质点系力学与刚体运动——清华大学物理
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物理知识点总结清华物理是一门研究物质运动、能量传播和相互作用的自然科学。
它涉及到广泛的领域,包括力学、热学、光学、电磁学、原子物理、核物理等等。
在我们日常生活中,物理原理和现象无处不在,因此,了解一些物理知识对于我们来说是非常重要的。
本文将对物理的一些基本知识点进行总结,帮助大家更好地理解这门学科。
一、力学力学是研究物体运动和受力情况的科学,主要包括经典力学和相对论力学两个部分。
1.1 经典力学经典力学是研究物体在力的作用下所产生的运动规律的科学。
它主要涉及到牛顿三定律、质点运动、运动学、动力学等内容。
牛顿三定律是经典力学的基础,简要地概括了物体受到的外力和加速度之间的关系,是经典力学的基石。
1.2 相对论力学相对论力学是研究高速运动物体的运动规律的科学,主要涉及到相对论性质、能量-动量关系、洛伦兹变换等内容。
相对论力学对于研究极端条件下的物理现象非常重要,例如黑洞、宇宙加速膨胀等。
二、热学热学是研究物体内能和热能转化的科学,主要包括热力学和统计物理两个部分。
2.1 热力学热力学是研究热现象和热力转化规律的科学,主要涉及到热力学定律、功和热的关系、热机效率等内容。
热力学是工程学、化学工业、生命科学和地球科学等多个领域的基础知识。
2.2 统计物理统计物理是研究微观粒子的统计规律的科学,主要涉及到统计力学、热动力学等内容。
统计物理对于理解物质内部微观粒子的行为和性质具有重要意义。
三、光学光学是研究光现象和光的传播规律的科学,主要包括几何光学和物理光学两个部分。
3.1 几何光学几何光学是研究光的传播和成像规律的科学,主要涉及到光的直线传播、反射、折射、色散等内容。
几何光学是光学仪器设计和光学成像技术的基础。
3.2 物理光学物理光学是研究光的波动性质和干涉、衍射等现象的科学,主要涉及到光的波动理论、光的偏振、干涉、衍射等内容。
物理光学对于理解光的波动性质和光学仪器的原理具有重要意义。
四、电磁学电磁学是研究电荷和电磁场相互作用规律的科学,主要包括静电学和电磁感应两个部分。
清华大学大学物理试题题库清华大学大学物理试题题库大学物理清华大学篇一:清华大学《大学物理》期中考试题一、判断题1.速度与加速度的方向夹角为钝角时,质点的运动为加速运动。
()2.已知运动方程,求速度和加速度用积分方法。
()3.质点做抛体运动时其加速度保持不变。
()4.质点作匀速率圆周运动时,其加速度恒为零。
()5.保守力做正功时,其相应势能将减少。
()6.作用在刚体上的合外力矩等于刚体角动量对时间的变化率。
()7.摩擦力总做负功。
()8.一对相互作用力做功之代数和一定为零。
()9.转动惯量是描述刚体转动惯性大小的物理量。
()10.内力不会改变系统的总动量,但可以改变总动能。
()二、填空题1.已知一质点沿X轴作直线运动,其运动方程为x?2t?3t(SI),则质点在5秒时刻的加速度大小为m/s2。
2.质点作匀速率圆周运动的过程中,加速度始终为零。
(填“切向”或“法向”)3.某质点做圆周运动的方程为??2t3?3(rad),半径为1m,则质点在2秒时刻的切向加速度大小为m/s2。
4.物体做斜抛运动,在最位置处的曲率半径最小。
(填“高”或“低”)5.刚体的转动惯量取决于、和三要素。
6.一质点沿半径为0.1m的圆周运动,其速率随时间变化的关系为v?3?t2 (m/s),则t=2s时刻质点的切向加速度为a?=_______m/s2,角加速度=________rad/s2。
7.用棒打击质量为0.2kg,速率为20m/s的水平方向飞来的球,击打后球以15m/s的速率竖直向上运动,则棒给予球的冲量大小为_____N·s。
三、选择题1. 一质点做曲线运动,以r表示位置矢量,s表示路程,?表示切向,下列各式中正确的是:()(A)drds?dvdv?v(B) ?v(C)?a(D) ?a? dtdtdtdt2.某质点的运动方程为x?3t?5t3?11(SI),则该质点作: ()(A)匀加速直线运动,加速度沿x轴正方向。
