大学物理期中复习课件

大学物理期中复习大学物理位位 矢矢速速 度度位位 移移加速度加速度线量线量角量角量质点运动学质点运动学质点运动质点运动的类型的类型描述质点运动描述质点运动的物理量的物理量角位置角位置角位移角位移角速度角速度角加速度角加速度运动描述的相对性运动描述的相对性已知：质点运动学方已知：质点运动学方 。求：求：及轨迹方程等。及轨迹方程等。解法：求导。解法：求导。已知：已知：及初值条件。及初值条件。求：求：解法：积分。解法：积分。位 矢速 度位 移加速度线量角量质点运动学质点运动的类型描述一般曲线运动的描述一般曲线运动的描述角量与线量的关系角量与线量的关系角量描述角量描述切向与法向加速度切向与法向加速度一般曲线运动的描述角量与线量的关系角量描述切向与法向加速度质点系质点系质点质点质点动力学质点动力学力的瞬时效应力的瞬时效应冲量冲量动动能能定定理理力对空间的积累力对空间的积累力对时间的积累力对时间的积累动动量量定定理理动量动量守恒守恒定律定律角冲量角冲量角角动动量量定定理理角动角动量守量守恒定恒定律律质点系质点系质点质点功功功功能能原原理理机械机械能守能守恒定恒定律律牛顿第一定律牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第三定律牛顿第三定律牛顿运动定律牛顿运动定律力力力力 矩矩质点系质点质点动力学力的瞬时效应冲量动能定理力对空间的积累力质点及质点系动力学质点及质点系动力学1动量定理动量定理角动量定理角动量定理动能定理动能定理功能原理功能原理基本原理基本原理质点及质点系动力学1动量定理角动量定理动能定理功能原理基本原质点及质点系动力学质点及质点系动力学2守恒定律守恒定律角动量守恒：角动量守恒：动量守恒：动量守恒：条条 件件内内 容容机械能守恒：机械能守恒：质点及质点系动力学2守恒定律角动量守恒：动量守恒：条 角量描述角量描述质点运动学质点运动学刚刚体体力力学学刚体定刚体定轴转动轴转动运动学运动学平动平动动力学动力学瞬时效应瞬时效应时间积时间积累效应累效应空间积空间积累效应累效应角冲量角冲量力矩的功力矩的功动能定理动能定理力矩力矩定轴转动定律定轴转动定律角动量定理角动量定理角动量守恒角动量守恒定律定律角量描述质点运动学刚体力学刚体定轴转动运动学平动动力学瞬时效角量与线量的关系角量与线量的关系角量描述角量描述刚体定轴转动运动学刚体定轴转动运动学匀变速圆周运动匀变速圆周运动角量与线量的关系角量描述刚体定轴转动运动学匀变速圆周运动刚体定轴转动动力学刚体定轴转动动力学刚体定轴转动定律刚体定轴转动定律刚体定轴转动角动量原理刚体定轴转动角动量原理刚体定轴转动角动量守恒定律刚体定轴转动角动量守恒定律刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动动力学刚体定轴转动定律刚体定轴转动角动量原理刚体10质点运动和刚体定轴转动的比较(类比方法)速度加速度质量力动量牛顿第二定律角速度角加速度转动惯量对轴的力矩对轴的角动量转动定律质点的运动刚体的定轴转动10质点运动和刚体定轴转动的比较(类比方法)速度角速度质点的11冲量矩角动量定理角动量守恒定律力矩的功功率转动动能转动动能定理冲量动量定理动量守恒定律力的功功率动能动能定理质点的运动刚体的定轴转动11冲量矩冲量质点的运动刚体的定轴转动1.一一质点沿质点沿x轴轴运动，运动方程为运动，运动方程为 x=2t+3t2，求求解：解：1.一质点沿x轴运动，运动方程为 x=2t+3t2，求2.一质点沿一质点沿x方向运动，其加速度随时间变化关方向运动，其加速度随时间变化关系为系为 a=3+2 t (SI),如果初始时质点的速度如果初始时质点的速度v 0为为5 m/s，则当，则当为为3s时，求质点的速度时，求质点的速度v.解解:2.一质点沿x方向运动，其加速度随时间变化关系为 a=3质量为质量为m1kg的质点，在的质点，在Oxy坐标平面内运坐标平面内运动，其运动方程为动，其运动方程为x5t，y=0.5t2（SI），），从从t=2 s到到t=4 s这段时间内，外力对质点作这段时间内，外力对质点作的功为的功为 (A)1.5 J(B)3 J(C)6J (D)-1.5J C 质量为m1kg的质点，在Oxy坐标平面内运动，其运动方程15例：某质点在力(45x)作直线运动，在从x0移动到x10m的过程中，力所做的功为_(SI)的作用下沿x轴解：15例：某质点在力(45x)作直线运动，在从x0移动到状态参量的状态参量的统计意义统计意义麦克斯韦麦克斯韦速率分布律速率分布律压强的微观本质压强的微观本质统计统计规律规律微观微观理论理论平均碰撞频率平均碰撞频率平均自由程平均自由程气气体体动动理理论论温度的微观本质温度的微观本质玻尔兹曼玻尔兹曼分布律分布律能量均分能量均分原理原理分子碰撞的分子碰撞的统计规律统计规律状状 态态 方方 