力学电磁学内容总结2008
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初中物理中的电磁学知识点整理电磁学是物理学的一个重要分支,它研究电荷和电流的相互作用,以及电磁场的产生和传播。
初中物理中的电磁学内容主要包括静电学和电磁感应两个方面。
本文将对初中物理中的电磁学知识点进行整理,帮助同学们更好地理解和掌握这些知识。
一、静电学1. 电荷和电场- 电荷的性质:电荷是物质的一种基本属性,分为正电荷和负电荷。
- 电荷守恒定律:孤立系统中的总电荷保持不变,电荷可以通过接触、摩擦、感应等方式转移。
- 电场的概念:电荷周围存在着电场,电场是一种物质的属性,用于描述电荷周围的作用力。
2. 静电场和电势- 静电场的特征:静电场是由静止不动的电荷产生的,具有方向和大小。
- 静电场的性质:静电场内电势能是电荷的函数,电场强度是电势的负梯度。
- 电势的概念:电场中单位正电荷所具有的势能。
3. 静电力和库仑定律- 静电力的概念:电荷之间由于静电场相互作用而产生的力。
- 库仑定律:两个点电荷之间的静电力与它们之间的距离成反比,与它们的电量乘积成正比。
二、电磁感应1. 电磁感应现象- 电磁感应的概念:导体中的电流产生磁场,当磁场发生变化时,会在导体中产生感应电动势。
- 楞次定律:电磁感应过程中,感应电动势的方向总是使得感应电流产生磁场的变化方向与原磁场变化的方向相反。
2. 法拉第电磁感应定律- 法拉第电磁感应定律:感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
- 磁通量的概念:磁场垂直于导线的面积,是磁感线穿过该面积的数量。
3. 感应电动势与电磁感应定律的应用- 感应电动势的应用:电磁感应广泛应用于变压器、发电机等设备中。
- 变压器的工作原理:利用电磁感应将交流电转换为所需电压。
三、其他电磁学知识点1. 电磁铁和电磁漏斗- 电磁铁的原理:通过通电线圈产生磁场,使铁芯具有磁性,实现吸附物体的功能。
- 电磁漏斗的应用:利用磁场对铁矿石进行吸附,实现矿石的分离。
2. 电磁波的概念- 电磁波的特点:电场和磁场交变产生的波动现象。
电磁运动知识点总结电磁运动是指物体在受到电场和磁场作用时所表现出来的运动状态。
电磁运动是电磁学与力学相结合的一种运动形式,对于理解和应用电磁场具有重要意义。
本文将从电磁场、洛伦兹力、电磁感应等方面对电磁运动进行总结。
电磁场电磁场是由电荷和电流所产生的一种物质场。
电荷和电流所产生的电磁场包括静电场和静磁场。
电荷所产生的电场是一种具有电荷分布的场,而电流所产生的磁场则是一种具有电流分布的场。
电磁场具有时间变化特性,即电磁波的传播就是电场和磁场的时间变化所产生的。
洛伦兹力当物体运动时,如果它同时受到了电场和磁场的作用,那么它将会受到洛伦兹力的影响。
洛伦兹力是指电荷在电场和磁场中所受到的合力,它的大小和方向取决于电荷的电量、电场的强度以及磁场的强度。
根据洛伦兹力的叠加原理,电荷在电场和磁场中所受到的合力等于电场力和磁场力的叠加和。
电磁感应电磁感应是指当电导体在磁场中运动或磁场的强度发生变化时,产生感应电流的现象。
根据法拉第电磁感应定律,当导体与磁场相对运动时,导体中将会产生感应电动势,从而产生感应电流。
根据楞次定律,感应电流的方向总是使得感应电流所产生的磁场方向和磁场方向相反。
电磁感应现象是电磁运动的重要表现形式,它在发电机、变压器和感应加热等领域都有着广泛的应用。
电磁波电磁波是由电场和磁场所组成的一种波动。
它的传播速度等于真空中的光速,它的频率、波长和波速都遵循电磁波的传播特性。
电磁波有着辐射的特性,它可以以波的形式在真空中传播,也可以以光的形式在介质中传播。
电磁波的频率范围非常广泛,包括射频、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
电磁场的数学描述电磁场的数学描述是由麦克斯韦方程组来完成的。
麦克斯韦方程组包括了麦克斯韦方程和洛伦兹力的方程。
