大学物理上-题库课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,期中复习,第三章 运动的描述 复习提要：,一、描述运动的物理量,描述质点运动的基本物理量,描述对象,物理量,定义,位置,位矢,位置变化,位移,位置变化率,速度,速度变化率,加速度,中心,四、非惯性系中的力学定律,二、角量和线量的关系,三、相对运动（不同参考系中描述同一运动）,伽利略速度变换,参考解答：,3.3.,2,沿圆弧运动,（圆周运动、单摆等）,匀速率运动,匀速直线运动,(,静止,),静止,静止,定性分析：正确答案：,2,一刚体以每分钟,60,转速率绕,z,轴逆时针匀速转动，设某时刻刚体上某点,P,的位矢为：,该时刻,P,点的速度为：,3,4,5,该时刻,P,点的速度为：,正确答案：,2,定量计算：,3,4,5,2.,找一个实例,平面曲线运动,例题,.,已知：,1.,质点做什么运动？,合运动：斜抛运动,质点从原点出发，初速度为,3.,求抛射角、轨道方程、射程、射高,抛射角：,射程,射高,轨道方程：,4.,求,注意：,结果保留,2,3,位有效数字,解：,首先建立,P,的运动方程,x,(,t,),例题,.,距海岸（视为直线）,h,=500,米处有一艘静止的船,A,，,船上的探照灯以每分钟,1,转的转速旋转，当光束与岸边成 时，光点沿岸边移动速度多大？,P,讨论,错在哪里？,解,2,已知：,x-t,曲线为如图所示抛物线,求：,a-t,，,v-t,图，运动方程,解：,1,）质点作何种运动？,x-t,曲线为抛物线（二次曲线）,匀变速直线运动,1,3,2,2.5,1,1,由,4),运动方程,1,3,2,2.5,质点：,质点系：,基本方法,：用质心作为物体（质点系）的代表，描述质点系整体的平动。,刚体或柔体,第四章 动量 动量守恒定律复习提要：,一、动量与动量的时间变化率,质点：,质点系：,复习提要：,二、动量定理,质点：,质点系：,三、质心运动定理,例,.,教材,84,页,4.7,已知：,质量均匀的绳在水平面内转动；,求：,张力,绳内部相邻两部分相互作用力,均不满足,思考：,1.,绳上张力是否处处相等？,解：,在绳上取微元,水平面内法,向,运动方程：,思考：,2.,如何求系统内力？,设法将,内力,外力,暴露,受力分析：,如何确定积分限？,边界条件,第五章 角动量 角动量守恒定律复习提要：,一、转动惯量,二、角动量,质点,质点系,定轴刚体,三、力矩,质点,质点系,定轴刚体,五、角动量守恒,四、角动量定理,应用角动量定律求解问题时，需要注意：,1,）对于单一刚体，直接应用角动量定律,2,）对于系统，同一方程中涉及的量都必须针对于,同一个定轴,观测而得。,3,）若系统中各角量不是对同一轴而言，需要分别对,各个部分,用角动量定理列方程,例,.,一半径为,R,、,质量为,M,的转台，可绕通过其中心的竖直轴转动,质量为,m,的人站在转台边缘，最初人和台都静止。若人沿转台边缘相对转台跑一周,(,不计阻力,),，相对于地面，人和台各转了多少角度？,思考：,1.,台为什么转动？向什么方向转动？,2.,人相对转台跑一周，相对于地面是否也跑了一周？,3.,人和台相对于地面转过的角度之间有什么关系？,R,选地面为参考系，设对转轴,人：,J,;,台：,J,解：,系统对转轴合外力矩为零，角动量守恒。以向上为正：,设人沿转台边缘跑一周的时间为,t,R,人相对地面转过的角度：,台相对地面转过的角度：,R,选地面为参考系，设对转轴,人：,J,;,台：,J,解：,系统对转轴合外力矩为零，角动量守恒。以向上为正：,设人沿转台边缘跑一周的时间为,t,R,人相对地面转过的角度：,台相对地面转过的角度：,联立可解,例,1 .,已知：,两平行圆柱在水平面内转动，,求：,接触且无相对滑动时,.,o,1,m,1,R,1,.,o,2,R,2,m,2,o,1,.,o,2,.,请,自行列式,解,1,：,因摩擦力为内力，外力过轴 ，外力矩为零，则,J,1,+,J,2,系统角动量守恒 ，以顺时针方向旋转为正：,接触点无相对滑动：,又：,联立,1,、,2,、,3,、,4,式求解，对不对？,o,1,.,.,o,2,问题：,（,1,）式中各角量是否对同轴而言？,（,2,）,J,1,+,J,2,系统角动量是否守恒？,系统角动量不守恒！