定理設(shè)有兩個(gè)彼此平行的轉(zhuǎn)軸，一個(gè)通過剛體的質(zhì)心，另一個(gè)不通過質(zhì)心。兩平行軸之間的距離為d，剛體的質(zhì)量為m。3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律例題講解1，，，，3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律例題講解2，，，，3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律例題講解2，，，，3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律例題講解2，，，，3.2剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律例題講解2，，，，3.3剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理3.3.1力矩的功3.3剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理3.3.1力矩的功3.3剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理3.3.1力矩的功3.3.2轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能3.3剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理3.3.2轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能3.3剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理3.3.3剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理3.3剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理例題講解3，，，，3.3剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理3.4剛體的角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒定律3.4.1角動(dòng)量1．質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量3.4剛體的角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒定律3.4.1角動(dòng)量1．質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量3.4剛體的角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒定律3.4.1角動(dòng)量2．剛體的角動(dòng)量3.4剛體的角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒定律3.4.2剛體的角動(dòng)量定理2．剛體的角動(dòng)量3.4.3剛體的角動(dòng)量守恒定律3.4剛體的角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒定律如果轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J為常數(shù)，在角動(dòng)量守恒時(shí)，剛體的角速度保持不變，剛體做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。如果轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J可以改變，在角動(dòng)量守恒時(shí)，剛體的角速度會(huì)隨轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的變化而變化，但二者的乘積不變。在由多個(gè)剛體組成的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中，若該系統(tǒng)受到的合外力矩為零，則該系統(tǒng)的角動(dòng)量守恒。角動(dòng)量守恒定律是自然界中的基本定律之一。關(guān)于剛體的角動(dòng)量守恒定律需要說明以下幾點(diǎn)。例題講解4，，，，3.4剛體的角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒定律例題講解5，，，，3.4剛體的角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒定律本章小結(jié)1．剛體的運(yùn)動(dòng)，，，，剛體的平動(dòng)：剛體運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果剛體上任意兩點(diǎn)間的直線在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持平行；剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)：如果剛體上各點(diǎn)均繞同一條直線做圓周運(yùn)動(dòng)，且該直線固定不動(dòng)。本章小結(jié)2．剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律，，，，本章小結(jié)3．剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理，，，，本章小結(jié)4．剛體的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律，，，，（1）位矢r與動(dòng)量p的矢積稱為質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于O點(diǎn)的角動(dòng)量（動(dòng)量矩），用L表示。剛體對(duì)轉(zhuǎn)軸的角動(dòng)量等于剛體對(duì)同一軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與其角速度的乘積。（2）剛體的角動(dòng)量定理：剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，作用于剛體上的沖量矩等于剛體角動(dòng)量的增量。（3）剛體的角動(dòng)量守恒定律：如果剛體所受的合外力矩為零，或不受合外力矩的作用，則剛體的角動(dòng)量保持不變。Thanks