麦克斯韦方程组的形式包括了电场和磁场的分布以及它们和电荷、电流之间的关系,它描述了电磁场的发展和传播规律。
麦克斯韦方程组是电磁学的基础理论,它对整个电磁学体系具有着重要的意义。
电磁学基础知识汇总要理解电磁学必须要理解矢量标量,因为电磁学涉及到物理量中的矢量很多。
什么是“标量”和“矢量”?要学好电磁学还需要掌握“场”的思考方法。
如果能在脑海中形成印象就很容易了。
电磁学一:标量与矢量要理解电磁学必须要理解矢量标量,因为电磁学涉及到物理量中的矢量很多。
什么是“标量”和“矢量”?标量:只有大小和正负、没有方向的物理量。
比如:时间、质量、温度、功、能量等等矢量:即有大小和又有方向的物理量,又称向量。
比如:位移、速度、加速度、力等等。
但是,电磁学所涉及的物理量都是肉眼看不见的,所以很难想象。
笛卡尔坐标和矢量的成分表示真正的电磁学中,电磁场中矢量的正确计算十分有必要。
但是用箭头表示矢量的方法其实不能得出正确的计算结果。
这个时候我们应该怎么办呢?其实是可以用成分来表示矢量,再转换成代数计算。
下面来说明一下方法。
首先,画一个坐标,使x轴和y轴垂直。
这是因发明者名字命名的“笛卡尔坐标”,最基本的坐标系(除此之外,还有“极坐标”和“圆柱坐标”等,是根据我们考虑的问题的对称性进行区分的。
这类的单位矢量的计算太复杂,所以我们现在集中来看笛卡尔坐标)。
接下来,画出一个朝着坐标轴方向的单位矢量。
像这样,二元平面中的任何矢量都可以用含有和的单位矢量和标量的组合来表示:如果想表示三维空间,可以使用Z轴方向的单位矢量。
矢量的加减法矢量的乘积内积:计算结果为标量,所以也叫“数量积”,又因为用表示,也被叫做“点积”、“标积”。
比如:矢量和矢量的内积是指:的值与的值乘以和的夹角θ的余弦值。
由上可以看出相:相互垂直的两个矢量的内积为0。
外积:计算结果为矢量,所以也叫“矢量积”,又因为用表示,也被叫做“叉乘”。
比如:矢量和矢量的外积是矢量。
的大小:的值与的值乘以和的夹角θ的正弦值,即为。
的方向:含有矢量和矢量的面中的法线,为由到的右螺旋方向。
外积的结果是和的垂直方向,所以二元空间中没有外积。
“右螺旋方向”指:用右手沿着矢量到矢量的方向握住后,大拇指所指的方向。
高中物理教学内容:力学与电磁学1. 引言高中物理是一门重要的科目,它包括多个领域,其中力学和电磁学是其中最基础和关键的部分。
力学研究物体的运动和相互作用,而电磁学则涉及电荷与电场、磁场以及它们之间相互作用的原理。
2. 力学2.1 运动学•位移、速度和加速度:介绍物体在直线运动和曲线运动中的位移、速度和加速度的概念及其计算方法。
•牛顿定律:讨论牛顿第一定律(惯性定律)、第二定律(力的作用)、第三定律(作用-反作用原理)。
•动量和能量:解释质点的动量、动能以及守恒定律,并应用到实际问题中。
2.2 静力学•平衡条件:介绍平衡条件下物体所受外力之间的关系,并解决各种平衡问题。
•弹力和弹性势能:讲解弹性材料在受外力作用下产生弹性形变,并探索弹簧的胡克定律。
2.3 动力学•圆周运动:阐述圆周运动基本概念、角速度和角加速度,并解决与圆周运动相关的问题。
•简谐振动:介绍简谐振动的特点以及弹簧振子和单摆的运动规律。
3. 电磁学3.1 静电场•电荷和库仑定律:讲解静电场的基本性质,包括正负电荷、库仑定律以及电场强度。
•高斯定理和电场线:应用高斯定理计算闭合曲面上的通量,并通过电场线图形表示电场分布。
3.2 电动势和电流•电位差和电动势:讲解导体中涉及的电势差以及在回路中引入源(如干电池)时所产生的电动势。
•伏安定律和欧姆定律:解释伏安定律(描述了导体中传导的功率)和欧姆定律(描述了导体中传导过程中的关系)。
3.3 磁学•磁场和洛伦兹力:探讨磁场的性质,包括磁感应强度、洛伦兹力和荷质比。
•安培定律和法拉第定律:介绍安培定律(关联电流元与磁场强度)和法拉第定律(描述电磁感应现象)。
4. 应用实例在学习过力学和电磁学的理论之后,可以通过一些实际应用案例来加深对所学知识的理解和应用能力。
这些例子可以包括物体的运动仿真、电路设计与分析等。
