大学物理公式及解题方法
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大学物理竞赛概念与公式大学物理竞赛是一个旨在考察学生物理知识和解决实际物理问题能力的赛事。
参加此类竞赛需要一定的物理基础和对相关概念与公式的熟练运用。
本文将介绍一些常见的物理竞赛概念与公式,以帮助参赛者更好地准备和应对竞赛。
1. 力学篇力学是物理竞赛中重要的一部分,它研究物体的运动和相互作用。
以下是一些常见的力学概念与公式:(1) 速度和加速度:速度(v)指物体在单位时间内的位移变化,可以表示为:v = Δx / Δt其中,Δx为位移变化,Δt为时间变化。
加速度(a)指物体在单位时间内速度的变化率,可以表示为:a = Δv / Δt其中,Δv为速度变化,Δt为时间变化。
(2) 牛顿定律:牛顿第一定律:当物体的合力为零时,物体将保持匀速直线运动或保持静止。
牛顿第二定律:物体所受合力等于质量与加速度的乘积,可以表示为:F = ma其中,F为合力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
牛顿第三定律:对于两个相互作用的物体,它们所受的力大小相等、方向相反。
(3) 动能和势能:动能(K)指物体由于运动而具有的能量,可以表示为:K = (1/2)mv^2其中,m为物体的质量,v为物体的速度。
势能(U)指物体由于位置而具有的能量,可以表示为:U = mgh其中,m为物体的质量,g为重力加速度,h为物体的高度。
2. 电磁篇电磁学是物理竞赛中另一个重要的领域,它研究电场、磁场以及它们的相互作用。
以下是一些常见的电磁概念与公式:(1) 库仑定律:库仑定律描述了点电荷之间的电力相互作用,可以表示为:F = k(q1*q2) / r^2其中,F为电力,k为比例常数,q1和q2为点电荷的电量,r为点电荷之间的距离。
(2) 电场强度:电场强度(E)指单位正电荷在某点上所受的力,可以表示为:E =F / q其中,F为正电荷所受的力,q为正电荷的电量。
(3) 磁场强度:磁场强度(B)指单位正电荷在某点上由于磁场力所受的力,可以表示为:B = F / (qv)其中,F为正电荷所受的力,q为正电荷的电量,v为正电荷的速度。
大学物理上册公式总结物理作为一门自然科学,是描述和研究物质、能量及其相互作用的学科。
在大学物理的学习中,公式是非常重要的工具,帮助我们理解和解决物理问题。
本文将对大学物理上册中的一些重要公式进行总结和归纳,帮助读者更好地掌握和应用这些公式。
I. 力学1. 牛顿第一定律(惯性定律):物体在受到合力为零的情况下保持静止或匀速直线运动。
2. 牛顿第二定律:物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比,与物体的质量成反比。
F=ma3. 牛顿第三定律:任何两个物体之间的相互作用力大小相等,方向相反。
4. 动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。
FΔt=Δp5. 动量守恒定律:在没有外力作用的情况下,物体的总动量保持不变。
6. 力的合成与分解:多个力的合力可以通过向量的几何相加求得。
II. 热学1. 热传导定律:热量从高温物体传递到低温物体,遵循热量传导定律。
2. 热量传递方式:热传导、热对流和热辐射是常见的热传递方式。
3. 热容:物体吸收或释放的热量与其温度变化之间的关系,C=q/ΔT。
4. 热膨胀:物体由于温度变化而引起的体积和尺寸变化。
5. 气体状态方程:理想气体状态方程为PV=nRT,其中P是压强,V是体积,n是物质的量,R是气体常数,T是温度。
III. 电学1. 库伦定律:两个电荷之间的电场力与它们的电荷量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
2. 电势能:电荷在电场中具有的能量。
电势能等于电荷量与电势差的乘积,PE=qV。
3. 电场强度:单位正电荷所受到的力。
在均匀电场中,电场强度的大小等于电势差与距离的比值,E=V/d。
4. 高斯定理:对于封闭曲面,电场通过这个曲面的通量与该曲面内的电荷成正比。
5. 电容:电容器存储电荷和电势能的能力。
电容与电荷量和电势差的比值成正比,C=q/V。
6. 电路定律:包括欧姆定律(电流与电阻和电压之间的关系)、基尔霍夫定律(电压和电流的分配关系)等。
IV. 光学1. 光速:真空中光的速度是一个恒定值,约等于3.00×10^8 m/s。
大学物理复习第四章知识点总结大学物理复习第四章知识点总结一.静电场:1.真空中的静电场库仑定律→电场强度→电场线→电通量→真空中的高斯定理qq⑴库仑定律公式:Fk122err适用范围:真空中静止的两个点电荷F⑵电场强度定义式:Eqo⑶电场线:是引入描述电场强度分布的曲线。
曲线上任一点的切线方向表示该点的场强方向,曲线疏密表示场强的大小。
静电场电场线性质:电场线起于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远,不闭合,在没有电荷的地方不中断,任意两条电场线不相交。
⑷电通量:通过任一闭合曲面S的电通量为eSdS方向为外法线方向1EdS⑸真空中的高斯定理:eSoEdSqi1int只能适用于高度对称性的问题:球对称、轴对称、面对称应用举例:球对称:0均匀带电的球面EQ4r20(rR)(rR)均匀带电的球体Qr40R3EQ240r(rR)(rR)轴对称:无限长均匀带电线E2or0(rR)无限长均匀带电圆柱面E(rR)20r面对称:无限大均匀带电平面EE⑹安培环路定理:dl0l2o★重点:电场强度、电势的计算电场强度的计算方法:①点电荷场强公式+场强叠加原理②高斯定理电势的计算方法:①电势的定义式②点电荷电势公式+电势叠加原理电势的定义式:UAAPEdl(UP0)B电势差的定义式:UABUAUBA电势能:WpqoPP0EdlEdl(WP00)2.有导体存在时的静电场导体静电平衡条件→导体静电平衡时电荷分布→空腔导体静电平衡时电荷分布⑴导体静电平衡条件:Ⅰ.导体内部处处场强为零,即为等势体。
