大学物理力学总结.pdf

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1、大大学学物物理理力力学学公公式式总总结结第一章（质点运动学）第一章（质点运动学）1.r r=r r(t)=x(t)i i+y(t)j j+z(t)k krr=r r(t+tt)-r r(t)一般地|rr|r2.v v=ddta a=d d2dx=dt23.匀加速运动：a=a=常矢v v0 0=v=vx x+v+vy y+v+vz z r=r r=r0 0+v+v0 0t+t+atat2 24.匀加速直线运动：v=v0+at x=v0t+at2v2-v02=2ax215.抛体运动：ax=0 ay=-gvx=v0cos vy=v0sin-gtx=v0cos?t y=v0sin?t-gt2216.圆

2、周运动：角速度=d vdtRdt=角加速度=d加速度 a=a a=an n+a+at t法相加速度 an=R2，指向圆心切向加速度 at=Rddtv2=R，沿切线方向7.伽利略速度变换：v=vv=v+u+u第二章（牛顿运动定律）第二章（牛顿运动定律）1.牛顿运动定律:第一定律：惯性和力的概念，惯性系的定义第二定律：F F=ddt,p p=mv v当 m 为常量时,F=ma a第三定律：F F1212=-F=-F2121力的叠加原理：F=FF=F1 1+F+F2 2+2.常见的几种力：重力：G G=mg g弹簧弹力：f=-kx3.用牛顿定律解题的基本思路：1)认物体2)看运动3)查受力（画示力图

3、）4)列方程（一般用分量式）第三章（动量与角动量）第三章（动量与角动量）1.动量定理：合外力的冲量等于质点（或质点系）动量的增量，即F Fdt=dp p2.动量守恒定律：系统所受合外力为零时，p=p=常矢量3.质心的概念：质心的位矢rc=m(离散分布)或 rc=dm(连续分布)m4.质心运动定理：质点系所受的合外力等于其总质量乘以质心的加速度，即F=F=ma ac c5.质心参考系：质心在其中静止的平动参考系，即零动量参考系。6.质点的角动量：对于某一点,L=rL=rp=p=mr rv v7.角动量定理：M M=ddt其中 M M 为合外力距，M=rM=rF F，他和 L L 都是对同一定点说

4、的。（质点系的角动量定理具有同一形式。）8.角动量守恒定律：对某定点，质点（或质点系）受到的合外力矩为零时，则对于同一定点的 L=L=常矢量第四章（功和能）第四章（功和能）1.功：dA=F?dr,F?dr,AAB=L A2.动能定理：对于一个质点：AAB=mv-mva22212bB1对于一个质点系：Aext+Aint=EkB EkA3.一对力的功：两个质点间一对内力的功之和为 AAB=它只决定于两质点的相对路径4.保守力：做功与相对路径形状无关的一对力，或者说，沿相对的闭合路径移动一周做功为零的一对力。5.势能：对保守内力可引进势能的概念。一个系统的势能Ep决定于系统的位形，定义为 Ep=Ep

5、A EpB=AAB取 B 点为势能零点，即 EpB=0，则 EpA=AAB引力势能：Ep=-Gm1m2r，以两质点无穷远分离时为势能零点。重力势能：Ep=mgh，以物体在地面为势能零点。弹簧的弹性势能：Ep=kx2，以弹簧的自然伸长为势能零点。216.由势能函数求保守力：Ft=-dEpdl7.机械能守恒定律：在只有保守内力做功的情况下，系统的机械能保持不变。它是普遍的能量守恒定律的特例。8.守恒定律的意义：不究过程的细节而对系统的初、末状态下结论；相应于自然界的每一种对称性，都存在着一个守恒定律。9.碰撞：完全非弹性碰撞：碰后合在一起；弹性碰撞：碰撞时无动能损失。第五章（刚体的定轴转动）第五章

6、（刚体的定轴转动）1.刚体的定轴转动：匀加速转动：=0+at ,=0t+at2 ,2-02=2212.刚体定轴转动定律：Mz=dLzdt以转动轴为 z 轴，为外力对转轴的力矩之和；Lz=J，J 为刚体对转轴的转动惯量，则 M=J3.刚体的转动惯量：J=2(离散分布),J=r2dm(连续分布)平行轴定理：J=Jc+md24.刚体转动的功和能：力矩的功：A=Md1转动动能：Ek=J2212刚体的重力势能：Ep=mghc机械能守恒定律：只有保守力做功时，Ek+Ep=常量5.对定轴的角动量守恒：系统（包括刚体）所受的对某一固定轴的合外力距为零时，系统对此轴的总角动量保持不变。一些均匀刚体的转动惯量刚体

7、形状细杆细杆薄圆环（薄圆筒）圆盘（圆柱体）薄球壳球体轴的位置通过一端垂直于杆通过中点垂直于杆通过环心垂直于环面通过盘心垂直于盘面直径直径转动惯量13112ML2ML2MR2122325MR2MR2MR2质点的运动的规律和刚体的定轴转动的规律对比质点的运动质点的运动速度v v=ddt刚体的定轴转动刚体的定轴转动角速度=ddt=dt2加速度a a=质量 m力 F Fd d2dx角加速度2dd=2dtdt转动惯量 J=r2dm力矩 M=rF(表示垂直轴)转动定律 M=J动量 p p=角动量 L=J角动量定理M=d(J)dt运动定律 F=F=ma a动量p p=mv v角动量 L=rL=rp p动量定

8、理 F Fdt=dp p动量守恒 合外力守恒时成立力的功 AAB=A动能 Ek=mv221B角动量守恒 M=0 时成立力矩的功 A=Md1转动动能 Ek=J2212动能定理 A=mvb2-mva22211动能定理 A=Jb2-Ja22211重力势能 Ep=mgh机械能守恒只有保守力做功时，Ek+Ep恒量第六章（狭义相对论基础）第六章（狭义相对论基础）重力势能 Ep=mghc机械能守恒只有保守力做功时，Ek+Ep恒量1.牛顿绝对时空观：长度和时间的测量与参考系无关。伽利略坐标变换式:x=x-ut,y=y,z=z,t=t伽利略速度变换式:vx=vx-u,vy=vy,vz=vz2.狭义相对论基本假设：爱因斯坦相对性原理；光速不变原理3.同时性的相对性：时间延缓（t为固有时）t=t1u2/c2长度收缩（l为固有长度）l=l1 u2/c24.洛伦兹变换：坐标变换式：x=速度变换式：vx=vz=5.相对论质量：m=02xut2,y=y.z=z,t=xux/c221u2/c1u2/cu1u/c2 ,vy=1u/c2/c21 u21u/c2/c21 u2（m0 为静质量）1u2/c6.相对论能量：E=mc2相对论动能 Ek=E E0=mc2 m0c2