5. 结语高中物理的力学与电磁学部分是掌握物理知识的基础,它们不仅有助于提高学生的科学素养和逻辑思维能力,还为未来进一步深入研究其他领域的物理打下了坚实的基础。
第8节 磁场一、磁场 磁感应强度1、磁场磁极间、磁极与电流(运动电荷)间、电流(运动电荷)间的相互作用通过磁场传递。
静止的电荷既不产生磁场,也不受磁场的作用。
2、磁感应强度方向:规定为该处小磁针N 极受力的方向。
大小:电流元:3、磁感线(1)磁感线的疏密反映磁场的强弱,某点切线方向表示该点的磁场方向。
(2)几种典型磁场条形磁铁、蹄形磁铁、匀强磁场、地球(3)电流的磁场 右手螺旋定则通电直导线、通电圆环、通电螺线管(4)磁感线的特点磁感线是闭合曲线,其疏密程度反映磁场的强弱。
永久磁体外部磁场的磁感线都是从N 极出发,终止于S 极;内部磁场的磁感线从S 极回到N 极。
电流的磁场没有起点和终点。
二、磁场对电流的作用1、磁场对一段通电导线的作用——安培力(1)磁场对一小段通电导线的作用力叫做安培力:。
大小:D F =I D lB sin q方向:既跟电流元方向垂直,又跟磁场方向垂直,具体方向由左手定则或右手螺旋法则确定。
(2)匀强磁场中,通电弯曲导线所受安培力的合力与连接这段导线两端点之间的直导线所受安培力相同。
2、磁场对通电线圈的作用PQ B θ(1)匀强磁场对通电线圈的安培力的合力为零。
(2)匀强磁场对通电线圈的作用力对线圈的力矩为力偶矩。
大小:θNISB M cos =与线圈的面积成正比、与线圈的形状无关;与转轴的方向有关,与转轴的具体位置无关。
(3)磁偶极矩定义磁偶极矩(简称磁矩):nNIS m ˆ= ,则磁力矩:B m M ×=【例1】质量不计的柔韧细导线的一端悬挂质量为m 的重物,另一端固定于天花板上,天花板下方存在匀强磁场B ,磁场的下边界到天花板距离为d 。
当导线中从上向下通入恒定电流I ,装置处于平衡时,其示意图如图,求此时导线所受的安培力以及导线在磁场中的长度。
【例2】如图所示,以质量分布均匀的细圆环,其半径为R ,质量为m 。
令此环均匀带正电,总电量为Q 。
现将环平放在绝缘的光滑水平桌面上,并处于磁感应强度大小为B 的均匀磁场中,磁场方向竖直向下。
初中物理电磁学知识点归纳电磁学是物理学的重要分支之一,主要研究电荷和电磁场之间的相互作用。
学习电磁学的基本概念和知识点对于理解和应用电磁现象非常重要。
在这篇文章中,我们将对初中物理中的电磁学知识进行归纳总结。
1. 电荷和元电荷电荷是物质的基本属性之一,可以分为正电荷和负电荷。
元电荷是电荷的最小单位,它的大小约为1.6×10^-19库仑。
同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。
2. 静电现象和电场静电现象是由于物体带有不平衡的电荷而产生的。
带电物体周围形成电场,电场是描述带电物体周围空间的属性。
电场的方向由正电荷指向负电荷。
电场强度的大小取决于电荷量和距离。
3. 导体和绝缘体导体是能够自由传导电荷的物质,如金属。
绝缘体是不能自由传导电荷的物质,如塑料和橡胶。
4. 电流和电路电流是由电荷在导体中流动产生的,单位为安培。
电路是电流在导体中的闭合路径。
电流的大小取决于电荷量的大小和流动的速度。
5. 电阻、电压和电阻率电阻是阻碍电流流动的物理量,单位为欧姆。
电阻的大小取决于导体的物质和几何形状。
电压是驱动电流流动的力量,单位为伏特。
电流、电压和电阻之间的关系由欧姆定律描述。
电阻率是物质对电流的阻碍程度,单位为欧姆·米。
6. 简单电路中的串联和并联串联是指电路中的元件按照一条路径连接,电流在各个元件中是相等的,电压分配取决于元件的阻值。
并联是指电路中的元件按照多个路径连接,电压在各个元件中是相等的,电流分配取决于元件的阻值。
7. 磁场和磁力磁场是由磁荷(磁铁)产生的,磁力是磁场作用于磁荷或运动带电粒子产生的力。
磁场可以通过磁力线来描述,磁力线的方向始终与磁场的方向相同。
8. 小电流产生磁场当电流通过导线时,周围会产生磁场。
磁场的强弱与电流的大小和导线形状有关。
根据右手定则可以确定磁场方向。
9. 电磁感应和法拉第电磁感应定律电磁感应是由磁场的变化或导体与磁场的相对运动而产生电流的现象。