一:直角坐标分解(1)位置、速度与加速度的直角坐标分解○1位置:三维坐标系中位置为其坐标为(,,)x y z ;位置矢量:x xi y j zk =++○2速度:x y z d x dx dy dxv i j k v i v j v k dt dt dt dt==++=++; 平均速度:222111212121011()T x y z x y z x x y y z z v vdt d x d y d z i j k T T T T T −−−==++=++⎰⎰⎰⎰; ○3加速度:y xz x y z dv dv dv dv a i j k a i a j a k dt dt dt dt==++=++; ○4坐标分解独立性:各方向上的运动是独立的,x dxv dt=;x x dv a dt =(2)运动的参数方程与轨迹方程○1运动的参数方程()()xy df d v x f d dty g dg d v d dt θθθθθθ⎧=⎪=⎧⎪⇒⎨⎨=⎩⎪=⎪⎩○2运动的轨迹方程(,)0F x y =(消去参数t 可得轨迹方程)二:极坐标分解(1)位置、速度与加速度的直角坐标分解○1位置:r rr =○2速度:ˆˆˆdr dr dr drv r r rr r dt dt dt dtω==+=+⨯。
d dt θωθ=称为角速度,方向由右手螺旋定义。
定义切向单位矢量t r θ=⨯则ˆdrv r r t dtω=+。
○3加速度:()2222ˆˆˆˆˆˆˆdr d r r r d r d r dr dr dt a r r r r r r r dt dt dt dt dt ωωωβωω⎛⎫+⨯ ⎪⎝⎭===+⨯+⨯+⨯+⨯⨯ 222ˆ()(2)d r dr r r r t dt dt ωβω=−++。
22d d dt dtωθβθθ==称为角加速度。
(2)圆周运动的极坐标分解○1匀速圆周运动(r =常数,ω=常数)速度:v r t ω=称为线速度;加速度:22v a r r r rω=−=−称为向心加速度。
清华大学《大学物理》02-刚体习题清华大学《大学物理》题库02_刚体习题一、选择题1.0148:几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上,如果这几个力的矢量和为零,则此刚体(A) 必然不会转动 (B) 转速必然不变 (C) 转速必然改变 (D) 转速可能不变,也可能改变 [ ]2.0153:一圆盘绕过盘心且与盘面垂直的光滑固定轴O 以角速度ω按图示方向转动。
若如图所示的情况那样,将两个大小相等方向相反但不在同一条直线的力F 沿盘面同时作用到圆盘上,则圆盘的角速度ω (A) 必然增大(B) 必然减少 (C) 不会改变(D) 如何变化,不能确定 [ ]3.0165:均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图所示。
今使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆动到竖直位置的过程中,下述说法哪一种是正确的?(A) 角速度从小到大,角加速度从大到小 (B) 角速度从小到大,角加速度从小到大 (C) 角速度从大到小,角加速度从大到小(D) 角速度从大到小,角加速度从小到大 [ ] 4.0289:关于刚体对轴的转动惯量,下列说法中正确的是 (A )只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关 (B )取决于刚体的质量和质量的空间分布,与轴的位置无关 (C )取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置(D )只取决于转轴的位置,与刚体的质量和质量的空间分布无关[ ]5.0292:一轻绳绕在有水平轴的定滑轮上,滑轮的转动惯量为J ,绳下端挂一物体。
物体所受重力为P ,滑轮的角加速度为α。
若将物体去掉而以与P 相等的力直接向下拉绳子,滑轮的角加速度α将(A) 不变 (B) 变小 (C) 变大 (D) 如何变化无法判断[ ]6.0126:花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动,开始时两臂伸开,转动惯量为J 0,角速度为0ω。
然后她将两臂收回,使转动惯量减少为31J 0。
这时她转动的角速度变为:(A) 031ω (B) ()03/1ω (C)03ω (D) 03ω[ ]O FF ω O A7.0132:光滑的水平桌面上,有一长为2L 、质量为m 的匀质细杆,可绕过其中点且垂直于杆的竖直光滑固定轴O 自由转动,其转动惯量为31mL 2,起初杆静止。