大學(xué)物理大學(xué)物理機(jī)械振動(dòng)/04本章導(dǎo)讀172振動(dòng)與波動(dòng)是非常普遍的運(yùn)動(dòng)形式，其中，波動(dòng)是以振動(dòng)為基礎(chǔ)的。廣義上講，凡是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量在某一數(shù)值附近的反復(fù)變化都可稱為振動(dòng)，通常研究的振動(dòng)都是周期性的。狹義上講的振動(dòng)即為機(jī)械振動(dòng)，是指物體在一定位置附近所做的來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它是自然界中的基本振動(dòng)形式之一，其基本規(guī)律也是研究其他形式的振動(dòng)及波動(dòng)的基礎(chǔ)。4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)4.1.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程如圖所示，一輕彈簧（質(zhì)量可忽略不計(jì)）放置在光滑水平面上，一端固定，另一端連一質(zhì)量為m的物體。這樣的系統(tǒng)稱為彈簧振子，它是物理學(xué)中的又一理想模型。4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)4.1.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程如圖（a）所示，彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)，物體沿水平方向所受的合外力為零，此時(shí)物體所在的位置O點(diǎn)稱為平衡位置。如圖（b）所示，在彈簧的彈性限度內(nèi)，將物體從平衡位置向右拉至位置P點(diǎn)，然后放手。物體在向左的彈力作用下，向左加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡位置O時(shí)，物體所受的彈力為零，加速度也為零。由于慣性作用，物體將繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，致使彈簧被壓縮，從而產(chǎn)生向右的彈力阻礙物體運(yùn)動(dòng)，使物體向左做減速運(yùn)動(dòng)，直到速度為零，此時(shí)，物體到達(dá)左邊最遠(yuǎn)處點(diǎn)，如圖4-1（c）所示。1.1.2參考系與坐標(biāo)系簡(jiǎn)諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：物體做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，其加速度的大小與位移的大小成正比，方向與位移的方向相反。4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)例題講解1，，，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)例題講解1，，，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)例題講解1，，，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)4.1.2描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物理量振幅、周期、頻率、角頻率、相位及初相等都是描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物理量。，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征量振幅角頻率初相可以完全確定一個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)。1．振幅，，4.1.2描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物理量4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)2．周期與頻率，，4.1.2描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物理量4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)2．周期與頻率周期、頻率和角頻率都是描述物體振動(dòng)快慢的物理量。在國際單位制中，周期的單位為秒（s）；頻率的單位為赫茲（Hz）；角頻率的單位為弧度每秒（rad/s）。彈簧振子的周期和頻率都是由物體的質(zhì)量m和彈簧的勁度系數(shù)k所決定的，即只與振動(dòng)系統(tǒng)本身的物理性質(zhì)有關(guān)。我們將這種由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)所決定的周期和頻率稱為固有周期和固有頻率。，，4.1.2描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物理量4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)3．相位與初相，，4.1.2描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物理量4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)，，4.1.2描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物理量4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)3．相位與初相，，4.1.2描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物理量4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)4．振幅與初相的確定例題講解2，，，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)例題講解2，，，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)4.1.3簡(jiǎn)諧振動(dòng)曲線，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)4.1.4旋轉(zhuǎn)矢量法，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)例題講解3，，，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)例題講解3，，，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)例題講解3，，，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)4.1.5簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量需要說明以下幾點(diǎn)。，，，，4.1.5簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能都隨時(shí)間呈周期性變化，其周期為物體做簡(jiǎn)諧振動(dòng)周期的1/2。在振動(dòng)過程中，雖然動(dòng)能和勢(shì)能在不斷變化，但它們之間是相互轉(zhuǎn)換的，其總和為一恒量，即系統(tǒng)的總能量是守恒的。振動(dòng)系統(tǒng)的總能量與振幅的平方成正比，也與角頻率的平方成正比。例題講解4，，，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)例題講解4，，，，4.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)4.2簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成，，，，4.2.1相位差相位差是指兩個(gè)振動(dòng)在同一時(shí)刻的相位值之差。兩個(gè)同方向、同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，在任意時(shí)刻的相位差都等于它們的初相位差，為一恒量。