大学物理上学期重点课件

,*,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,张雁滨,大学物理,Physics,上学期重点复习,张雁滨大学物理Physics上学期重点复习,1,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,期末答疑时间6月26日（星期四）,2,出题,改卷,分数计算,出成绩,各环节介绍,出题各环节介绍,3,永远不要,作弊！,永远不要作弊！,4,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,2001年2004年试题分布,5,1.,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),1.库仑定律2.求场强E（三种方法）应用关键：取点电荷,6,3.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,3.静电场两个基本性质高斯定理：有源场环路定理：,7,2001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。,2001年试题（10分）一环形薄片由细绳悬吊着，环的,8,6.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,6.电荷q在外场中的电位能 W=q U移动电荷时电场,9,2001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,2001年试题（3分）一偶极矩为 的电偶极子放,10,3.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,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,11,4.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,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,12,（,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,（A）0 （,13,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,平行板电容器：电容和电容器求C的步骤：由 q自 D,14,1.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。,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,15,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,相应的概念重要概念及规律：无源有旋2、高斯定理3、安,16,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,第十二章 磁场与实物的相互作用1.磁介质的磁效应顺,17,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,BH,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,a代表 铁磁质 11图示为三种不同的磁介质的B,18,2.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：,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,19,三个速率：,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！,三个速率：4.麦克斯韦分布f(x)是几率密度分布函数的性,20,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,注意：影响分布曲线的（2）m（Mm）一定时,21,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,Q=E+A重点一：热力学第一定律及应用 等容过程:,22,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,过程特征参量关系QAE等容V=C0等压P=C等温T=C0绝,23,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,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,24,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,试题.(本题10分)oPP1P2VV1V2V3123解：,25,23 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),23 绝热膨胀过程oPP1P2VV1V2V31233,26,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,概念：熵越大，系统的无序性越大，熵是系统无序程度的量度熟,27,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,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,28,1、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。,1、确定两个作相对运动的惯性参照系；原时：在某坐标系中同一地,29,原时最短,原长最长,原时最短原长最长,30,一列火车以速度,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？,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,31,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,狭义相对论动力学1.相对论质量2.相对论动量：3.相对论,32,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,第一章 质点运动学重要概念各矢量表达式，标量计算1.描,33,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,重点一：牛顿第二定律的应用1.在惯性参照系的应用2.在非,34,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。,重点二：力学定理及守恒定律1.动量定理2.角动量定理动,35,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,第五章 刚体的定轴转动1.刚体的平动质心的位矢质心,36,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,转动动能:5.刚体绕定轴的角动量定理4.定轴转动的