Ⅱ.导体表面紧邻处的电场强度垂直于导体表面,即导体表面是等势面⑵导体静电平衡时电荷分布:在导体的表面⑶空腔导体静电平衡时电荷分布:Ⅰ.空腔无电荷时的分布:只分布在导体外表面上。
Ⅱ.空腔有电荷时的分布(空腔本身不带电,内部放一个带电量为q的点电荷):静电平衡时,空腔内表面带-q电荷,空腔外表面带+q。
3.有电介质存在时的静电场⑴电场中放入相对介电常量为r电介质,电介质中的场强为:E⑵有电介质存在时的高斯定理:SDdSq0,intE0r各项同性的均匀介质D0rE⑶电容器内充满相对介电常量为r的电介质后,电容为CrC0★重点:静电场的能量计算①电容:②孤立导体的电容C4R电容器的电容公式C0QQUUU举例:平行板电容器C圆柱形电容器C4oR1R2os球形电容器CR2R1d2oLR2ln()R1Q211QUC(U)2③电容器储能公式We2C22④静电场的能量公式WewedVE2dVVV12二.静磁场:1.真空中的静磁场磁感应强度→磁感应线→磁通量→磁场的高斯定理⑴磁感应强度:大小BF方向:小磁针的N极指向的方向qvsin⑵磁感应线:是引入描述磁感应强度分布的曲线。
大学物理解题法全释正如很多学生所认识到的那样,物理是一门既有趣又有用的科学。
它提供了我们世界的许多基本规律,并帮助我们理解周围事物的工作方式。
然而,学习物理也需要一些技巧,特别是在解题方面。
在本文中,我们将详细阐述一些大学物理解题的“技巧和窍门”。
第一步:理解题目在开始解决一个物理问题之前,你需要充分理解问题本身。
这意味着你必须对题目所描述的物理现象有充分的理解。
在这个阶段,你需要仔细阅读题目,画出示意图,并注意$t, s, v, a$等符号的含义。
第二步:分离已知数和未知数在明白了问题的物理含义后,你必须将已知的量与未知的量分离出来。
这是解决物理问题的关键。
通常情况下,已知量会包括一些标准值和工具测量得到的数据,而未知量是在问题中所要求解的物理量。
第三步:选择合适的公式当你已经知道哪些量是已知的,哪些是未知的时候,你就可以选择合适的公式来解决这个问题了。
在大学物理中,有许多公式与不同的物理量相关联。
为了成功地解决问题,你必须正确地选择其中的公式,并将已知量和未知量代入公式。
在这个阶段中,你需要注意单位的匹配和公式的各种变化。
第四步:检查答案的合理性最终,你必须检查你的答案是否正确,并检查它是否符合现实情况。
一个正确的答案应该是:使用正确的单位,整洁、容易阅读,并符合当前物理规律。
如果答案不合理,就要反复检查计算过程,寻找可能的错误。
总结在本文中,我们介绍了大学物理问题解决的四个主要步骤。
这些步骤包括理解问题、分离已知和未知数、选择适当的公式和检查答案的合理性。
我们鼓励大家根据这些步骤来解决物理问题,并在物理学习中寻找更多的窍门和技巧,希望这篇文章能对您有所帮助。
引言概述:物理公式是大学物理课程中不可或缺的一部分,它们是描述自然现象的数学表达式。
本文将介绍一些大学常用的物理公式,包括力学、热力学、电磁学和光学公式等。
这些公式不仅在学习物理理论和解题中起到重要的作用,而且在工程、科学研究和实际应用中也具有广泛的应用价值。
正文内容:一、力学公式1.1运动学公式1.1.1位移公式s=ut+(1/2)at^21.1.2速度公式v=u+at1.1.3加速度公式a=(vu)/t1.2动力学公式1.2.1牛顿第二定律F=ma1.2.2动能公式Ek=(1/2)mv^21.2.3动量公式p=mv1.3静力学公式1.3.1弹性力公式F=kx1.3.2引力公式F=G(m1m2)/r^21.3.3摩擦力公式Ff=μFn二、热力学公式2.1热传导公式2.1.1热传导方程q=kΔT/L2.1.2热导率公式k=(QL)/(AΔT)2.2热膨胀公式2.2.1线膨胀公式ΔL=αL0ΔT2.2.2体膨胀公式ΔV=βV0ΔT2.3热力学循环公式2.3.1热转化效率公式η=(W_net/Q_h)100%2.3.2卡诺循环效率公式η_C=(T_hT_c)/T_h三、电磁学公式3.1电场公式3.1.1电场强度公式E=F/q3.1.2电势差公式V=W/q3.2磁场公式3.2.1磁场强度公式B=F/(qv)3.2.2磁场感应公式ε=BLv3.3法拉第电磁感应公式3.3.1法拉第电磁感应定律ε=dΦ/dt3.3.2洛伦兹力公式F=q(E+vxB)四、光学公式4.1光速公式4.1.1光速定义c=λf4.1.2光速在介质中的速度v=c/n4.2折射公式4.2.1斯涅尔定律n1sin(θ1)=n2sin(θ2)4.2.2光线传播路径差公式Δx=d(n1)(cot(θ2)cot(θ1))4.3球面镜公式4.3.1球面镜公式1/f=(n1)(1/R11/R2)五、总结本文介绍了大学常用的物理公式,涵盖了力学、热力学、电磁学和光学等方面。
大学物理经典题型解析大学物理是一门重要的基础学科,涵盖了力学、热学、电磁学、光学和近代物理学等多个领域。
在学习过程中,掌握经典题型对于理解和应用物理知识至关重要。
下面,我们将对一些常见的大学物理经典题型进行解析。
一、力学部分1、牛顿运动定律的应用例题:一个质量为 m 的物体放在光滑水平面上,受到水平方向的恒力 F 作用,求物体的加速度和经过时间 t 后的速度。
解析:根据牛顿第二定律 F = ma,可得加速度 a = F / m 。
经过时间 t 后的速度 v = at =(F / m) × t 。