法拉第电磁感应定律描述了电磁感应产生的电动势与磁场变化速率之间的关系。
力 学 (共五章)---------------------------------------第一章 质点运动学一 质点运动的描述 (在笛卡尔坐标系中)1 位置和位移* 位置矢量: kj i r z y x ++=* 运动方程:()()()()kj i r r t z t y t x t ++== 分量形式:()()()t z z t y y t x x ===,,* 位移:12r r r -=∆分量形式:121212z z z y y y x x x -=∆-=∆-=∆2 速度* 平均速度: t∆∆=r v* 速度: dtd r v =分量形式:dtdz v dtdy v dtdx v z y x ===,,* 位移公式:dtt ⎰=-0v r r 03 加速度* 平均加速度: t∆∆=v a* 加速度: 22dtd dt d rv a ==分量形式:222222,,dtz d dt dv a dt y d dt dv a dt x d dt dv a zzyyxx======* 速度公式:⎰=-tdt0a v v4 匀加速运动公式: ta v v +=020021tt a v r r ++= 二 切向加速度和法向加速度(在自然坐标系中,以运动方向为正方向)1 路程(运动方程): )(t s s =2 速率: dt ds v =(方向沿轨道切向并指向前进一侧)3 加速度:* 切向加速度:dt dv a =t(方向沿轨道切向)* 法向加速度:R v a 2n=(方向指向轨道曲率中心)* 加速度:大小: 2n2t a a a +=方向:加速度与速度的夹角满足 tna a tg =ϕ v 增加时0t >a ,沿v 方向,ϕ为锐角;v 减小时0t <a ,逆v 方向,ϕ为钝角。
三 圆周运动的角量描述 (在平面极坐标系中)1 角位置(角量运动方程):)(t θθ=2 角速度: dtd θω=角位移公式:⎰=-tdt 00ωθθ3 角加速度: 22dtd dt d θωα==角速度公式:⎰=-tdt 00αωω4 匀角加速运动公式:t αωω+=020021t t αωθθ++=5 角量与线量的关系:2ωαωR a R a R v n t ===四 相对运动(设两个笛卡尔坐标系k 和k '的x 、y 、z 轴指向相同)1 位置变换: k k k p pk ''+=r r r2 位移变换: kk k p pk ''∆+∆=∆r r r3 速度变换: kk k p pk ''+=v v v4 加速度变换: kk k p pk ''+=a a a-------------------------------------------------------第二章 牛顿运动定律一 牛顿运动定律* 第一定律: 惯性和力的概念, 惯性系定义。
电磁学物理高考知识点归纳电磁学是物理学中的一门重要学科,也是高考物理考试的重点内容之一。
掌握好电磁学的基础知识,对于解答试题、提高分数至关重要。
本文将对电磁学物理高考知识点进行归纳,以帮助读者更好地复习和应对考试。
一、电场与电势电场是描述电荷周围空间的物理量,它表示单位正电荷所受到的电力。
电场强度的计算公式为E=KQ/R^2,其中E为电场强度,K为库仑常数,Q为电荷量,R为距离。
电势是描述电场中各点电荷状态的物理量,它是单位正电荷所具有的电势能。
电势的计算公式为V=KQ/R,其中V为电势,K为库仑常数,Q为电荷量,R为距离。
二、电场与导体在导体中,电荷能够自由移动,并且在静电平衡状态下,电荷分布在导体表面。
在导体表面,电场强度垂直于表面,并且电场强度最大。
导体中的任意一点的电势相等,且内部电场强度为零。
导体表面的电势与电场强度之间存在关系,即电场强度的方向指向电势降的方向。
三、电容与电容器电容是表示电荷与电势之间关系的物理量,它是电荷量和电势之比。
电容的计算公式为C=Q/V,其中C为电容,Q为电荷量,V为电势。
电容器是一种能够储存电荷的装置,它的基本构成包括两块导体板和之间的介质。
