大学物理学知识总结.docx
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1、精品名师归纳总结高校物理学学问总结第一篇 力学基础质点运动学一、描述物体运动的三个必要条件(1) 参考系 坐标系 : 由于自然界物体的运动就是肯定的 , 只能在相对的意义上争论运动, 因此, 需要引入参考系 , 为定量描述物体的运动又必需在参考系上建立坐标系。(2) 物理模型 : 真实的物理世界就是特别复杂的 , 在详细处理时必需分析各种因素对所涉及问题的影响 , 忽视次要因素 , 突出主要因素 , 提出抱负化模型 , 质点与刚体就是我们在物理学中遇到的最初的两个模型, 以后我们仍会遇到很多其她抱负化模型。质点适用的范畴 :1、物体自身的线度 l 远远小于物体运动的空间范畴 r2、物体作平动假
2、如一个物体在运动时 , 上述两个条件一个也不满意 , 我们可以把这个物体瞧成就是由很多个都能满意第一个条件的质点所组成 , 这就就是所谓质点系的模型。假如在所争论的问题中 , 物体的外形及其在空间的方位取向就是不能忽视的, 而物体的细小形变就是可以忽视不计的, 就须引入刚体模型 , 刚体就是各质元之间无相对位移的质点系。(3) 初始条件 : 指开头计时时刻物体的位置与速度 , 或角位置、角速度 即运动物体的初始状态。在建立了物体的运动方程之后, 如要想预知将来某个时刻物体的位置及其运动速度 , 仍必需知道在某个已知时刻物体的运动状态, 即初台条件。二、描述质点运动与运动变化的物理量(1) 位置
3、矢量 : 由坐标原点引向质点所在处的有向线段, 通常用 r 表示, 简称位矢或矢径。在直角坐标系中可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在自然坐标系中在平面极坐标系中rxirryizkr s rr0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(2) 位移: 由超始位置指向终止位置的有向线段 , 就就是位矢的增量 , 即rr2r1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结位移就是矢量 , 只与始、末位置有关 , 与质点运动的轨迹及质点在其间来回的次数无关。路程就是质点在空间运动所经受的轨迹的长度, 恒为正, 用符号 s表示。路程的大小与质点运动的轨迹开关有关 , 与质点在其来
4、回的次数有关 , 故在一般情形下 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结但就是在 trs0 时, 有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(3) 速度 v与速率 v :平均速度平均速率平均速度的大小 平均速率 质点在 t 时刻的瞬时速度质点在 t 时刻的速度就在直角坐标系中drdsvrtvstvrsttvdr dtvds dtvdrdsv dtdt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结yzvdx i dtdy j dtdz k dtvxivy jvz k可编辑资料 -
5、 - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 vxdx , v dtdy ,v dtdz, 分别称为速度在 x 轴,y 轴,z 轴的重量。dt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在自然坐标系中vv 0式中 0 就是轨道切线方向的单位矢。位矢 r 与速度 v就是描述质点机械运动的状态参量。(4) 加速度:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结adv dtd 2r dt2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结加速度就是描述质点速度变化率的物理量。在直角坐标系中可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结advx idvy
6、jdvz kd 2 xi2d 2 yj2d 2 zk2axiay jazk可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dtdtdvd 2 xdtdv ydtdtdtd 2 ydvd 2 z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 ax,a, az, 分别称为加速度在x可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结xdtdt 2ydtdt 2zdtdt 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结轴、y 轴,z 轴的重量。在自然坐标中020advv n dtaxan可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料
7、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 a式。dv0 , andtv 2n0 , 就是加速度 a 就是轨道切线方向与法线方向的重量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3、运动学中的两类问题 以直线运动为例 (1) 已知运动方程求质点的速度、加速度 , 这类问题主要就是利用求导数的方法 ,如已知质点的运动方程为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结x就质点的位移、速度、加速度分别为xt dxdvd 2 x可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结xx2x1 ; v(2) 已知质点加速度函数; adtdtdt 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结aa x
8、 , v , t 以及初始条件 , 建立质点的运动方程 , 这类问题主要用积分方法。设初始条件为 :t=0 时,vv0 , xx0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如 aat , 就因 adv , dt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结v所以 dvv0即tatdt0vv0tat dt0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如aav , 就因 dvdta v ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以 v