这道题主要考查对牛顿第二定律的理解和应用,需要明确力、质量和加速度之间的关系。
2、机械能守恒定律例题:一个质量为 m 的物体从高度为 h 的光滑斜面顶端由静止下滑,求物体到达斜面底端时的速度。
解析:在下滑过程中,只有重力做功,机械能守恒。
重力势能的减少量等于动能的增加量,即 mgh =(1/2)mv²,解得 v =√(2gh) 。
解决这类问题的关键是判断系统是否只有重力或弹力做功,从而确定能否应用机械能守恒定律。
二、热学部分1、理想气体状态方程例题:一定质量的理想气体,在压强为 P1 、体积为 V1 、温度为T1 时,经过绝热压缩,使其体积变为 V2 ,求此时的压强 P2 。
解析:对于绝热过程,有PV^γ =常数(γ 为比热容比)。
由理想气体状态方程 P1V1 / T1 = P2V2 / T2 ,且绝热过程中 T2 / T1 =(V1 / V2)^(γ 1) ,联立可得 P2 。
这道题需要综合运用理想气体状态方程和绝热过程的特点。
2、热力学第一定律例题:一个热机从高温热源吸收 Q1 的热量,向低温热源放出 Q2 的热量,对外做功 W ,求热机的效率。
解析:热机效率η = W / Q1 =(Q1 Q2) / Q1 。
理解热力学第一定律中内能的变化、热量和做功之间的关系是解决此类问题的基础。
大学普通物理公式大全(二)引言概述:大学物理是理工科学生必修的一门课程,其中物理公式的掌握是解题的关键。
本文将为您介绍大学普通物理公式大全(二),包括电磁学、光学和相对论等领域的公式。
掌握这些公式将有助于理解物理现象并解决相关问题。
一、电磁学1. 库仑定律- 描述电荷之间相互作用的力- 数学表达式为 F=k*q1*q2/r^22. 电场强度- 描述电荷对其他电荷施加的力的大小- 数学表达式为 E=F/q,其中 F 是电荷所受的力,q是电荷量3. 电势能- 表示电荷在电场中的位置所具有的能量- 数学表达式为 U=q*V,其中 U 是电势能,q是电荷量,V 是电势差4. 安培定律- 描述电流、磁场和其相互作用的关系- 数学表达式为 F=B*I*L*sinθ,其中 F是力,B是磁感应强度,I是电流,L是导线长度,θ是磁场与导线夹角5. 法拉第定律- 描述电磁感应现象- 数学表达式为ε=-N*dΦ/dt,其中ε是感应电动势,N是线圈匝数,Φ是磁通量,t是时间二、光学1. 光速- 光在真空中的速度- 数值表达式为 c=299792458 m/s2. 折射定律- 描述光在介质边界发生折射时的规律- 数学表达式为 n1*sinθ1=n2*sinθ2,其中 n1和n2分别是两个介质的折射率,θ1和θ2分别是入射角和折射角3. 焦距公式- 描述透镜成像的关系- 数学表达式为1/f=1/v-1/u,其中f是透镜焦距,v是像距,u是物距4. 干涉公式- 描述光的干涉现象- 数学表达式为Δs=(m+1/2)λ,其中Δs是相邻两条干涉条纹间的距离,m是干涉级次,λ是入射光的波长5. 衍射公式- 描述光的衍射现象- 数学表达式为 a*sinθ=m*λ,其中 a是衍射屏孔径,θ是衍射角,m是衍射级次,λ是入射光的波长三、相对论1. 等效质量公式- 描述物体运动时质量变化的关系- 数学表达式为 m=m0/sqrt(1-v^2/c^2),其中 m0是静止质量,v是物体运动速度,c是光速2. 时间膨胀公式- 描述时间随相对速度变化的关系- 数学表达式为Δt=Δt0/sqrt(1-v^2/c^2),其中Δt0是静止时间,Δt是相对运动时间,v是相对速度,c是光速3. 空间收缩公式- 描述长度随相对速度变化的关系- 数学表达式为l=l0*sqrt(1-v^2/c^2),其中l0是静止长度,l是相对运动长度,v是相对速度,c是光速4. 能量-质量关系(爱因斯坦质能关系)- 描述能量与质量之间的转换关系- 数学表达式为 E=mc^2,其中 E是能量,m是物体质量,c 是光速5. 光速不变原理- 描述光速在任何参考系下的恒定性- 数学表达式为 c=299792458 m/s总结:本文介绍了大学普通物理公式大全(二),涉及电磁学、光学和相对论等方面的公式。
大学物理刚体力学总结大学物理刚体力学总结大学物理刚体力学总结篇一:大学物理力学总结大学物理力学公式总结 ? 第一章(质点运动学)1. r=r(t)=x(t)i+y(t)j+z(t)k Δr=r(t+Δt)- r(t) 一般地|Δr|?Δr2. v= a= dt dx d??d?? d2??dt3. 匀加速运动:a=常矢 v0=vx+vy+vz r=r0+v0t+at2 ????4. 匀加速直线运动:v= v0+at x= v02 v2-v02=2ax 215. 抛体运动:ax=0 ay=-g vx=v0cs vy=v0sinθ-gt x=v0csθ?t y=v0sinθ?tgt2 216. 圆周运动:角速度= dt Rdθ v 角加速度dt dω 加速度 a=an+at 法相加速度an==Rω2 ,指向圆心 Rv2 切向加速度at=Rα ,沿切线方向dt d??7. 伽利略速度变换:v=v’+u ? 第二章(牛顿运动定律)1. 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:F=, p=mv dtd?? 当m为常量时,F=ma 第三定律:F12=-F21 力的叠加原理:F=F1+F2+……2. 常见的几种力:重力:G=mg 弹簧弹力:f=-kx3. 用牛顿定律解题的基本思路:1) 认物体 2) 看运动 3) 查受力(画示力图) 4) 列方程(一般用分量式) ? 第三章(动量与角动量)1. 动量定理:合外力的冲量等于质点(或质点系)动量的增量,即 Fdt=dp2. 动量守恒定律:系统所受合外力为零时, p= ??????=常矢量3. 质心的概念:质心的位矢 rc= ???????? 离散分布) m 或 rc = ??dmm (连续分布)4. 质心运动定理:质点系所受的合外力等于其总质量乘以质心的加速度,即 F=mac5. 质心参考系:质心在其中静止的平动参考系,即零动量参考系。
