大学物理上学期重点.ppt

张雁滨,大学物理,Physics,上学期重点复习,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25102045241125402112224519102546,2001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3R，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）。,解：，取如图坐标系。,(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=qU,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(U1U2),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）,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（dR），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DEU,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EH,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pm，pm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Tc,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BH关系曲线，其中虚线表示BoH的关系，说明a、b、c各代表哪一类磁介质的BH关系曲线：,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(Mm),（2）m（Mm）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=EA=0,等压过程:Q=E+A,等温过程：Q=AE=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,T2=T1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,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)1mol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T2=2T1，V3=8V1，试求：（1）各过程的功，内能增量和传递的热量；（用T1和已知常数表示）。（2）此循环的效率。,解：(1),12任意过程,23绝热膨胀过程,31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：,Ek=mc2moc2,4.相对论能量,E=mc2,5.相对论的能量与动量的关系,E2=P2c2+m02c4,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=ml2/12）。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。,角动量守恒：,预祝大家期末考试取得好成绩！,再见！,