大学物理上学期重点

,*,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,期末答疑时间,6,月,26,日（星期四）,上午：,9:0012:00,下午：,3:006:00,地点：西五楼，,116,室,出题,改卷,分数计算,出成绩,各环节介绍,永远不要,作弊！,力学 相对论 热学 电磁学,25 10 20 45,24 11 25 40,21 12 22 45,19 10 25 46,2001,年,2004,年试题分布,1.,库仑定律,(,仅对点电荷,),2.,求场强,E,（三种方法）,应用关键：取点电荷,找出积分函数。,第,9,章 静电场,重 点：两个物理量,E,、,U,有关的概念和规律,叠加法,高斯定理,电位梯度法,(E,与,U,的关系,),3.,静电场两个基本性质,高斯定理：,有源场,环路定理：,无旋场,静电场是保守场,移动单位正,电荷作功：,相应的概念及用途,注意：电位零点的选取,场强总是从电势高处指向电势低处,4.,求,U,的方法：,定义法,叠加法,等位面、电势梯度的概念,5,、几种典型电场的,E,和,U,的分布,2001,年试题（,10,分）,一环形薄片由细绳悬吊着，环的外半径为,R,，内半径为,R,/2,，并由电量,Q,均匀分布在环面上。细绳长,3,R,，也有电量,Q,分布在细绳上，试求圆环中心,o,处的电场强度（圆环中心在细绳的延长线上）。,3,R,R,o,解：，取如图坐标系。,x,o,(1),细绳在环心处的场强,(2),环形薄片在环心处的场强,方向垂直向下。,6.,电荷,q,在外场中的电位能,W=q U,移动电荷时电场力所作的功：,7.,电偶极子在均匀外电场中的静电势能：,A=q,(,U,1,U,2,),A=,W,电场力作功,A,=带电体电位能的减少(,W),电偶极子取向与外电场一致时，电势能最低；取向相反时。电势能最高。,电偶极矩,l,:,负电荷到正电,荷的矢量线段,2001,年试题（,3,分）,一偶极矩为 的电偶极子放在电场为 的均匀外电场中，与 的夹角为 角，在此电偶极子绕垂直于 平面的轴沿 角增加的方向转过,180,的过程中，电场力做功,A,=,。,A=,W,3.,静电屏蔽,第,10,章 静电场中的导体和电介质,重要概念和基本规律,1.,导体静电平,衡的条件,导体是等位体,导体表面是等位面,2.,静电平衡时导体上电荷的分布,导体内处处净电荷为零,电荷只分布在外表面上,导体表面上一点的场强：,重点在概念,屏蔽内场,屏蔽外场,4.,有导体存在时,电场,和导体,电荷,的分布计算,依据,:,导体静电平衡的条件,;,电荷守恒,;,高斯定理。,5.,电介质的极化,注意,接地！,取向极化、位移极化,（,A,）,0,（,B,）,（,C,）（,D,）,o,R,d,+q,试题,(,本题,3,分,),一个为带电的空腔导体球壳，内半径为,R,。在腔内离球心的距离为,d,处（,d,R,），固定一电量为,+q,的点电荷。用导线把球壳接地后，再把地线撤去。选无穷远处为电势零点，则球心,o,处的电势为,平行板电容器：,电容和电容器,求,C,的步骤：由,q,自,D,E,U,电容的并联：,求,C,的另一方法：,E,1,、电容的定义,重要概念和基本规律,2,、电容器的能量,电场总静电能,电容的串联：,注意,1.,带电粒子在磁场中的运动,在均匀磁场中,2.,霍耳效应的概念,横向电场,霍耳电场,E,H,重要概念及规律：,第十一章 磁场与电磁相互作用,重点一：磁力,3.,安培定理,安培力的实质：,磁场通过洛仑兹力而施于导体的作用力,4.,载流线圈在磁场中所受的力和力矩,无论线圈什么形状,均匀磁场对它的作用只取决于,p,m,，,p,m,相同的线圈受,B,的作用完全相同。,相应的概念,重要概念及规律：,无源,有旋,2,、高斯定理,3,、安培环路定理,1.,毕奥,萨伐尔定律,磁通：,磁矩：,重点二：磁感应强度,B,4.,B,的两种计算方法,1,）毕,萨定律,叠加定律,2,）,安培环路定理,5.,几种典型电流磁场,B,的分布,第十二章,磁场,与,实物,的相互作用,1.,磁介质的磁效应,顺磁质、抗磁质、铁磁质,2.,有介质时的高斯定理和安培环路定理,3,、,铁磁质的磁化规律,磁化曲线,铁磁质磁化的机制,居里点,T,c,重点是概念,磁滞回线,a,代表,铁磁质,b,代表,顺磁质,c,代表,抗磁质,11,图示为三种不同的磁介质的,B,H,关系曲线，其中虚线表示,B,o,H,的关系，说明,a,、,b,、,c,各代表哪一类磁介质的,BH,关系曲线：,顺磁介质,抗磁介质,真空,铁磁质,2.,理想气体的压强与温度：,分子的平均平动动能,气体压强决定于单位体积的分子数和平均平动能,3.,能量按自由度均分原理,内能是温度的单值函数,注意刚体和非刚体的,i,刚体无振动,1.,理想气体的状态方程,PV=NkT,P=nkT,第七章,气体热运动,重要概念及规律：,三个速率：,4.,麦克斯韦分布,f(x),是几率密度,分布函数的性质（所满足的条件）,求 的方法：,注意：,75,，,8,，,影响分布曲线的因素：,重 点,重点：物理概念！