6. 质点的角动量:对于某一点, L=r×p=mr×v7. 角动量定理:M= dtd?? 其中M 为合外力距,M=r×F,他和L 都是对同一定点说的。
一、力学1.1 运动学at2位移:x=x0+v0t+12速度:v=v0+at加速度:a=ΔvΔt角速度:ω=ΔθΔt圆周运动的线速度与角速度关系:v=ωr周期:T=2πrv频率:f=1T1.2 动力学牛顿第二定律:F=ma功:W=Fxmv2动能:E k=12势能:E p=mgℎ机械能:E=E k+E p功率:P=Fv冲量:I=Ft动量:p=mv动量守恒定律:p1+p2=p1′+p2′碰撞的恢复系数:e=v′relv rel1.3 刚体运动转动惯量:I=ml2角动量:L=IωIω2转动动能:E k=12二、电磁学2.1 静电学电场强度:E=Fq 电势差:U=Ed高斯定律:∮E⃗S ⋅dA=Q encε0电容:C=QU电势:V=KQr2.2 稳恒电流场欧姆定律:I=UR电阻:R=LσS电阻率:σ=1R⋅S焦耳定律:Q=I2Rt2.3 磁场磁感应强度:B=μ0I2πr安培环路定律:∮B⃗L⋅dl=μ0I enc磁通量:Φ=B⋅A磁通量量子:Φ0=2πℏe磁场对运动电荷的作用力:F=qvB 洛伦兹力:F=q(v×B⃗ )磁矩:μ=I⋅A2.4 电磁感应法拉第电磁感应定律:ε=−dΦdt楞次定律:L dIdt+M⋅B⃗ ×I=F自感:L=N⋅μ0⋅Al互感:M=N⋅μ0⋅Al三、热学3.1 热力学基本定律热力学第零定律:绝对零度不可达到热力学第一定律:dU=TdS−PdV 热力学第二定律:熵增原理克劳修斯定律:dS=qT开尔文-普朗克关系式:E=ℎν3.2 热传导傅里叶定律:J=−kL ⋅dT dx热导率:k=QLm⋅ΔT斯特藩-玻尔兹曼定律:P=σAT43.3 理想气体状态方程四、波动与光学4.1 波动波动方程:y=Asin(kx−ωt+ϕ)波速:v=波长周期相位:ϕ=2πx波长群速度:v g=dωdk衍射公式:sinθ=12波长障碍物尺寸干涉公式:y=2sin(ωt+ϕ0)cos(ωt+ϕ0)=sin(2ωt+2ϕ0)4.2 光学反射定律:入射角等于反射角折射定律:n1sinθ1=n2sinθ2光速:c=2πRT光的波动说:E=ℎν光电效应方程:E k=ℎν−W0旋光性:Δϕ=2α⋅Δλ五、量子力学5.1 基本公式Ψ=ĤΨ薛定谔方程:iℏððt海森堡不确定性原理:ΔxΔp≥ℏ2泡利不相容原理:一个原子中最多有两个电子具有相同的量子态n2能级公式:E n=−m2l25.2 量子态叠加与测量量子态叠加:Ψ=αΨ1+βΨ2测量公式:P(λ)=|⟨λ|Ψ⟩|21.在学习大学物理时,要注重理论知识与实际应用相结合,通过解决实际问题来加深对物理概念的理解。
大学物理公式总结归纳物理学作为自然科学的一支重要学科,研究物质、能量以及它们之间的相互作用规律。
在学习和应用物理学的过程中,公式是不可或缺的工具。
本文将对大学物理中一些重要的公式进行总结归纳,并介绍它们的应用场景和实际意义。
1. 力学1.1 牛顿第二定律F = ma在这个公式中,F代表物体所受的力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
这个公式描述了力对物体运动状态的影响,它是经典力学的基础。
1.2 弹力公式F = kx这个公式描述了弹簧对物体施加的力。
F代表弹力,k代表弹簧的劲度系数,x代表弹簧伸长或压缩的距离。
它在弹簧振动、弹簧秤等实际应用中起到了重要作用。
1.3 动量定理FΔt = Δp这个公式描述了物体所受力的变化率与物体动量的变化率之间的关系。
F代表物体所受的力,Δt代表时间间隔,Δp代表物体动量的变化量。
动量定理在撞击碰撞等问题中有广泛应用。
2. 电磁学2.1 库仑定律F = k|q1q2|/r^2这个公式描述了两个电荷之间的力的作用关系。
F代表电荷之间的力,q1、q2分别代表两个电荷的电量,r代表它们之间的距离。
库仑定律是静电学的基本定律,对于电场、电势等问题的研究具有重要意义。
2.2 电流强度公式I = Q/Δt这个公式描述了单位时间内通过导线的电荷量与电流强度的关系。
I 代表电流强度,Q代表单位时间内通过导线的电荷量,Δt代表时间间隔。
电流强度是电路中一个基本的物理量,在电路分析和设计中被广泛应用。
2.3 电磁感应定律ε = -dΦ/dt这个公式描述了磁场变化引起的感应电动势。
ε代表感应电动势,dΦ/dt代表磁通量对时间的变化率。
根据电磁感应定律,电磁感应现象得到解释,并应用于发电机、变压器等设备的设计与实际运用。
3. 热学3.1 热传导公式Q = kAΔT/Δx这个公式描述了物质在热传导过程中的热量传递。
Q代表热量,k代表热导率,A代表传热面积,ΔT代表温度差,Δx代表传热距离。
大物知识点公式总结一、力学1.1 牛顿第一定律(惯性定律)物体在没有外力作用时保持匀速直线运动或静止F = 01.2 牛顿第二定律(运动定律)物体的加速度与物体所受合外力成正比,与物体的质量成反比。
F = ma1.3 牛顿第三定律(作用-反作用定律)对于相互作用的两个物体,彼此之间的作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用线共线。
|F₁₂| = |F₂₁|1.4 力的合成与分解F₁ = Fcosθ, F₂ = FsinθF = √(F₁² + F₂²)1.5 平衡条件物体处于平衡状态时,合外力和合外力矩均为零。