,分别以,m,1 ,m,2,为研究对象，受力如图：,o,2,F,2,o,1,.,F,1,f,1,f,2,解,2,：,分别对,m,1,m,2,用角动量定理列方程,设：,f,1,=,f,2,=,f,，,以顺时针方向为正,m,1,对,o,1,轴：,m,2,对,o,2,轴：,接触点：,o,2,F,2,o,1,.,F,1,f,1,f,2,联立各式解得：,设某恒星绕自转轴每,45,天转一周，它的内核半径 约为 ，坍缩为半径仅为,6000m,的中子星，将星体内核当作质量不变的匀质圆球，计算中子星的角速度。,例,有的恒星在其核燃料燃尽，达到生命末期时，会发生所谓超新星爆发，这时星体中有大量物质喷射到星际空间，同时该星的内核向内收缩，坍缩成体积很小、异常致密的中子星。由于中子星的致密性和极快的自转角速度，在星体周围形成极强的磁场并发射出很强的电磁波。当中子星的辐射束扫过地球时，地面上就测得脉冲信号。因此，中子星又称为脉冲星。目前，我们探测到的脉冲星已超过,550,个。,解：,内核坍缩过程不受外力矩作用，,对自转轴的角动量守恒,得坍缩后的角速度为：,脉冲星（左边照片中间白点为变亮的脉冲星，右边为脉冲星变暗后的照片）,第六章 能量 能量守恒定律复习提要：,一、功的计算,二、质点、质点系、定轴刚体的动能,三、保守力与其相关势能的关系,四、动能定理及功能原理,内力的功可以改变质点系的总动能,五、机械能守恒定律,质量，长度的均匀细棒，其下端铰接在水平地板上，如图所示。让它从竖直位置倒下，设初速度为零，求其撞击地板时的角速度。,练习,解,1,：,由刚体定轴转动定律,和运动学关系求：,解,2,：,由动能定理求,所以,棒,撞击地板时的角速度是,；,过程中只有重力做功：,质量，长度的均匀细棒，其下端铰接在水平地板上，如图所示。让它从竖直位置倒下，设初速度为零，用求其撞击地板时的角速度。,练习,解 ：,由动能定理求,所以,棒,撞击地板时的角速度是,过程中只有重力做功：,练习,4.,P134,（,例,5,） 如图所示：,已知：,光滑桌面，,m , M , k , l,0, l,，,求：,思考：,分几个阶段处理？,各阶段分别遵循什么规律？,m,M,A,B,M+m,M,+,m,+,弹簧,只有弹力作功,机械能守恒,过程,研究对象,条件,原理,A,m,与,M,相撞,A,B,A,B,M,+,m,各力力矩都为零,角动量守恒,由此可解出：,M,+,m,mg,与,N,平衡弹簧为原长,动量守恒,自然界的每一种对称性都存在一个相应的守恒定律,动量守恒定律,空间平移对称性（空间的均匀性）,角动量守恒定律,空间旋转对称性（空间各向同性）,能量守恒定律,时间平移对称性（时间的均匀性）,第七章 对称性与守恒定律复习提要：,1.,狭义相对性原理：,物理定律,在所有的惯性系中都有相同的数学形式。,2.,光速不变原理：,在所有惯性系中，真空中的光速都恒为,c,。,二、洛仑兹变换,第八章 狭义相对论复习提要：,一、基本假设,不同惯性系中观察者时空观念的关联,注意：,系,系,事件,事件空,间间隔,事件时,间间隔,变换,1.,“,同时,”,的相对性,一个惯性系中的,同时、同地,事件，在其它惯性系中必为,同时,事件；,一个惯性系中的,同时、异地,事件，在其它惯性系中必为,不同时,事件。,2.,时间量度的相对性,原时：,在相对事件发生地静止的参考系中，用同一个钟测定的两个,同地,事件之间的时间间隔,在一切时间测量中，,原时,最,短,。,从相对事件发生地运动的参考系中测量出的时间总比原时长,(,时间膨胀,),。,每个参考系中的观测者都会认为相对自己运动的钟比,自己的钟走得慢,(,动钟变慢,),。,三、狭义相对论时空观,3.,空间量度的相对性,空间间隔的测量是相对的，物体的长度与惯性系的选择有关；,在一切长度测量中,原长,最,长,。,在其它惯性系中测量相对其运动的尺，总得到比原长小的结果 （,动尺缩短,）,长度、时间：不仅是事物本身的属性，而且反映了观察者与事物的相互关系。,原长：,在相对于物体,静止,的惯性系中测量的物体长度，可以不同时测量,钟慢尺缩是洛仑兹变换的特例,0,原时,非原时,0,原时,非原时,在一切时间测量中，原时最短！,在一切长度测量中，原长最长！,原长,0,观测长度（非原长）,原长,0,观测长度（非原长）,质速关系：,能量与动量的关系：,质能关系：,动能,总能,静能,四、相对论动力学的三个主要关系,P27,