根据导体板之间的介质不同,可以将电容器分为电容分布均匀的平行板电容器和电容分布不均匀的非平行板电容器。
四、电流与电路电流是描述电荷在导体中移动的物理量,它表示单位时间内通过导体横截面的电荷量。
电流的计算公式为I=Q/t,其中I为电流,Q为电荷量,t为时间。
电路是电流在导线中流动的路径,根据导线的连接方式,电路可以分为串联电路和并联电路。
串联电路中,电流只有一条路径可以流通;而并联电路中,电流可以分流通过多条路径。
五、电阻与电阻器电阻是描述导体对电流流动阻碍程度的物理量,它是电压和电流之比。
电阻的计算公式为R=U/I,其中R为电阻,U为电压,I为电流。
电阻器是一种能够产生电阻的元件,它通常由金属丝制成,丝的长度和截面积决定了电阻的大小。
高中物理电磁学知识点总结电磁学是高中物理课程中的重要内容,涉及到电场、磁场和电磁感应等多个知识点。
下面将对高中物理电磁学知识点进行总结。
1. 电荷和电场在物理学中,电荷是物质固有的一种属性,可以分为正电荷和负电荷。
同种电荷相互之间斥力,异种电荷相互之间吸引力。
电场是由电荷形成的,描述了电荷在空间中产生的力场。
电场受力的大小与电荷量、距离和介质的性质有关。
2. 静电场静电场是在没有电荷在运动的条件下形成的,描述了电荷周围的场。
根据库伦定律,两个点电荷之间的电场力与它们之间的距离平方成反比。
3. 磁场和磁感应强度磁场是由磁荷产生的,描述了磁荷周围的场。
磁场中的小磁铁或电流元受力的大小与外磁场、物质的特性和电流元的位置有关。
磁感应强度是磁场的一个重要参数,是描述单位面积内磁感线穿过的数量。
4. 洛伦兹力和磁场力洛伦兹力是电荷在电场和磁场中受到的力,是电磁学中的重要概念。
磁场力使带电粒子受到力的作用,根据“左手定则”可以确定力的方向。
5. 费伦法则和安培环路定理费伦法则描述了电流元在磁场中受到的力。
安培环路定理描述了闭合导线圈中磁感应强度的变化规律,可以应用于解决磁场问题。
6. 磁感应线和法拉第感应定律磁感应线是描述磁场的图像,表现磁场的方向和强度。
法拉第感应定律描述了磁场中磁感应强度随时间变化时,感生的电动势大小与变化率成正比。
7. 感应电动势和自感感应电动势是由磁感应强度变化导致的电动势,是电磁学中的重要现象。
自感描述了电流元自身感应磁场产生的现象,可以用于调节电路中的电流变化。
通过以上知识点的总结,可以更清晰地理解高中物理电磁学的内容,为学生掌握相关知识提供了一定的参考。
希望同学们在学习过程中能够认真总结,加深对电磁学知识的理解,提高解决问题的能力。
祝学习进步!。
电磁学知识点汇总稳恒电流1、电流:(电荷的定向移动形成电流) 定义式: I =Qt微观式: I = nesv ,(n 为单位体积内的电荷数,v 为自由电荷定向移动的速率。
)(说明:将正电荷定向移动的方向规定为电流方向。
在电源外部,电流从正极流向负极;在电源内部,电流从负极流向正极。
) 2、电阻:定义式:R UI=(电阻R 的大小与U 和I 无关) 决定式:R = ρSL(电阻率ρ只与材料性质和温度有关,与横截面积和长度无关)3、电阻串联、并联的等效电阻:串联:R =R 1+R 2+R 3 +……+R n并联:121111nR R R R =++4、欧姆定律:(1)部分电路欧姆定律(只适用于纯电阻电路):I UR=(2)闭合电路欧姆定律:I =ER r+ ①路端电压: U = E -I r = IR ②有关电源的问题: 总功率: P 总= EI输出功率: P 总= EI -I 2r = I R 2(当R =r 时,P 出取最大值,为24E r) 损耗功率: P I r r=2电源效率: η=P P 出总=UE= R R+r 5、电功和电功率:电功:W =UIt 电功率:P =UI 电热:Q=I Rt 2 热功率:P 热=2I R对于纯电阻电路: W= Q UIt=2I Rt U =IR对于非纯电阻电路: W >Q UIt >I Rt 2 U >IR (欧姆定律不成立)例 如图所示,M 、N 是平行板电容器的两个极板,R 0为定值电阻,R 1、R 2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部。