，，，，4.2簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成4.2.1相位差，，，，4.2簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成4.2.1相位差，，，，4.2簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成4.2.1相位差4.2.2兩個(gè)同方向、同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成，，，，4.2簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成4.2.2兩個(gè)同方向、同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成，，，，4.2簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成4.2.2兩個(gè)同方向、同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成，，，，4.2簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成例題講解5，，，，4.2簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成例題講解5，，，，4.2簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成4.2.3兩個(gè)同方向、不同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成，，，，4.2簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成4.3阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)與共振4.3.1阻尼振動(dòng)，，，，阻尼振動(dòng)：振幅隨時(shí)間逐漸減小的振動(dòng)。在阻尼振動(dòng)中，能量損失的原因通常有以下兩種：一種是由于介質(zhì)對(duì)振動(dòng)物體的摩擦阻力作用，使振動(dòng)物體的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，稱為摩擦阻尼；另一種是由于振動(dòng)物體引起臨近質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，使系統(tǒng)的能量向四周輻射出去，轉(zhuǎn)變?yōu)椴▌?dòng)的能量，稱為輻射阻尼。，，，，4.3阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)與共振4.3.1阻尼振動(dòng)，，，，4.3阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)與共振4.3.1阻尼振動(dòng)1．弱阻尼振動(dòng)，，，，反映了阻尼振動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系。4.3阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)與共振4.3.1阻尼振動(dòng)，，，，4.3阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)與共振4.3.1阻尼振動(dòng)1．弱阻尼振動(dòng)，，，，4.3阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)與共振4.3.1阻尼振動(dòng)2．過阻尼振動(dòng)，，，，4.3阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)與共振4.3.1阻尼振動(dòng)3．臨界阻尼振動(dòng)4.3.2受迫振動(dòng)，，，，4.3阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)與共振受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在周期性外力的持續(xù)作用下所發(fā)生的振動(dòng)。這種周期性外力稱為驅(qū)動(dòng)力。受迫振動(dòng)是由阻尼振動(dòng)和一個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)疊加而成的。4.3.3共振，，，，共振：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的角頻率為某一定值時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅會(huì)達(dá)到最大。共振時(shí)的角頻率稱為共振角頻率。4.3阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)與共振，，，，4.3.3共振4.3阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)與共振本章小結(jié)1．簡(jiǎn)諧振動(dòng)，，，，本章小結(jié)1．簡(jiǎn)諧振動(dòng)，，，，本章小結(jié)2．簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成，，，，本章小結(jié)3．阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)與共振，，，，（1）振幅隨時(shí)間逐漸減小的振動(dòng)稱為阻尼振動(dòng)。在阻尼振動(dòng)中，能量損失的原因通常有兩種：摩擦阻尼和輻射阻尼。根據(jù)阻尼的大小，阻尼振動(dòng)可分為弱阻尼振動(dòng)、過阻尼振動(dòng)和臨界阻尼振動(dòng)三類。（2）系統(tǒng)在周期性外力的持續(xù)作用下所發(fā)生的振動(dòng)稱為受迫振動(dòng)，這種周期性外力稱為驅(qū)動(dòng)力。穩(wěn)定狀態(tài)的受迫振動(dòng)為簡(jiǎn)諧振動(dòng)。（3）我們把驅(qū)動(dòng)力的角頻率為某一定值時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅會(huì)達(dá)到最大的現(xiàn)象稱為共振。共振時(shí)的角頻率稱為共振角頻率。Thanks

大學(xué)物理大學(xué)物理機(jī)械波/05本章導(dǎo)讀224振動(dòng)在空間的傳播過程稱為波動(dòng)。波動(dòng)通?？煞譃閮纱箢悾簷C(jī)械波和電磁波。此外，近代物理研究還表明，電子、質(zhì)子等微觀粒子也具有波動(dòng)性，這種波稱為物質(zhì)波。雖然各類波動(dòng)的本質(zhì)不同，但它們卻有著共同的波動(dòng)特征和規(guī)律。本章將以機(jī)械波為主，介紹波動(dòng)的特征及基本規(guī)律。5.1機(jī)械波的產(chǎn)生與傳播5.1.1機(jī)械波的產(chǎn)生條件當(dāng)彈性介質(zhì)中的一部分發(fā)生振動(dòng)時(shí)，由于各部分之間的彈性相互作用，振動(dòng)就由近及遠(yuǎn)地傳播出去，形成了波動(dòng)。機(jī)械波的產(chǎn)生必須具備以下兩個(gè)條件：要有引起振動(dòng)的初始振動(dòng)物體，即波源。沒有波源，無法引起介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。要有能夠傳播這種機(jī)械振動(dòng)的彈性介質(zhì)。沒有彈性介質(zhì)，則機(jī)械振動(dòng)無法向外傳播。5.1.2橫波與縱波按質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向間的關(guān)系不同，機(jī)械波可分為橫波和縱波兩類，這是波動(dòng)的兩種最基本形式。橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直的波?？v波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行的波。