ΣF = 0, ΣM = 01.6 弹簧力F = kΔl1.7 动能定理物体的动能改变等于物体所受合外力所做的功。
ΔEₖ = W1.8 功和机械能机械能 = 动能 + 势能E = Eₖ + Eₖ1.9 动量定理物体的动量改变等于物体所受合外力的冲量。
Δp = Ft = mΔv1.10 碰撞在碰撞过程中,动量守恒,动能一般不守恒。
m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'1.11 万有引力F =G * ((m₁ * m₂) / r²)1.12 圆周运动v = ω * ra = α * r|a| = |ω|² * r二、热学2.1 热量热量是物体与外界交换能量的方式之一,是能量的传递方式。
Q = mcΔT2.2 热容物体单位质量的热量变化量与温度变化量的比例关系。
Q = mcΔT2.3 热传导(傅立叶定律)热量在导体内传递的速率与温度梯度成正比。
Q/t = -kA * ΔT / d其中,k为导热系数,A为截面积,d为长度。
2.4 热膨胀物体由于受热而引起的体积的变化。
ΔL = αL₀ΔT其中,α为线膨胀系数。
2.5 相态变化物质从一种相态变为另一种相态时,不发生温度变化,吸收或释放相变潜热。
Q = mL其中,L为单位质量物质的相变潜热。
振化方向之间的夹角2、布儒斯特定律120tan n n i =此时,反射光线与入射光线线垂直光的干涉1、光程 nr l = n :介质折射率 r :光在介质中的几何路程2、光程差与相位差的关系λδπϕ∆=∆2 3、干涉加强和减弱的条件⎪⎩⎪⎨⎧+±±=∆2)12(λλδk k 4、半波损失:当光从光疏介质射向光密介质,并在反射面上发生反射时,反射光的相位跃变了π,相当于出现半个波长的光程差,称为半波损失。
5、双缝干涉:⎪⎩⎪⎨⎧=-±=±=)(3,2,12)12((,2,1,0暗纹明纹) k d D k k d kD x λλ----------光在真空中的波长-------光程差 加强 (k=0,1,2,…) 减弱相干光到P 点的光程差D xd==∆12r -r , 相邻两明暗条纹的间距:dD x λ=∆ (每个字母的含义图上都有,各种不解释!)6、 薄膜干涉---------等厚干涉明暗条件为:⎪⎩⎪⎨⎧=+==∆(暗纹)明条纹 2,1,02)12()(2,1k k k k λλ1、 波膜厚度不均匀,而光线垂直入射,则222λ+=∆e n , 2、 相邻两明纹之间的厚度差为:22n e λ=∆ 3、 劈尖干涉中相邻两明(暗)纹之间的距离为θλ22n l =4、 牛顿环干涉的条纹是以接触点为圆心的同心圆环,其明暗环的半径分别为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-=)(,2,1,0)(,2,12)12(22暗环明环 k n kR k n R k r λλ题型及解题要点1、双缝干涉的条纹问题:干涉条纹是明是暗,取决与相干光的光程。
2、薄膜干涉的条纹特征问题:根据薄膜上下表面反射光线的光程差,分析条纹分布特征。
3、单缝衍射的条纹问题:根据单缝衍射的明暗条件,分析条纹分布特征。
4、光栅衍射的条纹问题:套公式,马吕斯定律、布儒斯特定律及光的偏振态。
.。
时空与质点运动内容纲要位矢:k t z j t y i t x t r r)()()()(位移:k z j y i x t r t t r r)()(一般情况,r r速度:k z jy i x k dtdz j dtdy i dt dx dt r d t r t•••0lim加速度:k z j y i x k dtz d j dt y d i dt x d dtr d dt d t a t•••••• 222222220lim圆周运动角速度:•dtd角加速度:•• 22dtd dt d (或用 表示角加速度) 线加速度:t n a a a法向加速度:22R Ra n 指向圆心切向加速度:R dtd a t沿切线方向 线速率: R弧长: R s伽利略速度变换:u (或者CB AC AB参考矢量运算法则)解题参考大学物理是对中学物理的加深和拓展。
本章对质点运动的描述相对于中学时更强调其瞬时性、相对性和矢量性,特别是处理问题时微积分的引入,使问题的讨论在空间和时间上更具普遍性。
对于本章习题的解答应注意对基本概念和数学方法的掌握。
矢量的引入使得对物理量的表述更科学和简洁。
注意位矢、位移、速度和加速度定义式的矢量性,清楚圆周运动角位移、角速度和角加速度方向的规定。
微积分的应用是难点,应掌握运用微积分解题。
这种题型分为两大类,一种是从运动方程出发,通过微分的转换,掌握先分离变量后积分的数学方法。
内容提要牛顿运动定律:第一定律惯性和力的概念,常矢量第二定律dtp d Fm pm 为常量时a m dtd m F第三定律2112F F质心:一个物体或物体系的质心就是可以看作所有的质量集中点和所有外力的作用点的特殊点。
常见力:重力 mg P 弹簧力 kx F摩擦力 N f 滑动摩擦N f s 静摩擦惯性力:为使用牛顿定律而在非惯性系中引入的假想力,由参照系的加速运动引起。
平动加速参照系 0a m F i转动参照系 r m F i 2解题参考牛顿运动定律是个整体,只在惯性系中适用。
大学物理中的力学问题解析力学是物理学的基础学科之一,研究物体的运动规律以及相互作用力的性质和效应。
在大学物理课程中,力学问题是学生们需要深入理解和掌握的重要内容之一。
本文将对大学物理中的力学问题进行解析,以帮助读者更好地理解和应对这类问题。
一、牛顿第一定律——惯性定律牛顿第一定律也称为惯性定律,它指出:物体如果不受力或受到的合力为零,则物体将保持原来的静止状态或匀速直线运动。