闭合电键S ,小球静止时受到悬线的拉力为F 。
调节R 1、R 2,关 于F 的大小判断正确的是( ) A .保持R 1不变,缓慢增大R 2时,F 将变大B.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变小C.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大D.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变小答案:B例如图所示,电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。
力 学 (共五章)---------------------------------------第一章 质点运动学一 质点运动的描述 (在笛卡尔坐标系中)1 位置和位移* 位置矢量: k j i r z y x ++= * 运动方程:()()()()k j i r r t z t y t x t ++==分量形式:()()()t z z t y y t x x ===,,* 位移: 12r r r -=∆分量形式:121212z z z y y y x x x -=∆-=∆-=∆2 速度* 平均速度: t ∆∆=r v* 速度: dt d r v =分量形式:dtdz v dt dy v dt dxv z y x ===,,* 位移公式:dt t ⎰=-0v r r 03 加速度* 平均加速度: t ∆∆=v a* 加速度: 22dt d dt d rv a == 分量形式:222222,,dtz d dt dv a dt y d dt dv a dt x d dt dv a zzyyxx======* 速度公式:⎰=-tdt0a v v4 匀加速运动公式: t a v v +=020021tt a v r r ++= 二 切向加速度和法向加速度(在自然坐标系中,以运动方向为正方向)1 路程(运动方程): )(t s s =2 速率: dt ds v =(方向沿轨道切向并指向前进一侧)3 加速度:* 切向加速度:dt dva =t(方向沿轨道切向)* 法向加速度:R v a 2n=(方向指向轨道曲率中心)* 加速度:大小: 2n 2t a a a +=方向:加速度与速度的夹角满足t na a tg =ϕv 增加时0t >a ,沿v 方向,ϕ为锐角;v 减小时0t <a ,逆v 方向,ϕ为钝角。
三 圆周运动的角量描述 (在平面极坐标系中)1 角位置(角量运动方程):)(t θθ=2 角速度: dtd θω=角位移公式: ⎰=-tdt 00ωθθ3 角加速度: 22dtd dt d θωα== 角速度公式: ⎰=-tdt 00αωω4 匀角加速运动公式: t αωω+=020021t t αωθθ++=5 角量与线量的关系: 2ωαωR a R a R v n t ===四 相对运动(设两个笛卡尔坐标系k 和k '的x 、y 、z 轴指向相同)1 位置变换:k k k p pk ''+=r r r 2 位移变换: k k k p pk ''∆+∆=∆r r r3 速度变换:k k k p pk ''+=v v v 4 加速度变换:k k k p pk ''+=a a a -------------------------------------------------------第二章 牛顿运动定律一 牛顿运动定律* 第一定律: 惯性和力的概念, 惯性系定义。
* 第二定律: dtd PF =常用形式为: a F m =或:22dtd m dt d m rv F ==笛卡尔坐标系分量式22dt xd mdt dv m ma F x x x ===22dtyd m dt dv m ma F yyy===22dt zd mdt dv m ma F z zz ===自然坐标系分量式:ρ2vmma F n n ==dtdvmma F t t ==* 第三定律: 2112F F -= 二 牛顿运动定律应用两类问题* 已知质点运动状态),,(r v a 求力、加速度以及有关的量。