5.1機(jī)械波的產(chǎn)生與傳播5.1.2橫波與縱波橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直的波?？v波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行的波。5.1機(jī)械波的產(chǎn)生與傳播5.1.3波的幾何描述1．波線波向各個(gè)方向傳播時(shí)，沿波的傳播方向畫出的一些帶有箭頭的線稱為波線。2．波面和波前介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)都在其平衡位置附近振動(dòng)，我們把振動(dòng)相位相同的各點(diǎn)所連成的面稱為波面或同相面。在任一時(shí)刻，波面都可以有任意多個(gè)。在某一時(shí)刻，由波源最初振動(dòng)狀態(tài)傳播到的各點(diǎn)所連成的面稱為波前或波陣面。5.1機(jī)械波的產(chǎn)生與傳播5.1.3波的幾何描述波前是最前面的波面，一列波只有一個(gè)波前。波面是平面的波稱為平面波；波面是球面的波稱為球面波。5.1機(jī)械波的產(chǎn)生與傳播5.1.4描述波動(dòng)的物理量2．波的周期與頻率，，5.1機(jī)械波的產(chǎn)生與傳播5.1.3波的幾何描述3．波速5.1機(jī)械波的產(chǎn)生與傳播當(dāng)波源做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，波所經(jīng)歷的所有質(zhì)點(diǎn)都按余弦（或正弦）規(guī)律振動(dòng)，此時(shí)所形成的波稱為簡(jiǎn)諧波。若波面為平面，則此簡(jiǎn)諧波稱為平面簡(jiǎn)諧波。5.2.1平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程，，，，5.2平面簡(jiǎn)諧波及其描述5.2.2波動(dòng)方程的物理意義，，，，5.2平面簡(jiǎn)諧波及其描述5.2.2波動(dòng)方程的物理意義，，，，5.2平面簡(jiǎn)諧波及其描述5.2.2波動(dòng)方程的物理意義，，，，5.2平面簡(jiǎn)諧波及其描述5.2.2波動(dòng)方程的物理意義，，，，5.2平面簡(jiǎn)諧波及其描述例題講解1，，，，5.2平面簡(jiǎn)諧波及其描述例題講解1，，，，5.2平面簡(jiǎn)諧波及其描述例題講解1，，，，5.2平面簡(jiǎn)諧波及其描述例題講解1，，，，5.2平面簡(jiǎn)諧波及其描述波的能量具有以下特點(diǎn)。（1）波動(dòng)過程中，任一時(shí)刻任一質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能和勢(shì)能相等，它們同時(shí)達(dá)到最大值，同時(shí)為零。這與簡(jiǎn)諧振動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能情況不同。（2）在給定時(shí)刻t，各質(zhì)點(diǎn)的總能量隨質(zhì)點(diǎn)的位置x在介質(zhì)內(nèi)呈周期性分布；對(duì)某一確定位置的質(zhì)點(diǎn)，其總能量隨時(shí)間呈周期性變化。（3）波的平均能量密度與介質(zhì)的密度、頻率的平方和振幅的平方都成正比。，，5.3.1波的能量5.3波的能量，，5.3.2能流密度5.3波的能量，，5.3.2能流密度5.3波的能量水面波傳播時(shí)，遇到一個(gè)障礙物AB板，板上開一小孔。當(dāng)小孔的大小與波長(zhǎng)差不多時(shí)，穿過小孔后，在右方出現(xiàn)的都是以小孔為圓心的圓形波。這說明，小孔可看作是新的波源，它所發(fā)射出去的波稱為子波。，，5.4.1惠更斯原理5.4波的衍射和干涉惠更斯原理：介質(zhì)中波動(dòng)傳播到的各點(diǎn)，都可看作是發(fā)射子波的波源，在其后的任意時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前。，，5.4.1惠更斯原理5.4波的衍射和干涉，，5.4.1惠更斯原理5.4波的衍射和干涉，，5.4.2波的衍射波在傳播過程中遇到障礙物時(shí)，能夠繞過障礙物的邊緣繼續(xù)傳播的現(xiàn)象稱為波的衍射。5.4波的衍射和干涉，，5.4.3波的疊加原理4．振幅與初相的確定5.4波的衍射和干涉我們可以發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律。波傳播的獨(dú)立性波的疊加原理幾列波在同一介質(zhì)中傳播并相遇后，仍然能保持它們?cè)械奶卣鳎l率、波長(zhǎng)、振幅、振動(dòng)方向等）不變，并按照自己原來的方向繼續(xù)前進(jìn)。在相遇區(qū)域內(nèi)，任一點(diǎn)的振動(dòng)位移都等于各列波單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)引起的振動(dòng)位移的矢量和。5.4.4波的干涉，，5.4波的衍射和干涉相干波：振動(dòng)方向、頻率及相位等都不同的幾列波在相遇區(qū)域疊加。相干波源：能發(fā)出相干波的波源。波的干涉：兩列相干波在空間相遇時(shí)，某些點(diǎn)處振動(dòng)始終加強(qiáng)，而另一些點(diǎn)處，振動(dòng)始終減弱或完全抵消。，，，，5.4.4波的干涉5.4波的衍射和干涉，，，，5.4.4波的干涉5.4波的衍射和干涉，，，，5.4.4波的干涉5.4波的衍射和干涉，，，，例題講解35.4波的衍射和干涉，，，，例題講解35.4波的衍射和干涉，，，，例題講解45.4波的衍射和干涉，，5.5.1駐波的產(chǎn)生5.5駐波駐波：在任一時(shí)刻，弦線都有一定的波形，但此波既不左移，也不右移。，，5.5.1駐波的產(chǎn)生5.5駐波在圖中，兩列振幅相同的相干波，一列沿x軸正向傳播，用虛線表示；一列沿x軸負(fù)向傳播，用短劃線表示。5.5.2駐波方程，，5.5駐波5.5.2駐波方程，，5.5駐波波密介質(zhì)：ρu值較大的介質(zhì)，波疏介質(zhì)：ρu值較小的介質(zhì)。波從波疏介質(zhì)垂直入射到波密介質(zhì)，并被反射回波疏介質(zhì)時(shí)，在反射處形成波節(jié)；反之，在反射處形成波腹。半波損失：在兩種介質(zhì)的分界面上形成波節(jié)時(shí)，說明入射波與反射波在此處的相位相反，即反射波在分界處的相位較入射波躍變了π，相當(dāng)于出現(xiàn)了半個(gè)波長(zhǎng)的波程差。，，，，5.5.3半波損失5.5駐波，，，，5.5.4駐波的能量在弦線上形成駐波時(shí)，動(dòng)能和勢(shì)能不斷互相轉(zhuǎn)化，形成了能量交替地由波腹附近轉(zhuǎn)向波節(jié)附近，再由波節(jié)附近轉(zhuǎn)向波腹附近的情形，這說明駐波的能量沒有作定向地傳播。駐波不傳播能量，這是駐波和行波的重要區(qū)別。5.5駐波5.6多普勒效應(yīng)，，，，多普勒效應(yīng)：當(dāng)兩者相互接近時(shí)，觀察者接收到的頻率變高；當(dāng)兩者相互分離時(shí)，觀察者接收到的頻率變低。，，，，5.6多普勒效應(yīng)，，，，5.6多普勒效應(yīng)，，，，5.6多普勒效應(yīng)本章小結(jié)1．機(jī)械波的產(chǎn)生與傳播，，，，（1）機(jī)械波的產(chǎn)生必須具備兩個(gè)條件：要有引起振動(dòng)的初始振動(dòng)物體，即波源；要有能夠傳播這種機(jī)械振動(dòng)的彈性介質(zhì)。（2）橫波是指質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直的波；縱波是指質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行的波。（3）波在空間中的傳播情況可以用波線、波面和波前來描述。