在解决与牛顿第一定律相关的问题时,我们首先需要明确物体受力情况。
如果物体不受力,则根据惯性定律,可以推断物体将保持静止或匀速直线运动。
如果物体受到合力为零的多个力的作用,则同样可以应用惯性定律,根据合力为零可以推断物体将保持原来的状态。
二、牛顿第二定律——运动定律牛顿第二定律描述了物体的运动和受力之间的关系,它表述为力等于质量乘以加速度的积,即F=ma。
在解决与牛顿第二定律相关的问题时,我们需要明确物体受到的所有力,并根据受力情况确定物体的加速度。
通过将已知的力和质量代入牛顿第二定律的公式,可以求解未知的物理量。
三、牛顿第三定律——作用力与反作用力牛顿第三定律指出:任何两个物体之间存在相互作用力,且作用力与反作用力大小相等、方向相反,且作用在两个物体的不同点上。
在解决与牛顿第三定律相关的问题时,我们需要明确物体之间的相互作用力,并根据题目要求确定作用力和反作用力的性质。
根据第三定律,我们可以利用相互作用力的大小关系和方向关系求解问题。
四、摩擦力和斜面问题在涉及摩擦力和斜面的力学问题中,我们需要考虑不同物体之间的摩擦力、斜面的倾角以及物体在斜面上的运动情况。
解决这类问题时,我们可以利用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析物体所受到的合力,并通过运用摩擦力和重力的数值关系求解物体的加速度或静止情况。
同时,还需要根据斜面的角度来判断物体在斜面上的运动形式,如平行下滑、静止或上滑。
五、弹簧力和胡克定律弹簧力是力学问题中常见的一种力,它遵循胡克定律。
大学物理大题求解技巧总结大学物理大题求解是考察学生综合应用物理知识和解决问题能力的重要环节。
下面总结了一些求解大题的技巧,希望能帮助你在考试中取得好成绩。
1. 熟练掌握基本理论知识首先,大题的求解离不开对基本理论知识的熟练掌握。
掌握物理学的基本原理、定律和公式,理解其背后的物理本质,能够灵活运用到不同的问题中。
2. 仔细分析问题在开始求解大题之前,要仔细阅读题目并理解问题的要求。
了解问题中给出的条件和未知量,明确需要考虑的物理量以及所涉及的物理原理。
一旦明确了问题的要求,就可以有针对性地进行解答。
3. 画出示意图作为一个重要的辅助工具,画出物理问题的示意图可以帮助我们更好地理解和分析问题。
示意图能够直观地反映出问题的几何关系和物理过程,方便我们对问题进行推理和计算。
4. 制定解题思路和计划在分析问题后,需要制定解题思路和计划。
根据问题的特点,选择合适的方法和步骤进行求解。
可以采用逐步逼近的方法,从简单到复杂逐步推导出问题的解答。
同时,要合理分配时间,对不同的部分进行适当的权衡和取舍。
5. 灵活运用数学工具大题求解中,往往需要运用数学工具进行计算和推导。
掌握数学工具,如微积分、线性代数等,在问题中运用合适的数学方法进行求解。
此外,注意合理估算和取舍,避免陷入复杂的数学计算中。
6. 注意物理概念的应用大题求解中,往往需要应用多个物理概念进行综合分析。
在运用物理概念时,要注意概念的适用范围和条件,并将其应用到具体的问题中。
例如,在力学问题中,需要运用牛顿定律、能量守恒定律等物理原理进行推导和计算。
7. 多使用简化和近似方法在求解复杂问题时,可以采用简化和近似方法,将问题转化为更简单的形式进行计算。
这可以大大简化计算过程和推导过程,提高求解的效率。
8. 反复检查求解过程在完成求解后,要反复检查求解过程和结果,确保没有计算错误和逻辑错误。
特别注重数量单位的一致性,避免因单位转换引起的错误。
同时,对结果进行合理性判断,是否符合物理规律和常识。
大学物理公式总结大学物理是一门基础的自然科学课程,它所涉及的内容广泛,包括力学、热学、电磁学、光学等各个方面。
在学习物理的过程中,我们经常会接触到大量的公式,这些公式对于解题和理解物理现象起着重要的作用。
下面是一些常见的大学物理公式的总结。
1. 力学(1)牛顿第二定律:F=ma,其中F为物体所受合力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
(2)牛顿第三定律:F1=-F2,即物体1对物体2施加的力与物体2对物体1施加的力大小相等,方向相反。
(3)万有引力定律:F=G(m1m2/r^2),其中F为两个物体间的引力,G为万有引力常数,m1、m2为两个物体的质量,r为两个物体间的距离。
(4)功:W=F·s,其中W为力所做的功,F为力的大小,s为力的方向上的位移。
(5)动能:K=1/2mv^2,其中K为物体的动能,m为物体的质量,v为物体的速度。
2. 热学(1)热传导定律:Q=λA(t2-t1)/d,其中Q为单位时间内通过物体传导的热量,λ为物质的导热系数,A为物体的横截面积,t1、t2为物体的两个温度,d为物体的厚度。
(2)热膨胀公式:ΔL=αL0ΔT,其中ΔL为物体长度的变化量,α为线膨胀系数,L0为物体的原始长度,ΔT为物体的温度变化量。
(3)热功定律:W=Fd,其中W为功,F为力的大小,d为力的方向上的位移。
(4)理想气体状态方程:PV=nRT,其中P为气体的压强,V为气体的体积,n为气体的物质量,R为气体常数,T为气体的温度。
3. 电磁学(1)库仑定律:F=k(q1q2/r^2),其中F为两个电荷之间的电力,k为电力常数,q1、q2为两个电荷的大小,r为两个电荷之间的距离。
(2)电阻定律:R=ρL/A,其中R为电阻,ρ为导体的电阻率,L为导体的长度,A为导体的横截面积。
(3)欧姆定律:U=IR,其中U为电压,I为电流,R为电阻。
(4)电场强度:E=F/q,其中E为电场强度,F为电荷所受的电力,q为电荷的大小。
