大学物理知识点(全)

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B r ∆ A rB ryr ∆第一章 质点运动学主要内容一、 描述运动得物理量 1、 位矢、位移与路程由坐标原点到质点所在位置得矢量r 称为位矢 位矢r xi yj =+,大小 2r r x y ==+运动方程 ()r r t =运动方程得分量形式()()x x t y y t =⎧⎪⎨=⎪⎩位移就是描述质点得位置变化得物理量△t 时间内由起点指向终点得矢量B A r r r xi yj =-=∆+∆△,2r x =∆+△路程就是△t 时间内质点运动轨迹长度s ∆就是标量。

明确r ∆、r ∆、s ∆得含义(∆≠∆≠∆r r s ) 2、 速度(描述物体运动快慢与方向得物理量) 平均速度xyr x y i j ij t t t瞬时速度(速度) t 0r drv limt dt∆→∆==∆(速度方向就是曲线切线方向) j v i v j dt dy i dt dx dt r d v y x +=+==,2222yx v v dt dy dt dx dt r d v +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛== ds dr dt dt= 速度得大小称速率。

3、 加速度(就是描述速度变化快慢得物理量)平均加速度va t∆=∆ 瞬时加速度(加速度) 220limt d d r a t dt dt υυ→∆===∆△ a 方向指向曲线凹向j dty d i dt x d j dt dv i dt dv dt v d a y x2222+=+== 2222222222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=dt y d dt x d dt dv dt dv a a a y x y x 二、抛体运动运动方程矢量式为 2012r v t gt =+分量式为 020cos ()1sin ()2αα==-⎧⎪⎨⎪⎩水平分运动为匀速直线运动竖直分运动为匀变速直线运动x v t y v t gt三、圆周运动(包括一般曲线运动) 1、线量:线位移s 、线速度ds v dt= 切向加速度t dva dt=(速率随时间变化率) 法向加速度2n v a R=(速度方向随时间变化率)。

2、角量:角位移θ(单位rad )、角速度d dtθω=(单位1rad s -⋅) 角速度22d d dt dtθωα==(单位2rad s -⋅) 3、线量与角量关系:2= t n s R v R a R a R θωαω===、、、 4、匀变速率圆周运动:(1) 线量关系020220122v v at s v t at v v as =+⎧⎪⎪=+⎨⎪⎪-=⎩ (2) 角量关系020220122t t t ωωαθωαωωαθ=+⎧⎪⎪=+⎨⎪⎪-=⎩第二章 牛顿运动定律主要内容一、牛顿第二定律 物体动量随时间得变化率dpdt等于作用于物体得合外力即: iF =F=dP dmvF dt dt=, m =常量时 dV F =m F =ma dt 或 说明:(1)只适用质点;(2) F为合力 ;(3) a F 与就是瞬时关系与矢量关系;(4) 解题时常用牛顿定律分量式 (平面直角坐标系中)x xyy F ma F ma F ma =⎧=⎨=⎩ (一般物体作直线运动情况)(自然坐标系中) ⎪⎩⎪⎨⎧====⇒=(切向)(法向)dt dv m ma F r v m ma F a m F t t n n 2(物体作曲线运动)运用牛顿定律解题得基本方法可归纳为四个步骤 运用牛顿解题得步骤:1)弄清条件、明确问题(弄清已知条件、明确所求得问题及研究对象) 2)隔离物体、受力分析(对研究物体得单独画一简图,进行受力分析)yy t t y y xx t t x x m m t F I m m t F I 12122121d d v v v v -==-==⎰⎰3)建立坐标,列运动方程(一般列分量式); 4) 文字运算、代入数据举例:如图所示,把质量为10m kg =得小球挂 在倾角030θ=得光滑斜面上,求 (1) 当斜面以13a g =得加速度水平向右运动时, (2) 绳中张力与小球对斜面得正压力。

解:1) 研究对象小球 2)隔离小球、小球受力分析3)建立坐标,列运动方程(一般列分量式); :cos30sin 30T x F N ma -= (1):sin 30cos300T y F N mg +-= (2)4) 文字运算、代入数据:2T x N ma -= (13a g =) (3): 2T y F mg = (4)111)109.8 1.57777.322T F mg N =⨯+=⨯⨯⨯= 109.83077.30.57768.5cos300.866T mg N F tg N ⨯=-=-⨯=(2)由运动方程,N =0情况: cos30Tx F ma =: sin 30=T y F mg 29.817o ma =g ctg30s ==第三章 动量守恒与能量守恒定律主要内容一、 动量定理与动量守恒定理 1、 冲量与动量21t t I Fdt =⎰称为在21t t -时间内,力F对质点得冲量。