（4）描述波動(dòng)特征的物理量主要有波長(zhǎng)、波的周期（頻率）和波速。本章小結(jié)2．平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程及其物理意義，，，，本章小結(jié)3．波的能量與能流密度，，，，本章小結(jié)4．惠更斯原理與波的衍射，，，，（1）介質(zhì)中波動(dòng)傳播到的各點(diǎn)，都可看作是發(fā)射子波的波源，在其后的任意時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前。這就是惠更斯原理。（2）波在傳播過程中遇到障礙物時(shí)，能夠繞過障礙物的邊緣繼續(xù)傳播的現(xiàn)象稱為波的衍射。本章小結(jié)5．波的疊加原理與波的干涉，，，，（1）波的疊加原理的內(nèi)容為：幾列波在同一介質(zhì)中傳播并相遇后，仍然保持它們?cè)械奶卣鞑蛔?，并按照自己原來的方向繼續(xù)前進(jìn)，如同沒有遇到其他波一樣，這稱為波傳播的獨(dú)立性；在相遇區(qū)域內(nèi)，任一點(diǎn)的振動(dòng)位移都等于各列波單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)引起的振動(dòng)位移的矢量和。（2）兩列相干波在空間相遇時(shí)，某些點(diǎn)處振動(dòng)始終加強(qiáng)，而另一些點(diǎn)處，振動(dòng)始終減弱或完全抵消，這種現(xiàn)象稱為波的干涉。本章小結(jié)6．駐波，，，，本章小結(jié)7．多普勒效應(yīng)，，，，Thanks

大學(xué)物理大學(xué)物理氣體動(dòng)理論/06本章導(dǎo)讀276熱現(xiàn)象在自然界中非常普遍，它是大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)（即熱運(yùn)動(dòng)）的宏觀表現(xiàn)。研究物質(zhì)熱現(xiàn)象及其規(guī)律的科學(xué)稱為熱學(xué)。根據(jù)研究角度和研究方法的不同，熱學(xué)可分為統(tǒng)計(jì)物理和熱力學(xué)。氣體動(dòng)理論是統(tǒng)計(jì)物理的一個(gè)方面，它以理想氣體為研究對(duì)象，對(duì)大量分子運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法，從而找出大量分子熱運(yùn)動(dòng)所遵循的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。6.1分子運(yùn)動(dòng)輪和統(tǒng)計(jì)規(guī)律6.1.1分子運(yùn)動(dòng)論的基本觀點(diǎn)人們?cè)诖罅繉?shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)總結(jié)出了以下三個(gè)基本觀點(diǎn)。宏觀物體是由大量分子組成的，分子之間有空隙。分子處于不停息的、無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。分子之間存在著相互作用力。構(gòu)成物質(zhì)的單元包括原子、離子和分子等，由于這些微粒做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)遵從的規(guī)律相同，所以統(tǒng)稱分子。分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與物體的溫度有關(guān)，溫度越高，無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，因此，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)又稱為熱運(yùn)動(dòng)。分子之間同時(shí)存在著引力和斥力，這兩種力的合力稱為分子力，它們都與分子間的距離r有關(guān)。6.1分子運(yùn)動(dòng)輪和統(tǒng)計(jì)規(guī)律6.1.1分子運(yùn)動(dòng)論的基本觀點(diǎn)6.1.2統(tǒng)計(jì)規(guī)律性6.1分子運(yùn)動(dòng)輪和統(tǒng)計(jì)規(guī)律統(tǒng)計(jì)規(guī)律：大量偶然隨機(jī)事件的整體具有確定的規(guī)律性。滿足統(tǒng)計(jì)規(guī)律性的前提是必須有大量的事件。參與的事件數(shù)目越多，規(guī)律性就越明顯。一定量的氣體中所包含的分子數(shù)是非常大的，雖然每個(gè)氣體分子可能會(huì)以任意數(shù)值的速率運(yùn)動(dòng)，但對(duì)大量氣體分子組成的整體來說，在一定溫度下，各種速率的分子數(shù)在所有分子中所占的比例卻遵循著確定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。6.2氣體狀態(tài)參量6.2.1宏觀態(tài)與微觀態(tài)宏觀量：在氣體系統(tǒng)中，我們把描述大量分子集體特征的物理量，如氣體的體積、壓強(qiáng)和溫度等；微觀量：把描述單個(gè)分子特征的物理量，如分子的質(zhì)量、大小、位置、速度、動(dòng)量和動(dòng)能等。大量分子集體所處的狀態(tài)稱為宏觀態(tài)；由系統(tǒng)中所有分子的微觀特征來確定的狀態(tài)稱為微觀態(tài)。宏觀量可用儀器直接測(cè)量；而微觀量很難用儀器直接測(cè)量。6.2.2平衡態(tài)6.2氣體狀態(tài)參量容器中氣體的密度、溫度、壓強(qiáng)等將處處相等，不再隨時(shí)間發(fā)生變化，系統(tǒng)的這種狀態(tài)稱為平衡態(tài)。否則，稱為非平衡態(tài)。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，雖然其宏觀性質(zhì)不再隨時(shí)間變化，但從微觀角度看，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地運(yùn)動(dòng)著，只不過大量分子運(yùn)動(dòng)的平均效果不隨時(shí)間變化。因此，熱學(xué)中的平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，稱為熱動(dòng)平衡。6.2.3氣體的狀態(tài)參量6.2氣體狀態(tài)參量1．壓強(qiáng)p6.2.3氣體的狀態(tài)參量6.2氣體狀態(tài)參量2．體積V氣體的體積V是指氣體分子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)時(shí)所能達(dá)到的空間范圍，忽略氣體分子的大小，容器的體積就是氣體的體積。在國際單位制中，體積的單位為立方米。體積的單位也用升。6.2.3氣體的狀態(tài)參量6.2氣體狀態(tài)參量3．溫度T溫度是表示物體冷熱程度的參數(shù)。常用的溫標(biāo)有兩種：熱力學(xué)溫標(biāo)（絕對(duì)溫標(biāo)）T和攝氏溫標(biāo)t。熱力學(xué)溫標(biāo)是最基本的溫標(biāo)。在國際單位制中，熱力學(xué)溫度的單位為開爾文（K）。攝氏溫標(biāo)中，攝氏溫度的單位為攝氏度（℃）。6.3理想氣體狀態(tài)方程我們把在任何情況下都能嚴(yán)格遵守三條實(shí)驗(yàn)定律的氣體稱為理想氣體。