大学物理公式及解题方法 Prepared on 22 November 2020时空与质点运动内容纲要 位矢:k t z j t y i t x t r r )()()()(++==位移:k z j y i x t r t t r r ∆+∆+∆=-∆+=∆)()(一般情况,r r ∆≠∆ 速度:k z j y i x k dtdz j dt dy i dt dx dt r d t r t •••→∆++=++==∆∆=0lim υ 加速度:k z j y i x k dtz d j dt y d i dt x d dt r d dt d t a t ••••••→∆++=++===∆∆=222222220lim υυ 圆周运动角速度:•==θθωdtd 角加速度:••===θθωα22dtd dt d (或用β表示角加速度) 线加速度:t n a a a += 法向加速度:22ωυR R a n ==指向圆心 切向加速度:αυR dtd a t ==沿切线方向 线速率:ωυR =弧长:θR s = 伽利略速度变换:u +'=υυ (或者CB AC AB υυυ += 参考矢量运算法则)解题参考大学物理是对中学物理的加深和拓展。
本章对质点运动的描述相对于中学时更强调其瞬时性、相对性和矢量性,特别是处理问题时微积分的引入,使问题的讨论在空间和时间上更具普遍性。
对于本章习题的解答应注意对基本概念和数学方法的掌握。
矢量的引入使得对物理量的表述更科学和简洁。
注意位矢、位移、速度和加速度定义式的矢量性,清楚圆周运动角位移、角速度和角加速度方向的规定。
微积分的应用是难点,应掌握运用微积分解题。
这种题型分为两大类,一种是从运动方程出发,通过微分求出质点在任意时刻的位矢、速度或加速度;另一种是已知加速度或速度与时间的关系及初始条件,通过积分求出任意时刻质点的速度、位矢或相互间的关系,注意式子变换过程中合理的运用已知公式进行变量的转换,掌握先分离变量后积分的数学方法。
内容提要牛顿运动定律:第一定律 惯性和力的概念,常矢量=υ第二定律 dt p d F = υ m p =m 为常量时 a m dt d m F ==υ 第三定律 2112F F -= 质心:一个物体或物体系的质心就是可以看作所有的质量集中点和所有外力的作用点的特殊点。
常见力:重力 mg P =弹簧力 kx F -=摩擦力 N f μ= 滑动摩擦N f s μ≤ 静摩擦惯性力:为使用牛顿定律而在非惯性系中引入的假想力,由参照系的加速运动引起。
平动加速参照系 0a m F i -=转动参照系 r m F i 2ω=解题参考牛顿运动定律是个整体,只在惯性系中适用。
牛顿第二定律给出物体受合力产生加速度的瞬时关系。
正确分析质点的受力情况是运用牛顿运动定律解题的关键。
一般的步骤是先采用隔离体法对质点进行受力分析,注意不要少力和重复计算受力;然后根据受力分析建立合适坐标系,一般有个坐标轴沿着受力方向或运动方向;最后是列方程或方程组求解讨论,具体求解过程中一般不写矢量式,而写出坐标轴方向的分量式进行运算。
内容提要动量:υ m p =冲量:⎰=21t t dt F I 动量定理:⎰=21t t dt F p d ⎰=-210t t dt F p p 动量守恒定律:若0==∑i i F F ,则常矢量==∑ii p p力矩:F r M ⨯=质点的角动量(动量矩):υ ⨯=⨯=r m p r L 角动量定理:dtL d M =外力 角动量守恒定律:若0==∑外力外力M M ,则常矢量==∑ii L L功:r d F dW •= ⎰•=B A AB r d F W 一般地 ⎰⎰⎰++=B AB A B A z z z y y y x x x AB dz F dy F dx F W 动能:221υm E k = 动能定理:质点, 222121A B AB m m W υυ-=质点系,0k k E E W W -=+内力外力保守力:做功与路程无关的力。
保守内力的功:p p p E E E W ∆-=--=)(12保守内力功能原理:p k E E W W ∆+∆=+非保守内力外力机械能守恒:若0=+非保守内力外力W W ,则00p k p k E E E E +=+解题参考动量是描述物体运动状态的状态量。
质点的动量定理给出质点所受冲量和质点动量变化的关系。
冲量是力对时间的累积效果,是过程量,计算冲量大小往往涉及积分运算,具体应用时往往写成分量式形式。
动量定理仅适用于惯性系。
能量是物体运动状态的函数,功则是物体运动状态变化过程中能量变化的量度,功是力对空间的累积效果,是过程量。
动量守恒、机械能守恒和角动量守恒是普遍成立的三个守恒定律,合理运用守恒定律来解决力学问题往往比直接采用牛顿定律解题来的简单,可以回避牛顿定律解题过程中的积分运算。
注意守恒定律适用的条件。
内容提要质点角动量的定义域:质点角动量大小 :方向:L 的方向垂直于r 和P 所决定的平面,其指向可用右手螺旋法则确定,即用右手四指从r 经小于180度角转向p ,则拇指指向就是L 的方向。
转动惯量:离散分布系统,∑=2i i r m J ————刚体转动惯量连续分布系统,⎰=dm r J 2(1)当转轴通过中心并和棒垂直 因 入L =m(2)当转轴通过棒的一端并和棒垂直:(3) 当转轴通过棒上距中心为h 的B 点并和棒垂直:平行轴定理平行轴定理:2md J J C +=刚体定轴转动的角动量:ωJ L =刚体定轴转动的转动定律:dt dL J M ==α 刚体定轴转动的角动量定理:021L L Mdt t t -=⎰力矩的功:⎰=θMd W力矩的功率:ωM dt dW P ==转动动能:221ωJ E k = 刚体定轴转动的动能定理:20221210ωωθθθJ J Md -=⎰ 解题参考刚体转动的学习应该注意与牛顿运动定律的比较。
刚体定轴转动的转动定律类似于质点运动中的牛顿第二定律。