主要运用的公式为F = m a 以及相应的分量式。
* 已知质点受力情况)(F 求运动状态。
主要运用的公式为22dtd m dt d m rv F ==以及相应的分量式。
三 非惯性系中力学问题引入惯性力 a F m -=* 牛顿第二定律形式上成立a F F F '=+=m *真实力有效力------------------------第三章 动量和角动量一 动量 动量守恒定律1 冲量:力对时间的累积称为力的冲量 dt d F I =⎰=21t t dt F I2 动量定理:合外力的冲量等于质点(系)动量的增量。
P F I d dt d ==外 (微分形式)1221P P F I -==⎰dt t t 外(积分形式)3 动量守恒定律:合外力为零时,质点(系)动量守恒。
若=外F 则:恒矢量==∑i ii m v P4 碰撞:* 完全弹性碰撞:动量守恒,机械能守恒,碰撞前后系统总动能相等。
* 非完全弹性碰撞: 动量守恒。
* 完全非弹性碰撞: 动量守恒。
5 力的平均冲力: tt dt t ∆=∆=⎰∆I F F 合外力的平均冲力: t∆-=12P P F 合二 角动量 角动量守恒定律1 .角动量: (对惯性系中某参考点) * 质点的角动量: v r P r L m ⨯=⨯=大小为:d P mv r L ⋅=⋅⋅=θsin* 质点系的角动量: i i ii ii m v r L L ⨯==∑∑2 .力矩:对某参考点 F r M ⨯=大小为:d F F r M ⋅=⋅⋅=ϕsin合力矩为各分力对同一参考点的力矩的矢量和。
3 .冲量矩: 力矩对时间的累积称为力矩的冲量矩。
dt t t ⎰=21M 冲量矩4 .角动量定理:对惯性系中某参考点,合外力矩等于质点(系)角动量对时间的变化率。
dtd L M =外(微分形式)或:合外力矩的冲量矩等于质点(系)角动量的增量,1221L L M -=⎰dt t t 外 (积分形式)5 .角动量守恒定律:合外力矩为零时,质点(系)角动量守恒,若 0=外M 则:恒矢量=⨯==∑∑ii iiiim vr L L-----------------------------第四章 功与能一 功: r F d A ba ⋅=⎰* 合力的功: ∑=iAA* 一对内力的功:与参照系无关,只与作用物体的相对位移有关。
* 功率: dtdAP =⎰=Pdt A二 动能定理1. 质点的动能定理:合外力对质点做的功等于质点动能的增量。
12k k E E d A -=⋅=⎰r F或: k dE d dA =⋅=r F (微分形式)2.质点系动能定理:外力做功与内力做功之和等于质点系动能增量。
12k k E E A A -=+内外三 势能1.势能定理:保守力做的功等于系统势能增量的负值。
)(Pa Pb b aE E d A --=⋅=⎰r F 保保2. 势能计算:空间任一点势能等于保守力从该点到势能零点做的功。
r F d r E r rP ⋅=⎰0)(保3.常用势能公式重力势能: mgh E P = (h = 0为势能零点)弹性势能: 221kx E P= (弹簧原长为势能零点)引力势能: rm m G E P21-= (∞→r 为势能零点)4.由势能求保守力:lE F Pl ∂∂-=P E -∇=F四 功能原理外力与非保守内力做功之和等于系统机械能的增量。
12E E A A -=+非保外五 机械能守恒定律只有保守内力做功的系统,机械能守恒。
若:0=+非保外A A , 则:常量=E------------------------------------第五章 刚体定轴转动一 刚体定轴转动的运动学(刚体定轴转动时各质点角位移、角速度和角加速度相同,用角量描述)1 角速度 dt d /θω= 角加速度 22//dt d dt d θωα== 2 匀角加速度运动公式t αωω+=020021tt αωθθ++= 3 角量与线量关系ωr v =αr a t =2ωr a n =二 刚体定轴转动定律1 刚体对定轴的转动惯量(转动惯量为刚体转动中惯性的量度)* 对质点系 2i i i r m J J ∑=∑=* 对连续体 ⎰⎰==dm r dJ J 2转动惯量取决于刚体的质量、质量分布及转轴的位置,刚体整体的转动惯量为其各部分转动惯量之和。