即玻意耳定律、蓋·呂薩克定律和查理定律，這三條定律是在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的實(shí)驗(yàn)條件下總結(jié)出來的。6.3理想氣體狀態(tài)方程例題講解1，，，，6.3理想氣體狀態(tài)方程6.4理想氣體的壓強(qiáng)和溫度6.4.1理想氣體的微觀模型1分子本身的線度與分子間平均距離相比，可以忽略不計(jì)，故理想氣體分子可看作質(zhì)點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律。2除碰撞的瞬間外，分子之間以及分子與器壁之間都無相互作用，因此，兩次碰撞之間，分子的運(yùn)動(dòng)可當(dāng)作勻速直線運(yùn)動(dòng)。3分子之間以及分子與器壁之間的碰撞是完全彈性碰撞，遵守動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律。6.4.2平衡態(tài)氣體的統(tǒng)計(jì)假設(shè)6.4理想氣體的壓強(qiáng)和溫度氣體處于平衡態(tài)時(shí)，就大量分子的集體統(tǒng)計(jì)平均來看，分子在空間的分布是均勻的，且分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)是均等的。因此，對(duì)于平衡態(tài)氣體系統(tǒng)中的大量分子，可作如下統(tǒng)計(jì)假設(shè)。（1）容器中單位體積內(nèi)的分子數(shù)處處相等。（2）分子運(yùn)動(dòng)速度在各個(gè)方向上分量的平方平均值相等。6.4.3理想氣體的壓強(qiáng)公式6.4理想氣體的壓強(qiáng)和溫度6.4.3理想氣體的壓強(qiáng)公式6.4理想氣體的壓強(qiáng)和溫度6.4.3理想氣體的壓強(qiáng)公式6.4理想氣體的壓強(qiáng)和溫度6.4.3理想氣體的壓強(qiáng)公式6.4理想氣體的壓強(qiáng)和溫度6.4.3理想氣體的壓強(qiáng)公式6.4理想氣體的壓強(qiáng)和溫度6.4.4理想氣體的溫度公式6.4理想氣體的壓強(qiáng)和溫度例題講解2，，，，6.4理想氣體的壓強(qiáng)和溫度6.5能量均分定理6.5.1自由度自由度：是指確定物體在空間的位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目。對(duì)氣體分子而言，若忽略其本身的大小和結(jié)構(gòu)，把它當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，則它只有上述的平動(dòng)自由度。若考慮分子的大小和結(jié)構(gòu)，則除平動(dòng)自由度外，它還有相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和振動(dòng)自由度。但通常分子內(nèi)部的振動(dòng)只有在高溫下才顯著，因此，在常溫下，可把氣體分子看作是剛性分子，不考慮其振動(dòng)自由度。（1）單原子分子，如He，Ar等，可看作自由運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，有三個(gè)平動(dòng)自由度。6.5能量均分定理6.5.1自由度6.5能量均分定理6.5.1自由度6.5.1自由度6.5能量均分定理6.5.2能量均分定理6.5能量均分定理6.5.2能量均分定理6.5能量均分定理6.5.2能量均分定理6.6理想氣體的內(nèi)能例題講解3，，，，6.6理想氣體的內(nèi)能例題講解3，，，，6.6理想氣體的內(nèi)能6.7麥克斯韋速率分布律6.7.1速率分布函數(shù)6.7麥克斯韋速率分布律6.7.1速率分布函數(shù)6.7.2麥克斯韋速率分布律6.7麥克斯韋速率分布律6.7.2麥克斯韋速率分布律6.7麥克斯韋速率分布律6.7.3三種統(tǒng)計(jì)速率，，1．最概然速率6.7麥克斯韋速率分布律6.7.3三種統(tǒng)計(jì)速率，，1．最概然速率6.7麥克斯韋速率分布律6.7.3三種統(tǒng)計(jì)速率，，2．平均速率6.7麥克斯韋速率分布律6.7.3三種統(tǒng)計(jì)速率，，3．方均根速率6.7麥克斯韋速率分布律例題講解4，，，，6.7麥克斯韋速率分布律6.8氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程6.8.1平均碰撞頻率6.8氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程6.8.1平均碰撞頻率6.8氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程6.8.1平均碰撞頻率6.8.2平均自由程，，1．動(dòng)能的定義6.8氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程例題講解5，，，，6.8氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程例題講解5，，，，6.8氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程本章小結(jié)1．分子運(yùn)動(dòng)論和統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，，，，（1）分子運(yùn)動(dòng)論的基本觀點(diǎn)為：宏觀物體是由大量分子組成的，分子之間有空隙；分子處于不停息的、無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；分子之間存在著相互作用力。（2）大量偶然隨機(jī)事件的整體具有確定的規(guī)律性，這種規(guī)律性稱為統(tǒng)計(jì)規(guī)律。本章小結(jié)2．理想氣體狀態(tài)方程，，，，（1）大量分子集體所處的狀態(tài)稱為宏觀態(tài)；由系統(tǒng)中所有分子的微觀特征來確定的狀態(tài)稱為微觀態(tài)。（2）容器中氣體的密度、溫度、壓強(qiáng)等將處處相等，不隨時(shí)間發(fā)生變化，系統(tǒng)的這種狀態(tài)稱為平衡態(tài)。（3）在熱學(xué)中，用壓強(qiáng)p、體積V和溫度T來描述氣體的狀態(tài)，這三個(gè)物理量稱為氣體的狀態(tài)參量。（4）理想氣體的狀態(tài)方程為。本章小結(jié)3．理想氣體的壓強(qiáng)與溫度，，，，本章小結(jié)4．能量均分定理與理想氣體的內(nèi)能，，，，本章小結(jié)5．麥克斯韋速率分布律，，，，本章小結(jié)6．氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程，，，，Thanks

大學(xué)物理大學(xué)物理熱力學(xué)基礎(chǔ)/07本章導(dǎo)讀330在熱學(xué)中，熱力學(xué)是宏觀理論，統(tǒng)計(jì)物理是微觀理論。微觀理論的結(jié)論需由宏觀熱力學(xué)驗(yàn)證，而宏觀熱力學(xué)的規(guī)律經(jīng)微觀理論分析后可進(jìn)一步揭示其本質(zhì)，兩者是相輔相成、緊密聯(lián)系的。前一章我們介紹了微觀理論中的氣體動(dòng)理論，本章我們將主要介紹宏觀熱力學(xué)基礎(chǔ)。7.1熱力學(xué)第零定律熱力學(xué)第零定律：如果兩個(gè)物體都與處于確定狀態(tài)的第三物體處于熱平衡，則這兩個(gè)物體彼此處于熱平衡。處于熱平衡狀態(tài)的所有物體都具有共同的宏觀性質(zhì)：它們的冷熱程度相等。這個(gè)宏觀性質(zhì)就是溫度。因此，溫度是決定一個(gè)物體是否與其他物體處于熱平衡的宏觀性質(zhì)。7.2準(zhǔn)靜態(tài)過程中氣體做功7.2.1熱力學(xué)系統(tǒng)及準(zhǔn)靜態(tài)過程熱力學(xué)系統(tǒng)孤立系統(tǒng)與外界既無物質(zhì)交換也無能量交換的系統(tǒng)封閉系統(tǒng)與外界無物質(zhì)交換但有能量交換的系統(tǒng)開放系統(tǒng)與外界既有物質(zhì)交換也有能量交換的系統(tǒng)熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間發(fā)生變化的過程稱為熱力學(xué)過程，簡(jiǎn)稱過程。熱力學(xué)過程是由一系列的中間狀態(tài)組成的。