,注意：,影响分布曲线的,因素：,T,、,m(,M,m,),（,2,）,m,（,M,m,）,一定时,（,3,）麦氏分布律仅当气,体处于温度为,T,的平,衡态成立，,N,必须是,大量的，,dN,是,dv,范,围内的平均分子数,.,（,1,）,T,一定时,Q=,E,+A,重点一：热力学第一定律及应用,等容过程,:,Q=,E A=0,等压过程,:,Q=,E,+A,等温过程：,Q=A,E=,0,重点：理想气体等值过程，绝热过程，循环过程的热、功、内能的改变。,第八章 热力学基础,准静态绝热过程：,Q,=0,，,A=,E,泊松方程,T,2,=T,1,但不是等温过程状态方程可用，,泊松方程不能用,非准静态绝热过程,绝热自由膨胀,过程,特征,参量关系,Q,A,E,等容,V=C,0,等压,P=C,等温,T=C,0,绝热,Q=0,0,重点二：循环及热机效率,热机：,致冷：,卡诺热机：,卡诺致冷：,过程曲线：,P-V,图,、,P-T,图,、,（做功与,P-V,图面积的关系）,温熵图,试题,.(,本题,10,分,),1,mol,双原子分子理想气体，作如图的可逆循环过程，其中,1-2,为直线，,2-3,为绝热线，,3-1,为等温线。已知,T,2,=2,T,1,，,V,3,=8,V,1,，试求：,（,1,）各过程的功，内能增量和传递的热量；（用,T,1,和已知常数表示）。（,2,）此循环的效率,。,o,P,P,1,P,2,V,V,1,V,2,V,3,1,2,3,解：,(1),12,任意过程,23,绝热膨胀过程,o,P,P,1,P,2,V,V,1,V,2,V,3,1,2,3,3 1,等温压缩过程,(2),概念：,一切与热现象有关的自然宏观过程都是向熵增 加的方向进行。,从有序向无序的方向进行。,从小几率到大几率的方向进行。,熵越大，系统的无序性越大，熵是系统无序程度的量度,熟练掌握第二定律的物理意义；会计算简单过程的熵变。,3,个典型过程：功热转换、热传导、绝热自由膨胀,光速不变原理得到结论,同时性的相对性,运动的时钟变慢,运动的长度缩短,第,6,章 爱因斯坦狭义相对论,爱因斯坦相对性原理,光速不变原理,狭义相对论,基本原理,狭义相对论中的运动学问题用洛仑兹变换讨论讨论,洛仑兹变换,1,、确定两个作相对运动的惯性参照系；,2,、确定所讨论的两个事件；,3,、表示两个事件分别在两个参照系中的时空坐,标,(x,t,x,t,),或其时空间隔；,4,、用洛仑兹变换讨论。,原时：在某坐标系中同一地点发生的两个事件的,时间间隔。,在狭义相对论中讨论运动学问题的思路,注意概念,原长：物体相对某参照系静止时两端的空间间隔。,原时最短,原长最长,一列火车以速度,v,高速经过站台，站台上相距为,d,的 两点固定的两机械手同时在车厢上画出两条刻痕，车厢上观察的这两条刻痕的距离为：,C,刻痕距离为原长：最长,B,机械手距离为非原长：,若以车厢参照系来测两机械手的距离，又该选哪个？,哪一个正确？,狭义相对论动力学,1.,相对论质量,2.,相对论动量：,3.,相对论动能：,E,k,=,mc,2,m,o,c,2,4.,相对论能量,E=mc,2,5.,相对论的能量与动量的关系,E,2,=,P,2,c,2,+,m,0,2,c,4,E,m,0,c,2,Pc,第一章 质点运动学,重要概念,各矢量表达式，标量计算,1.,描述质点运动的状态的特性参量：,2.,圆周运动,沿切线方向,指向圆心,自然坐标：,3.,相对运动,绝对,相对,牵连,重点一：牛顿第二定律的应用,1.,在惯性参照系的应用,2.,在非惯性参照系的应用,1).,加速平动的非惯性系,S,非惯性系中，必须引入“,惯性力,”,的概念，牛顿第二定律才能继续沿用。,非惯性系的牛顿第二定律：,虚拟力,2),.,匀速转动的非惯性系,S,惯性离心力,绝对,相对,牵连,第二、三、四章 质点动力学,重点二：力学定理及守恒定律,1.,动量定理,2.,角动量定理,动量守恒定律,当 时,=,恒矢量,当 时，,=,恒矢量,角动量守恒定律,3.,动能定理,质点系,:,内力可以改变系统的总动能，但不改变其总动量。,dL/dt,F=dP/dt,内力,无影响,5.,机械能守恒定律,4.,功能原理,只有保守内力作功时，,系统的总机械能保持不变。,第五章 刚体的定轴转动,1.,刚体的平动,质心的位矢,质心运动定理,2.,定轴转动定律及应用,3.,转动惯量的计算,刚体的质量元是分立的：,刚体的质量是连续分布的：,平行轴定理,：,J,反映刚体的转动惯性,转动动能,:,5,.刚体绕,定轴,的角动量定理,4.,定轴转动的动能定理,刚体的,重力势能,它的全部质量都集中,在质心时所具有的势能,6,.,角动量守恒定律,当合外力矩,2001,年试题,.,（,3,分）,质量为,m,、长为,l,的棒，可绕通过棒中心且与其垂直的,竖直光滑,固定轴,o,在,水平面内自由转动,（转动惯量,J,=,ml,2,/12,）。开始时棒静止，现有一子弹，质量也是,m,，以速度 垂直射入棒端并嵌入其中，则子弹和棒碰后的角速度,。,l,o,m,m,角动量守恒：,