9、dvv0avtdt ,0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结v求出 tv0dv av, 再解出 vvt , 即可求出运动方程。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如aax , 就是因 av dvdxax, 有VvdvV0xa xdxx0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、曲线运动中的两类典型抛体运动如以抛出点为原点 , 水平前进方向为 x 轴正向, 向上方为 y 轴正向, 就(1) 运动方程为xv0 cost可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结yv
10、0sin t1 gt 22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(2) 速度方程为v xv0 cosvyv0 singt(3) 在最高点时 vy0 , 故达最高点的时间为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以射高为0Hv2 sin 2v0 sintHg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2g飞得总时间水平射程T2t H2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Rv0sin 2g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(4) 轨道方程为圆周运动yx tangx222v0 cos 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(1) 描述圆周运
11、动的两种方法 :线量角量drds 0ddsd0vv 0dtdt22220000advv nd sv ndd可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dtRdt2Rdtdt 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结线量与角量的关系 :drRd vR2aR , anR可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(2) 匀角加速 即 =常数 圆周运动 : 可与匀加速直线运动类比 , 故有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结000 tt1t 22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结22200 可编辑资料 - -
12、 - 欢迎下载精品名师归纳总结(3) 匀变速率 即 ax常数 的曲线运动 : 以轨道为一维坐标轴 , 以弧长为坐标 , 亦可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可与匀加速直线运动类比而有svv0s0v0tax t21 a t2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结vv0222a ss 0(4) 匀速率圆周运动 即a0 在直角坐标系中的运动方程为 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结轨道方程为 :5、刚体定轴转动的描述xRcos tvyRsintx2y2R可编辑资料
13、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结(1) 定轴转动的角量描述 : 刚体在定轴转动时 , 定义垂直于转轴的平面为转动平面 ,这时刚体上各质点均在各自的转动平面内作圆心在轴上的圆周运动。在刚体中任选一转动平面, 以轴与转动平面的交点为坐标原点, 过原点任引一条可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结射线为极轴 , 就从原点引向考察质点的位矢ri 与极轴的夹角即为角位置 , 于就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结是一样可引入角速度, 角加速度, 即对质点圆周运动的描述在刚体的定轴转动中依旧成立。(2) 刚体定轴转动的运动学特点 :角量描述共性即全部质点都有相同的角位移、角速度
14、、角加速度;线量描述个性即各质点的线位移、线速度、线加速度与质点到轴的距离成正比。作定轴转动的刚体同样存在两类问题 , 即已知刚体定轴转动的运动方程求角速度、角加速度 ; 已知刚体定轴转动的角加速度的函数及初始条件, 求运动方程。6、相对运动的概念(1) 只争论两个参考系的相对运动就是平动而没有转动的情形。设相对于观看者静止的参考系为 S, 相对于 S系作平动的参考系为 S , 就运动物体A相对于 S系与 S 系的位矢、速度、加速度变换关系分别为:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结rAS vAS aASrAS vAS aASrSS rS S aSS可编辑资料 - - - 欢迎下载
15、精品名师归纳总结(2) 上述变换关系只在低速 即vc 运动条件下成立 , 假如 S 系相对于 S 系有转动, 就速度变换关系亦成立 , 而加速度变换关系不成立。质点动力学牛顿运动定律第肯定律 惯性定律 : 任何物体都保持静止的或沿始终线作匀速运动的状态, 直到作用在它上面的力迫使它转变这种状态为止。原先静止的物体具有保持静止的性质 , 原先运动的物体具有保持运动的性质 ,因此我们称物体具有保持运动状态不变的性质称为惯性。一切物体都具有惯性 , 惯性就是物体的物理属性 , 质量就是惯性大小的量度。惯性大小只与质量有关 , 与速度与接触面的粗糙程度无关。质量越大 , 克服惯性做功越大 ; 质量越小
16、 , 克服惯性做功越小。其次定律 : 运动的变化与所加的动力成正比, 并且发生在这力所沿的直线方向上即,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dpFdt , pmv当物体低速运动 , 速度远低于光速时 , 物体的质量为不依靠于速度的常量 , 所以有dpFdt , pmv这也叫动量定理。在相对论中 F=ma 就是不成立的 , 由于质量随速度转变 , 而 F=dmv/dt依旧使用。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在直角坐标系中有 ,在平面曲线运动有 ,F xma x ,F yma y ,F zma z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - -
17、欢迎下载精品名师归纳总结F tma t ,F nma n可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第三定律 : 对于每一个作用总有一个相等的反作用与之相反, 或者说, 两个物体之间对各自对方的相互作用总就是相等的, 而且指向相反的方向 , 即F 12F 21适用范畴 :(1) 只适用于低速运动的物体 与光速比速度较低 。(2) 只适用于宏观物体 , 牛顿其次定律不适用于微观原子。(3) 参照系应为惯性系。常见的几种性质力万有引力存 在 与 宇 宙 万 物 之 间 的力 , 它 使 行 星 围 绕 太 阳旋 转, 万 有 引 力 大小:F=Gm1m2/r2, 其中 G为万有引力常量。重力的
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