大学物理振动131页PPT

第一篇

力学

1

第1章 质点运动与牛顿定律

1-9 一人自坐标原点出发，经20(s)向东走了25(m)，又用15(s)向北走了20(m)，再经过10(s)向西南方向走了15(m)，求：

（1）全过程的位移和路程；

（2）整个过程的平均速度和平均速率。

分析：从位移的概念出发，先用分量之差表示出每段位移，再通过矢量求和而求出全过程的位移，进而由路程、平均速度和平均速率的概念求出路程、平均速度和平均速率。

解： （1）以人为研究对象，建立如图所示的直角坐标系，

全过程的位移为：

rrrrOCOAABBCΔ=Δ+Δ+Δ

()()()()AOBACBCB=xx+yy+xx+yy－－－－ijij

=25+2015451545ijij00cossin－－

ji4.94.14

其大小为：

2222Δ=(Δ)+(Δ)=(14.4)+(9.4)=17.2()OCrxym

全过程位移的方向为：01.334.144.9arctgxyarctg

即方向向东偏北01.33

（2）平均速度 OCrt

其大小为：117.20.3845OCrmst

平均速度的方向沿东偏北01.33

平均速率 25201545st133.1sm

1-10 一质点P沿半径3.00mR的圆周作匀速率运动，运动一周所需时间为20.0s，设0t=时，质点位于O点。按如图所示的坐标系oxy，求：(1)质点P在任意时刻的位矢；(2)5s时的速度和加速度。

分析：只要找出在任意时刻质点P点的坐标x、y，（通过辅助坐标系'''oxy而找出）就能表示出质点P在任意时刻的位矢xyrij，进而由r对时间求导求出速度和加速度a。

解：如图所示，在'''oxy坐标系中，因tT2，则质点P的参数方程为： 22`,`xRsintyRcostTT 图1-30 习题1-10图解 习题1-9图解 第一篇

大学物理的知识点

关键信息项：

1、 力学知识点

牛顿运动定律

动量守恒定律

能量守恒定律

2、 热学知识点

热力学第一定律

热力学第二定律

理想气体状态方程

3、 电磁学知识点

库仑定律

高斯定理

安培环路定理

4、 光学知识点

光的干涉 光的衍射

光的偏振

5、 近代物理知识点

狭义相对论

量子力学基础

11 力学知识点

111 牛顿运动定律

牛顿第一定律：任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。

牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等，方向相反。

112 动量守恒定律

一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。

113 能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。

12 热学知识点

121 热力学第一定律

系统在过程中能量的变化等于系统从外界吸收的热量与外界对系统做功的和。

122 热力学第二定律

克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。

123 理想气体状态方程

pV ＝ nRT ，其中 p 为压强，V 为体积，n 为物质的量，R 为普适气体常量，T 为热力学温度。

13 电磁学知识点

131 库仑定律

真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。 132 高斯定理

通过一个闭合曲面的电通量等于这个闭合曲面所包围的电荷量除以真空中的介电常数。

133 安培环路定理

在稳恒磁场中，磁感应强度沿任何闭合路径的线积分，等于这闭合路径所包围的各个电流的代数和乘以磁导率。

物理实验报告

标题：受迫振动的研究实验

摘要：

振动是自然界中最常见的运动形式之一，由受迫振动引发的共振现象在日常生活和工程技术中极为普遍。共振现象在许多领域有着广泛的应用，例如，众多电声器件需要利用共振原理设计制作。它既有实用价值，也有破坏作用。本实验采用玻耳共振仪定量测定了阻尼振动的振幅比值，绘制了受迫振动的幅频特性和相频特性曲线，并分析了阻尼对振动的影响以及受迫振动的幅频特性和相频特性。另外，实验中利用了频闪法来测定动态的相位差。

目录

2.实验方法...........................................................

2.1实验原理 ...............................................

2.1.1受迫振动 ...................................

2.1.2共振 .......................................

2.1.3阻尼系数δ的测量 ............................

2.2实验仪器 ...............................................

3实验内容、结果与讨论 ...............................................

3.1测定电磁阻尼为0情况下摆轮的振幅与振动周期的对应关系 ...

3.2研究摆轮的阻尼振动 ..................................... 3.3测定摆轮受迫振动的幅频与相频特性曲线，并求阻尼系数δ ....

3.4比较不同阻尼的幅频与相频特性曲线 .......................

4.总结...............................................................

大大

学学

物物

理理

课课

后后

习习

题题

答答

案案

（（

上上

））

第-1-页 共-131-页 1-1 。 分析与解 (1) 质点在t

至(t

＋Δt

)时间内沿曲线从P

点运动到P′

点,各量关系如图所示, 其中路程Δs

＝

PP′, 位移大小｜Δr

｜＝PP

′,而Δr

＝｜r

｜-｜r

｜表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中

大小也不相等(注：在直线运动中有相等的可能)．但当Δt

→0 时,点P

′无限趋近P

点,则有｜dr

｜＝ds

,但却不等于dr

．故

选(B)．

(2) 由于｜Δr

｜≠Δs

,故

ts

tΔΔ

ΔΔ

r

,即｜v｜≠v

．

但由于｜dr

｜＝ds

,故

ts

tdd

dd

r

,即｜v｜＝v

．由此可见,应选(C)．

1-2。 分析与解

tr

dd

表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率,在极坐标系中叫径向速率．通常用符号v

r表

示,这是速度矢量在位矢方向上的一个分量；

tddr表示速度矢量；在自然坐标系中速度大小可用公式

ts

dd

v

计算,在

直角坐标系中则可由公式22

dd

dd





















ty

tx

v

求解．故选(D)．

1-3 。分析与解

tddv

表示切向加速度a

ｔ,它表示速度大小随时间的变化率,是加速度矢量沿速度方向的一个分

量,起改变速度大小的作用；

tr

dd

在极坐标系中表示径向速率v

r(如题1 -2 所述)；

ts

dd

在自然坐标系中表示质点的速率

v

；而

tddv

表示加速度的大小而不是切向加速度a

ｔ．因此只有(3) 式表达是正确的．故选(D)．

1-4 。分析与解 加速度的切向分量a

ｔ起改变速度大小的作用,而法向分量a

n起改变速度方向的作用．质点作圆

周运动时,由于速度方向不断改变,相应法向加速度的方向也在不断改变,因而法向加速度是一定改变的．至于a

ｔ是否

改变,则要视质点的速率情况而定．质点作匀速率圆周运动时, a

ｔ恒为零；质点作匀变速率圆周运动时, a

ｔ为一不为

零的恒量,当a

ｔ改变时,质点则作一般的变速率圆周运动．由此可见,应选(B)．