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文檔簡介

1、1、(1)質點一種理想的力學物理模型,沒有大小和形狀,僅有質量。與其它模型一樣,他們都是實際物體在 一定條件下的抽象。把復雜的具體的物體,用簡單的模型來代替。(2)剛體僅考慮物體的大小和形狀,而不考慮它的形變的理想物體模型。相對位置不變的質點系模型 (3)簡諧振動 如果物體振動的位移隨時間按余(正)弦函數規律變化,即:x = A cos (ro t + 9 )這樣振動稱為簡諧振動;(4 )簡諧波波源和波面上的各質元都做簡諧振動的波稱為簡諧波。各種復雜的波形都可以看成是由許 多不同頻率的簡諧波的疊加。(5 )理想氣體1分子本身的大小與它們之間的距離相比可以忽略不計;2除碰撞外,分子之間的相互作用

2、力可以忽略不計。3分子之間,分子與器壁之間的碰撞是完全彈性碰撞。2、如何理解運動的相對性與絕對性?運動的絕對性是說,任何物質都在運動。而運動的相對性是說機械運動是必須要有參考系的,有參考 系才能說她在相對什么而運動,否則無法定量定性的分析其運動形式。兩者的區別在于運動絕對性強調物質都在運動這個真理,而運動相對性是為了研究運動的形式與過程。3、位移若時間從t. t,而位矢從ri七,則在時間At內質點的位移Ar定義為:(z2它是矢量。路程 而在一定時間內物體經過路徑的總長度稱為路程,是標量。速度 描寫質點運動的快慢以及運動的方向引進速度矢量V為:_ ArdrAx一 Ay一 Az一v = lim =

3、 =i +j +kA t - 0 A tdtA t A t A t速度的大小稱為速率,它是路程對時間的導數,即:dsdtl( dx Fl云Jdydt_在自然坐標系中用T表示質點運動軌跡方向上某點切線方向的單位矢量即該點處速度的方向,則速度ds可以表示為:V = Tdt加速度描述速度變化快慢程度的物理量。其定義為速度的時間變化率,與速度的方向無直接關系:dv dv _ dv _ dv k .dvdtdtdtdt在自然坐標系中加速度a可以分解為切向加速度a和法向加速度a,即:dr 極坐標:v = der +d 07edt 0dv _ v2 _ t + ndt pd 2 rd 011d 20drd

4、0、-r()2e +r+ 2dt 2dtrdt2dtdtn4、慣性系與非慣,性系牛頓定律成立的坐標系稱為慣性系,否則為非慣性系。是否為慣性系只能由實驗觀察和判斷,一切作 勻速直線運動的參照系均為慣性系。5、保守力、勢能保守力:該力所做的功與受該力作用的質點所經過的具體路程無關,而僅決定于該質點的始、末位置。 如重力、萬有引力、彈性力等。勢能:以保守力相互作用的質點系統在一定的位置狀態下所具有的能量。質點系統內部質點之間相對 位置發生變化時保守力作的功等于系統勢能E p增量的負值,即:W保內=A E6、功能原理外力和非保守內力對系統作的功等于系統機械能的增量,即:W外 + 巧非保內=G + E

5、) G.+ E )= E - E1質點動能定理:合力對質點做的功等于質點動能的增量。即:七疽Eb -氣質點系動能定理:外力對質點系做的功與內力對質點系做的功之和等于質點系總動能的增量。即:W外+ 內=七一七機械能守恒定律一個質點系如果只有保守內力做功,則該質點系各物體的動能之和與勢能之和保持不變。即:E=E +E =E +E =恒量kP1k 2P 27、質點的角動量、角動量定理及守恒律_一個動量為P = mV的質點,對慣性系中的某一固定點0的角動量L定義為:L = r x mvr為該質點相對于o點所張的矢徑。_r_r_r_r力矩:位于r處的質點,受力F,則它對0點的力矩定義為M = rxF。角

6、動量定理:質點所受合外力矩M等于它的角動量L對時間的變化率,即:dLdt角動量守恒定律:當M=0時,L =常矢量 。8、I的計算若剛體為分立質點的不連續結構,則I = z m r2 i ii若剛體為勻質連續體,則I = j r2dm平行軸定理I = I + md 2式中I為通過質心軸的轉動慣量,d是兩個平行軸之間的距離。9、x = A cos (o t + 9 )振動圓頻率o振動頻率的2兀倍,單位是弧度/秒(rad/s),即2兀 o = 2 兀v =T振幅A物體離開平衡位置(x = 0)的最大位移的絕對值;相位99 = o t +氣 稱為相位或相,單位:弧(rad )。它是時間的單值增函數,每

7、經歷一個周期T,相位增加2兀,完成一次振動;初相位9 0 開始計時時刻的相位;振動速度v 表示振動物體位移快慢的物理量,即:dx=-o A sin vo t + 9 )=(兀)=o A cos o t + 9 +一02 J兀表明速度的相位比位移的相位超前一;2振動加速度a 表示振動物體速度變化快慢的物理量,即:a = = d * = -o 2 A cos (o t + 9 ) = o 2 A cos (o t + 9 + 兀dt dt 200加速度的相位比速度的相位超前,比位移的相位超前兀;210、初始條件 在t = 0時刻的運動狀態(位移和速度稱為初始條件,它決定振動的振幅和初位相,即:x