準(zhǔn)靜態(tài)過程：是指該過程進(jìn)行得足夠緩慢，以致系統(tǒng)連續(xù)經(jīng)歷的每一個(gè)中間狀態(tài)都可視為平衡態(tài)。曲線就表示系統(tǒng)由A態(tài)到B態(tài)的某一準(zhǔn)靜態(tài)過程。7.2準(zhǔn)靜態(tài)過程中氣體做功7.2.1熱力學(xué)系統(tǒng)及準(zhǔn)靜態(tài)過程內(nèi)能是系統(tǒng)狀態(tài)的單值函數(shù)。7.2準(zhǔn)靜態(tài)過程中氣體做功7.2.2內(nèi)能、做功及傳熱1．內(nèi)能7.2準(zhǔn)靜態(tài)過程中氣體做功7.2.2內(nèi)能、做功及傳熱2．做功7.2準(zhǔn)靜態(tài)過程中氣體做功7.2.2內(nèi)能、做功及傳熱2．做功7.2準(zhǔn)靜態(tài)過程中氣體做功7.2.2內(nèi)能、做功及傳熱3．傳熱利用溫度差在物體之間傳遞熱運(yùn)動(dòng)能量的方式稱為傳熱。在這個(gè)過程中，系統(tǒng)與外界之間通過傳熱所交換的運(yùn)動(dòng)能量稱為熱量，用Q表示。熱量的本質(zhì)是能量，在國際單位制中，其單位為焦耳（J）。做功和傳熱都是改變系統(tǒng)內(nèi)能的方式，即功和熱量都是系統(tǒng)能量變化的量度。做功和傳熱的微觀本質(zhì)是不同的。，，7.3.1熱力學(xué)第一定律7.3熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用熱力學(xué)第一定律：系統(tǒng)從外界吸收的熱量，一部分用于增加系統(tǒng)的內(nèi)能，另一部分用于系統(tǒng)對(duì)外做功。熱力學(xué)第一定律也可表述為：第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制造成的。為了便于應(yīng)用熱力學(xué)第一定律，作如下規(guī)定：系統(tǒng)從外界吸收熱量，Q為正，系統(tǒng)向外界放出熱量，Q為負(fù)；系統(tǒng)對(duì)外做功，W為正，外界對(duì)系統(tǒng)做功，W為負(fù)；系統(tǒng)內(nèi)能增加，ΔE為正，系統(tǒng)內(nèi)能減少，ΔE為負(fù)。例題講解1，，，，7.3熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用例題講解1，，，，7.3熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用7.3.2熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，，7.3熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用熱力學(xué)第一定律可以應(yīng)用于任何熱力學(xué)系統(tǒng)的任何熱力學(xué)過程。7.3.2熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，，7.3熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用1．等容過程7.3.2熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，，7.3熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用1．等容過程7.3.2熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，，7.3熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用2．等壓過程7.3.2熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，，7.3熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用2．等壓過程7.3.2熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，，7.3熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用3．等溫過程7.3.2熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，，7.3熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用4．絕熱過程例題講解2，，，，7.3熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用例題講解3，，，，7.3熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用，，7.4.1循環(huán)過程7.4循環(huán)過程循環(huán)過程：系統(tǒng)從某一狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過一系列變化過程后，又回到原來狀態(tài)的過程。循環(huán)過程進(jìn)行的方向在曲線上用箭頭表示，按順時(shí)針方向進(jìn)行的循環(huán)過程稱為正循環(huán)，按逆時(shí)針方向進(jìn)行的循環(huán)過程稱為逆循環(huán)。，，7.4.1循環(huán)過程7.4循環(huán)過程1．正循環(huán)及熱機(jī)效率熱機(jī)：能夠?qū)崮艹掷m(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ难b置，如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等。

熱機(jī)是以正循環(huán)為其工作過程的。例題講解4，，，，7.4循環(huán)過程例題講解4，，，，7.4循環(huán)過程，，7.4.1循環(huán)過程7.4循環(huán)過程2．逆循環(huán)及制冷系數(shù)我們把能夠利用外界對(duì)系統(tǒng)做功將熱量從低溫?zé)嵩磦魅敫邷責(zé)嵩?，從而獲得低溫的裝置稱為制冷機(jī)，如空調(diào)、冰箱等。制冷機(jī)是以逆循環(huán)為其工作過程的。，，7.4.2卡諾循環(huán)7.4循環(huán)過程卡諾循環(huán)中，工作物質(zhì)只與兩個(gè)恒溫?zé)嵩唇粨Q熱量，其循環(huán)曲線由兩條等溫線和兩條絕熱線組成，如圖所示。按卡諾循環(huán)工作的熱機(jī)稱為卡諾熱機(jī)。如圖所示，ABCDA為一卡諾循環(huán)過程。卡諾循環(huán)的工作過程如圖所示，它可以看作是工作于兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g的準(zhǔn)靜態(tài)過程。例題講解5，，，，7.4循環(huán)過程例題講解5，，，，7.4循環(huán)過程，，7.5.1熱力學(xué)第二定律的兩種表述7.5熱力學(xué)第二定律1．開爾文表述熱力學(xué)第二定律的開爾文表述：不可能從單一熱源吸熱，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響。也可簡(jiǎn)述為，第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制造成的。單一熱源是指溫度均勻且恒定不變的熱源。其他影響是指除從單一熱源吸熱和把所吸的熱用來做功以外的任何變化。，，7.5.1熱力學(xué)第二定律的兩種表述7.5熱力學(xué)第二定律2．克勞修斯表述熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述：熱量不能自動(dòng)地從低溫物體傳向高溫物體，而不引起其他變化。不需要外界做功，熱量便能自動(dòng)地從低溫物體傳遞到高溫物體。