质量m 与速度v 乘积称动量P mv = 2、 质点得动量定理:2121t t I Fdt mv mv==-⎰质点得动量定理得分量式:yN θ3、 质点系得动量定理:21t 000t =-=-∑∑∑⎰nn nexi i i i iiiFdt m v m v P P质点系得动量定理分量式x x oxy y oy zz oz I P P I P P I P P=-⎧⎪=-⎨⎪=-⎩动量定理微分形式,在dt 时间内: =dPFdt dP F dt=或 4、 动量守恒定理:当系统所受合外力为零时,系统得总动量将保持不变,称为动量守恒定律00==∑∑则恒矢量n n i i i i iim v m v1=0,ni i F F ==∑外动量守恒定律分量式: 二、功与功率、保守力得功、势能1、功与功率:质点从a 点运动到b 点变力F 所做功cos θ=⋅=⎰⎰b baaW F dr F ds恒力得功:cos W F r F r θ=∆=⋅∆ 功率:cos θ===dwp F v F v dt2、保守力得功物体沿任意路径运动一周时,保守力对它作得功为零0==⎰c lW F dr3、势能保守力功等于势能增量得负值,()0=--=-pp p w EE E物体在空间某点位置得势能()p E x,y,z()22111122b a b a b a w GMm r r w mgy mgy w kx kx ⎛⎫=- ⎪⎝⎭=--⎛⎫=-- ⎪⎝⎭万有引力作功:重力作功:弹力作功:三、动能定理、功能原理、机械能守恒守恒1、 动能定理 质点动能定理:2201122=-W mv mv 质点系动能定理:作用于系统一切外力做功与一切内力作功之与等于系统动能得增量()()()123 0,0,0,⎧==⎪⎪⎪==⎨⎪⎪==⎪⎩∑∑∑若则 恒量若则恒量若则恒量x i ix iy i iy iz i iz iF m v C F m v C F m v C d F r⋅00p =E2、功能原理:外力功与非保守内力功之与等于系统机械能(动能+势能)得增量0+=-ex in nc W W E E机械能守恒定律:只有保守内力作功得情况下,质点系得机械能保持不变 第四章 刚 体 力 学 基 础 知识点:1. 描述刚体定轴转动得物理量及运动学公式。

2. 刚体定轴转动定律M I β=3. 刚体得转动惯量 ∑∆=2ii rm I(离散质点)⎰=dm r I2(连续分布质点)平行轴定理 2mlI Ic+=4. 定轴转动刚体得角动量定理 定轴转动刚体得角动量 L I ω=刚体角动量定理 ()d I dL M dt dtω== 5. 角动量守恒定律刚体所受得外力对某固定轴得合外力矩为零时,则刚体对此轴得总角动量保持不变。

即6. 定轴转动刚体得机械能守恒只有保守力得力矩作功时,刚体得转动动能与转动势能之与为常量。

常量=+cmgh I 221ω式中h c 就是刚体得质心到零势面得距离。

重点:1. 掌握描述刚体定轴转动得角位移、角速度与角加速度等概念及联系它们得运动学公式。

2. 掌握刚体定轴转动定理,并能用它求解定轴转动刚体与质点联动问题。

3、 会计算力矩得功、定轴转动刚体得动能与重力势能,能在有刚体做定轴转动得问题中正确得应用机械能守恒定律。

4、 会计算刚体对固定轴得角动量,并能对含有定轴转动刚体在内得系统正确应用角动量守恒定律。

难点:1. 正确运用刚体定轴转动定理求解问题。

2、 对含有定轴转动刚体在内得系统正确应用角动量守恒定律与机械能守恒定律。

第五章机械振动主要内容一、 简谐运动振动:描述物质运动状态得物理量在某一数值附近作周期性变化。

机械振动:物体在某一位置附近作周期性得往复运动。

简谐运动动力学特征:F kx =-简谐运动运动学特征:2a x ω=- 简谐运动方程: cos()x A t 简谐振动物体得速度:sin dxvA tdtex in nc 0+=当W W ex in nc k p k0p0()()+=+-+W W E E E E 0,i iM I ω==∑∑外当时常量0v0v0v 0v加速度222cos d x aA tdt速度得最大值m v A , 加速度得最大值2ma A二、 描述谐振动得三个特征物理量 1. 振幅A :22002v A x,取决于振动系统得能量。

2. 角(圆)频率:22T,取决于振动系统得性质 对于弹簧振子km、对于单摆g lω= 3. 相位——t,它决定了振动系统得运动状态(,x v )0t =得相位—初相0arc v tgx 所在象限由00x v 和的正负确定:00x >,00v <,ϕ在第一象限,即ϕ取(02π)00x <,00v <,ϕ在第二象限,即ϕ取(2ππ)00x <,00v >,ϕ在第三象限,即ϕ取(322ππ) 00x >,00v >,ϕ在第四象限,即ϕ取(322ππ)三、 旋转矢量法简谐运动可以用一旋转矢量(长度等于振幅)得矢端在Ox 轴上得投影点运动来描述。

1、A 得模A =振幅A ,2、 角速度大小=谐振动角频率ω3、0t =得角位置ϕ就是初相4、t 时刻旋转矢量与x 轴角度就是t 时刻 振动相位t ωϕ+5、矢端得速度与加速度在Ox 轴上得投影点 速度与加速度就是谐振动得速度与加速度。

四、简谐振动得能量 以弹簧振子为例:2222211112222k p E E E mv kx m A kA ω=+=+== 五、同方向同频率得谐振动得合成设()111cos x A t ωϕ=+2cos[()]v xa A t t uωωϕ∂==--+∂])(sin[ϕωω+--=∂∂=uxt A t y v ()222cos x A t ωϕ=+ 12cos()x x x A t ωϕ=+=+合成振动振幅与两分振动振幅关系为:12A A A =+合振动得振幅与两个分振动得振幅以及它们之间得相位差有关。