8、= x| = A c o spv = vI = -o A s in9則可求得:I v2/ = V X 0 +弟tg 9 =-二0 o xi011、簡諧振動中動能與勢能的位相關系及波中動能與勢能關系振動物體的動能E = mv 2 = m o 2 A2 s i n2 (o t + 9kA 2 s i n2 (o t + 9 )彈性勢能E = - kx 2p 21=kA 2 c o 2( t + 中)E = Ek + E總的機械能為1=kA 22一個周期內的平均振動動能和振動勢能為振子在振動過程中僅受保守力的作用,所以機械能守恒。在振動過程中振子的動能和系統的勢能都隨時間 周期性的變化,但它們的振幅

9、是相同的。在波中,質點振動的彈性勢能Ep與動能Ek大小相等,相位相同。質量為m = pAV的體積元的動能和勢能分別為:1 -P 2(AV b 2 A2 s in2 w t 即:兩者隨時間的變化規律相同。媒質質元的總能量為:=W + w = p(A V io 2 A 2 sin 2 w t 12、行波和駐波的能量特點行波 在波的傳播過程中,質元的動能和勢能都隨時間而同時地變化,即波動過程的實質是能量的傳遞 過程。駐波 在駐波中,能量不斷由波節附近逐漸集中到波腹附近,再由波腹附近又逐漸轉移到波節附近, 不斷地進行著動能和勢能之間的相互轉換,但這只發生在兩波節之間的范圍,沒有能量越過波節向任何一 側

10、傳播,平均能流密度始終為零。因此,從能量的角度看,其在駐波中也是“駐”而不行的。13、波函數的物理意義y = A coswt + x+中= A cos2兀f t-x a+中= A cos/k u)k T=)Lk函數是x和t的函數。給定x,它表示x處質點的振動,即給出x處質元任意時刻離開自己平衡位置的位 移。給定t,它表示t時刻的波形。即給出t時刻任意質元離開自己平衡位置的位移。當x和t同時變化時, 它描述了波線上所有的質元離開自己平衡位置的位移隨時間的變化關系。y(t + t, x + uAt)= y(t, x)表示了波的傳播。14、 惠更斯原理媒質中波陣面上的各點都可以看作子波的波源,任意時

11、刻這些子波的包跡就是新的波 陣面。波的疊加原理幾列波可以保持自己的特點通過同一媒質,好像沒有其它波一樣。在它們相重疊的區域內的每一點的振動,都是各個子波單獨在該點產生的振動的矢量和。15、狹義相對論的兩條基本原理或基本假設愛因斯坦相對性原理:在一切慣性系中物理規律有著相同的形式。光速不變原理:在一切慣性系中,真空中的光速都相等。質量與速度的關系質量和能量關系質能關系式E = mc 2,E = m c2對于觀察者以V的速度運動時的能量),相對論動能E . = mc 2 - m c2物體的靜止能量E00m c2 (物體相對于觀察者靜止時的能量),物體的運動能量E = mc 2 (物體相動量和能量關

12、系 E2 = c2 p2 + E 2 = c2 p2 + m 2c4,式中p為動量,相對論動量p = - 0 =。1- P 2該式具有極重要的意義,它反映了動量和能量間的關系,也反映了動量和能量的不可分割性和統一性,如E同時間與空間的不可分割性與統一性一樣。如光子,m = 0,但光子動量為p =。三個效應:同時性效應、時間延緩效應、長度收縮效應。16、理想氣體的微觀與宏觀模型氣體分子是除碰撞的瞬間外無相互作用的質點,這就是理想氣體的微觀模型。理想氣體宏觀模型嚴格遵守氣體的三個實驗定律的氣體:玻意耳-馬略特定律PV=constantconstantT;蓋-呂薩克定律V =V(1 + a t)或V

13、=constantconstantP;0VT查理定律P =P(1 + a t)或PconstantconstantV,10PT并且a =a =-的氣體,式中的t為攝氏度。VP273 .150 CM理想氣體狀態方程PV =RTM mol1速率分布函數f (v )=虬NdV表示在速率V附近,單位速率間隔內的分子數占總分子數的百分比。對一個分子而言表示其速率出現在V附近單位速率區間內的概率。f (v )dV =虬N表示速率在V V + dv區間內的分子數占總分子數的百分比,對一個分子而言表示其速率出現在V V + dV區間內的概率。2麥克斯韋速率分布律理想氣體處于溫度為T的平衡態時,其速率分布函數為

14、:/ (v )=dNNdv 32 -12e 2 kT 4 兀 v2J式中m為分子的質量,k為玻耳茲曼常數。2 kTRT最大值(最可幾速率)v = * - 1.41 1平均速率RT -1.60 日2方均根速率uv 2w 1.73RTi17、 能量均分定理處于平衡態的理想氣體,分子的動能對于每一個自由度的平均值等于一kT,分子21內部原子的每一個振動自由度對應的平均勢能也是一 kT。2摩爾理想氣體的內能為u = N 0& = 2 (t + r + 2 s)RT式中:t為平動自由度,r為轉動自由度,s為振動自由度,N/ = R。18、熱力學第二定律1開爾文表述不可能從單一熱源吸取熱量,使之變為完全有用的功而不引起其它的變化。2克勞修斯表述 不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化。3微觀意義 自然過程總是沿著使分子運動更加無序化

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