但大量實(shí)踐表明，要使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，必須有外界做功才能實(shí)現(xiàn)。，，7.5.2自發(fā)過程的方向性7.5熱力學(xué)第二定律如果開爾文表述成立，則克勞修斯表述也成立；反之，如果克勞修斯表述成立，則開爾文表述也成立。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，不僅是熱功轉(zhuǎn)換和熱傳導(dǎo)過程具有方向性，一切自發(fā)過程（不受外界影響系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)發(fā)生的過程）的進(jìn)行都具有一定的方向性，其逆過程雖不違背熱力學(xué)第一定律，但卻不能自動(dòng)進(jìn)行。，，7.5.3可逆過程與不可逆過程7.5熱力學(xué)第二定律可逆過程：一個(gè)系統(tǒng)，從某一狀態(tài)出發(fā)經(jīng)某一過程到達(dá)另一狀態(tài)，如果此過程反向進(jìn)行，能夠重復(fù)原來過程的每一狀態(tài)，并使系統(tǒng)重新回到初狀態(tài)，同時(shí)消除原來過程對(duì)外界引起的一切影響；不可逆過程：反之，如果過程反向進(jìn)行，不能重復(fù)原來過程的每一狀態(tài)回到初狀態(tài)，或即使系統(tǒng)回到初狀態(tài)，但外界不能完全復(fù)原。，，7.5.4卡諾定理7.5熱力學(xué)第二定律本章小結(jié)1．熱力學(xué)第零定律，，，，如果兩個(gè)物體都與處于確定狀態(tài)的第三物體處于熱平衡，則該兩個(gè)物體彼此處于熱平衡，這個(gè)定律稱為熱力學(xué)第零定律。2．熱力學(xué)系統(tǒng)及準(zhǔn)靜態(tài)過程熱力學(xué)系統(tǒng)可分為孤立系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)三類。準(zhǔn)靜態(tài)過程是指該過程進(jìn)行得足夠緩慢，以致系統(tǒng)連續(xù)經(jīng)歷的每一個(gè)中間狀態(tài)都可視為平衡態(tài)。本章小結(jié)3．內(nèi)能、做功及傳熱，，，，本章小結(jié)4．熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用，，，，（1）系統(tǒng)從某一狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過一系列變化過程后，又回到原來狀態(tài)的過程稱為循環(huán)過程。人們把能夠?qū)崮艹掷m(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ难b置稱為熱機(jī)，熱機(jī)是以正循環(huán)為其工作過程的；把能夠利用外界對(duì)系統(tǒng)做功將熱量從低溫?zé)嵩磦魅敫邷責(zé)嵩矗瑥亩@得低溫的裝置稱為制冷機(jī)，制冷機(jī)是以逆循環(huán)為其工作過程的。（2）卡諾循環(huán)中，工作物質(zhì)只與兩個(gè)恒溫?zé)嵩唇粨Q熱量，其循環(huán)曲線由兩條等溫線和兩條絕熱線組成。本章小結(jié)6．熱力學(xué)第二定律，，，，Thanks

大學(xué)物理大學(xué)物理靜電場(chǎng)/08本章導(dǎo)讀370生活中存在著大量的靜電現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都是因?yàn)槟Σ炼刮矬w帶電所產(chǎn)生的靜電現(xiàn)象。本章首先研究真空中的靜電場(chǎng)，介紹它的兩個(gè)場(chǎng)量——電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)，以及兩個(gè)基本定理——高斯定理和安培環(huán)路定理，然后再研究靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體及電介質(zhì)。8.1電荷及庫侖定律8.1.1電荷物體在摩擦后進(jìn)入一種特殊的狀態(tài)，這種狀態(tài)稱為帶電狀態(tài)。我們把處于這種狀態(tài)的物體稱為帶電體，帶電體所帶電荷的多少稱為電荷量，簡(jiǎn)稱電量，常用符號(hào)Q或q表示，其單位為庫侖（C）。自然界中只存在兩種不同性質(zhì)的電荷，即正電荷和負(fù)電荷。其中，規(guī)定正電荷是指用綢子摩擦過的玻璃棒所帶的電荷；負(fù)電荷是指用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。8.1.2電荷守恒定律摩擦起電和感應(yīng)起電等事實(shí)表明，任何使物體帶電的過程，都是使物體中原有的正、負(fù)電荷分離或轉(zhuǎn)移的過程。一個(gè)物體失去一些電子，必有其他物體獲得這些電子。電荷守恒定律：系統(tǒng)中正、負(fù)電荷的代數(shù)和在任何物理過程中始終保持不變。8.1電荷及庫侖定律8.1.3電荷的量子化8.1電荷及庫侖定律8.1.4庫侖定律庫侖定律：在真空中，兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的相互作用力（斥力或引力，統(tǒng)稱為庫侖力）的大小，與這兩個(gè)電荷所帶電量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比；作用力的方向沿著它們的連線。8.1電荷及庫侖定律8.1.4庫侖定律8.1電荷及庫侖定律8.2.1靜電場(chǎng)任何電荷都將在自己周圍的空間產(chǎn)生或激發(fā)電場(chǎng)。電場(chǎng)對(duì)處于其中的任何其他帶電體都有力的作用，這種力稱為電場(chǎng)力。8.2電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度，，8.2.2電場(chǎng)強(qiáng)度8.2電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度檢驗(yàn)電荷的電量應(yīng)足夠小，以至把它放到電場(chǎng)中后對(duì)原有電場(chǎng)幾乎沒有什么影響。檢驗(yàn)電荷的線度必須足夠小，可以被看作是點(diǎn)電荷8.2.2電場(chǎng)強(qiáng)度8.2電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度8.2.2電場(chǎng)強(qiáng)度8.2電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度8.2.3點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)8.2電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度8.2.3點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)8.2電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度8.2.4場(chǎng)強(qiáng)疊加原理8.2電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度8.2.5連續(xù)帶電體的場(chǎng)強(qiáng)，，，，8.2電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度8.2.5連續(xù)帶電體的場(chǎng)強(qiáng)，，，，8.2電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度8.2.5連續(xù)帶電體的場(chǎng)強(qiáng)，，，，8.2電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)