对定轴转动的刚体仍旧适用隔离体分析法,正确分析受力和力矩,分别对转动和平动建立运动方程。
应注意方程中所有的力矩、转动惯量、角动量都是相对于同一转轴,这类似于牛顿定律中对同一坐标系建立平动方程。
列方程时应注意角量和线量之间的关系,方程组的求解往往需要这个关系。
内容提要库仑定律:r e r q q F 221041πε=电场强度:0q F E = 带电体的场强:⎰∑==r i i e rdq E E 204πε 静电场的高斯定理:∑⎰⎰=•i S q S d E 01ε 静电场的环路定理:⎰=•Ll d E 0 电势:⎰∞•=pp l d E V 带电体的电势:∑⎰==r dqV V i 04πε导体静电平衡:电场,○1导体内场强处处为零;○2导体表面处场强垂直表面 电势,○1导体是等势体;○2导体表面是等势面 电介质中的高斯定理:∑⎰⎰=•i Sq S d D 各向同性电介质:E E D r εεε==0 电容:UQ C = 电容器的能量:22212121CU QU C Q W === 解题参考电场强度和电势是描述静电场的两个主要物理量。
需要掌握的有库仑定律、场强叠加原理、高斯定理和环路定理。
掌握由场强的叠加原理通过积分求电场强度,注意场强的矢量性。
利用高斯定理求场强时,应清楚各个物理量所指代的范围并合理选取高斯面。
电势是标量,对带电体总电势的计算往往比电场强度简单,在具体的问题中也可考虑先求电势,然后利用场强与电势梯度的关系求场强。
掌握导体静电平衡的条件和静电平衡时的性质。
内容提要毕奥-萨伐尔定律:204re l Id B d r ⨯=πμ 磁场高斯定理:⎰⎰=•SS d B 0 安培环路定理:⎰∑=•i I l d B 0μ 载流长直导线的磁场:)cos (cos 4210θθπμ-=rI B 无限长直导线的磁场:r I B πμ20=载流长直螺线管的磁场:)cos (cos 2210θθμ-=nIB无限长直螺线管的磁场:nI B 0μ=洛仑兹力:B q F ⨯=υ安培力:B l Id F d ⨯= 磁介质中的高斯定理:⎰⎰=•SS d B 0 磁介质中的环路定理:∑⎰=•i LI l d H 各向同性磁介质:H H B r μμμ==0解题参考恒定磁场涉及毕奥-萨伐尔定律、磁场的高斯定理、安培环路定理。
应对照静电场部分进行学习,注意两者的区别和雷同。
利用毕奥-萨伐尔定律计算场强时注意对矢量的处理。
利用安培环路定理求场强注意适用条件。
内容提要 法拉第电磁感应定律:dtd φε-=动生电动势:⎰•⨯=l d B)(υε 感生电动势:⎰⎰⎰•∂-=•=S k S d dtB l d E ε 自感:LI =φ,dt dI LL -=ε 自感磁能:221LI W m = 互感:12MI =φ,dt dI M12-=ε 磁能密度:BH H B w m 21212122===μμ 解题参考电磁感应的主要内容是法拉第电磁感应定律。
根据磁通量变化原因的不同,又分为动生和感生。
能够方便计算磁通量时都可直接应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势,对于恒定磁场中导体切割磁力线的问题,运用动生电动势公式直接计算比较方便,计算时应注意矢量的处理,积分结果的正负号表示电动势的实际方向与假定方向的一致与否,也可根据楞次定律判断方向。
内容提要 简谐振动微分方程:0222=+x dtx d ω 简谐振动运动方程:)cos(0ϕω+=t A x 弹簧振子:mk =ω 单摆:l g =ω 同方向同频率简谐振动合成:)cos(212212221ϕϕ-++=A A A A A简谐振动能量:221kA E E E p k =+= 波的强度:u A I 2221ωρ= 波的干涉:πϕk 2±=∆ 或 λδk ±= 干涉加强πϕ)12(+±=∆k 或 2)12(λδ+±=k 干涉减弱 ( ,2,1,0=k ) 驻波方程:t x A y ωλπcos 2cos2= 多普勒频移公式:0νυυνSR u u ±= 解题参考简谐振动方程中涉及的物理量有振幅、角频率和初相,其中相位及初相位是重点。
简谐振动的角频率和周期可根据系统的性质确定,要求掌握的是弹簧振子和单摆系统。
振幅和初相可根据公式由初始条件确定。
对于初相,更方便的方法是利用旋转矢量,应掌握其方法。
振动状态的传播形成波动,所以波动方程可由振动方程变换得到。
应掌握波函数的变换形式,根据具体问题选择合适的函数形式。
波的干涉理论同样在波动光学中适用,应掌握干涉加强和减弱的判据,注意半波损失的判定。
内容提要光程:nl L =光波的干涉:πϕk 2±=∆ 或 λδk ±= 干涉加强πϕ)12(+±=∆k 或 2)12(λδ+±=k 干涉减弱 ( ,2,1,0=k )杨氏双缝干涉:dD k x λ±= ,2,1,0=k 明纹 dD k x 2)12(λ-±= ,3,2,1=k 暗纹薄膜干涉:λλk nd =⎥⎦⎤⎢⎣⎡+22 明纹 2)12(22λλ+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+k nd 暗纹 迈克尔逊干涉仪:2λN d ∆=∆光的衍射:θδsin a = 单缝衍射,半波带法处理θδsin d = 光栅衍射,干涉理论处理 单缝衍射:a f k x 2)12(λ+±= 明纹 af k x λ±= 暗纹 ,3,2,1=k 最小分辨角:D λθ22.10= 光栅衍射:df k x λ±= 明纹 ,2,1,0=k 明纹最高级d k λ≤max 缺级条件 k k a d '= 光的偏振:20I I = 自然光通过偏振片光强剩余一半 马吕斯定律:θ20cos I I = 布儒斯特定律:120n n tgi = 解题参考波动光学涉及光的干涉、衍射和偏振。