程程每一个自由度的每一个自由度的平均动能为平均动能为kT/2状态参量的统计意义麦克斯韦压强的微观本质统计规律微观理论平均热热力力学学基基础础热力学热力学第二定律第二定律（方向性）（方向性）文字表述文字表述数学表述数学表述克劳修斯表述克劳修斯表述开尔文表述开尔文表述克劳修斯熵克劳修斯熵玻尔兹曼熵玻尔兹曼熵热力学热力学第一定律第一定律等容过程等容过程等压过程等压过程等温过程等温过程绝热过程绝热过程不可能把热量从低温物体传到不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起外界的变化高温物体而不引起外界的变化不可能从单一热源吸收热量，使之完不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不产生其它影响。全变为有用的功而不产生其它影响。循环过程循环过程热循环热循环制冷循环制冷循环卡诺循环卡诺循环热力学基础热力学文字表述数学表述克劳修斯表述开尔文表述克劳修6/15/202418vv 气体动理论气体动理论一、状态方程其中：二、理想气体的压强公式与温度公式压强公式其中：分子的平均平动动能温度公式或8/9/202318 气体动理论一、状态方程其中：二、理想6/15/202419三、能量按自由度均分定理二、理想气体的压强公式与温度公式压强公式其中：分子的平均平动动能温度公式 分子每一自由度所均分的能量分子的平均能量分子的平均平动动能理想气体的内能或8/9/202319三、能量按自由度均分定理二、理想气体的压6/15/202420三、能量按自由度均分定理 分子每一自由度所均分的能量分子的平均能量分子的平均平动动能理想气体的内能分子分子单原子单原子双原子双原子多原子多原子自由度自由度i分子的平均分子的平均平动动能平动动能分子的平均分子的平均转动动能转动动能 分子的分子的平均动能平均动能 理想气体理想气体内能内能E35608/9/202320三、能量按自由度均分定理 6/15/202421四、麦克斯韦速率分布律 1.速率分布函数：表示速率 v 附近单位速率区间的分子数占分子总数的百分比.2.速率分布曲线（1）曲线 区间内的分子数占总分子数的百分比8/9/202321四、麦克斯韦速率分布律 1.速率分布函数6/15/2024223.麦氏分布函数4.三种统计速率平均速率平方平均速率方均根速率最概然速率8/9/2023223.麦氏分布函数4.三种统计速率平均速率6/15/202423一、热力学第一定律 系统从外界吸收的热量,一部分使系统的内能增加,另一部分使系统对外界做功.内能增量其中定体摩尔热容系统对外做功外界对系统做功定压摩尔热容温度升高温度降低系统吸热系统放热vv 热力学基础热力学基础摩尔热容比8/9/202323一、热力学第一定律 系统从6/15/202424内能增量定体摩尔热容系统对外做功外界对系统做功定压摩尔热容温度升高温度降低系统吸热系统放热摩尔热容比一、热力学第一定律vv 热力学基础热力学基础过程量状态量二、四种过程例6、7、88/9/202324内能增量定体摩尔热容系统对外做功外界对系6/15/202425过程过程等体等体等压等压等温等温绝热绝热W EQ方程方程 VpP-V图VpVpVp0008/9/202325过程等体等压等温绝热WEQVpP-V图6/15/202426三、循环过程pVOAa21QQ正循环：顺时针pVOAa21QQ逆循环：逆时针W净=曲线所围的面积8/9/202326三、循环过程pVOAa21QQ正循环：顺6/15/202427正循环：顺时针逆循环：逆时针W净=曲线所围的面积1.热机循环pVOAa21QQ热机高温热源低温热源热机效率8/9/202327正循环：顺时针逆循环：逆时针W净=曲线6/15/2024281.热机循环pVOAa21QQ热机高温热源低温热源热机效率2.制冷循环pVOAa21QQ致冷机高温热源低温热源致冷机致冷系数8/9/2023281.热机循环pVOAa21QQ热机高温6/15/2024292.致冷循环pVOAa21QQ致冷机高温热源低温热源致冷机致冷系数3.卡诺循环WABCD 卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成卡诺热机8/9/2023292.致冷循环pVOAa21QQ致冷机高6/15/202430解：（1）（2）（3）（4）一容器内贮有氧气，其压强 ，温度 求：（1）单位体积内的分子数；（2）分子质量；（3）氧气密度；（4）分子的平均动能。8/9/202330解：（1）（2）（3）（4）一容器内贮6/15/202431（a）（b）（c）已知 为 N 个（N 很大）分子组成的系统的速率分布函数。（1）分别写出图（a）、（b）、(c)中阴影面积对应的数学表达式和物理意义 速率在 0 区间内的分子数占总分子数的百分比 速率大于 的分子数占总分子数的百分比 速率在 区间内的分子数.8/9/202331（a）（b）（c）已知