2 力对定轴的力矩:ϕsin Fr Fd M == 或F r M ⨯=其中:F 是转动平面内的力。
合力矩即各分力矩的代数和,作用与反作用力矩等值反向。
3 刚体定轴转动定律: αM J =其中:M 为作用在刚体上的合外力矩,J 为刚体的转动惯量,α为刚体的角加速度,M 、J 、α是对同一定轴而言。
三 刚体定轴转动的角动量 1 质点对定轴的角动量:ϕsin mvr pd L == 或p r L ⨯=2 刚体对定轴的角动量:ωJ =L 或 ωJ =L3 刚体定轴转动的角动量定理* 微分形式: dt dL M /= 或 dL Mdt =* 积分形式: ⎰-=tL L Mdt 0(其中: M 为作用在刚体上的合外力矩)4 刚体定轴转动的角动量守恒定律:若M = 0, 则 =L 常量四 刚体定轴转动中的功和能1 力矩的功: ⎰=21θθθMd A合力矩的功等于各分力矩的总功(代数和),作用与反作用力矩的功等值反号。
力矩的功率 ωM P =2 转动动能: 221ωJ E k =3 刚体定轴转动的动能定理: 12k k E E A -=(其中: A 为作用在刚体上合外力矩的功)4 刚体重力势能: c p mgh E =(刚体作为质点系遵从功能原理及机械能守恒定律)五 质点运动与刚体定轴转动的对比质点运动和刚体定轴转动的规律在形式上相似。
通过对比可以加深对刚体定轴转动的理解,帮助记忆。
表5.2 质点运动与刚体定轴转动的对比-------------------------------第二篇电磁学(共六章)(从电荷、电流、电场、磁场到电磁场;从库仑、法拉第到麦克斯韦)第八章静电场1 库仑定律:r rq q e F 221041πε=2 电场强度: 0q FE =3 场强迭加原理# 点电荷场强:r rq e E 2041πε=# 点电荷系场强: ∑∑====ni r iini iirq 12014e E E πε# 连续带电体场强:⎰⎰==Qrr dqd e E E 204πε4 静电场高斯定理:ε内q d S e =⋅=Φ⎰S E 5 几种典型电荷分布的电场强度 # 均匀带电球面:⎪⎩⎪⎨⎧<>=Rr R r rq r 0420e E πε# 均匀带电球体:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤=>=)(34)(403020R r R q R r r q rr e E r ερπεπε# 均匀带电长直圆柱面:⎪⎩⎪⎨⎧<>=R r R r rE 020πελ# 均匀带电长直圆柱体:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤=>=Rr r R rR r r E 0200222ερπελπελ# 无限大均匀带电平面: 02εσ=E6 静电场的环流定理:=⋅⎰Ld r E7 电势: ⎰⋅==)(aaa d q W V 00rE8 电势迭加原理# 点电荷电势: rq V a 04πε=# 点电荷系电势: ∑∑==iiaia rq VV 04πε# 连续带电体电势: ⎰⎰==rdqdV V a a 04πε9 几种典型电场的电势 # 均匀带电球面:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤=)R r (rq )R r (R qV 0044πεπε # 均匀带电直线: Cr ln V o+-=πελ2 10 场强与电势梯度的关系)zVy V x V ()V (grad k j i E ∂∂+∂∂+∂∂-=-= --------------------------------------第九章 导体和电介质1 导体静电平衡条件(1) 导体内电场强度为零 0=in E ;导体表面附近场强与表面垂直S E S ⊥。