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广西大学官网大学物理上册知识点总结整理及复习纲要

作者:高考题库网
来源:https://bjmy2z.cn/daxue
2020-12-08 19:57
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-

2020年12月8日发(作者:彭定求)



《大学物理》上册知识点整理及复习纲要


第一章

质点运动学


一、基本要求:


1

熟悉掌握描述质点运动的四个物理 量——位置矢量、位移、速度和加速度。会处理


两类问题:

< p>1

已知运动方程求速度和加速度;

2

)已知加速度和初始条件求速度和运动方


程。


2

掌握圆周运动的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。



二、内容提要:


1

位置矢量:


r

?

x

i

?

y

j

?

z

k



r

?

x


2


?

y


2


?

z


2


x


r


位置矢量大小:


位置矢量方向:


cos


?


?



cos


?


?


y


r



cos


?


?


z


r



2

运动方程:位置随时间变化的函数关系


3

位移


?

r


< /p>


r

(

t

)

?

x

(

t

)

i

?

y< /p>

(

t

)

j

?

z

(

t

)

k


?

r

?

?

x

i

?

?

y

j

?

?

z< /p>

k



无限小位移:


d

r

?< /p>

dx

i

?

dy

j

?< /p>

dz

k



4

速度:平均速度:


?

x

?

y

?

z

< p>
v

?

i

?

j

?

k



?

t

?

< p>t

?

t


dx

dy

dz


i

?

j

?

k


瞬时速度:


v

?


dt

dt

dt


5< /p>

加速度:瞬时加速度:


dv

< p>
y


dv


x


dv

< p>
z


d


2


x

d


2


y

d


2

< p>
z


a

?

i

?

j

?

k

?


2


i< /p>

?


2


j

?


2


k



dt

dt

dt

dt

dt

dt


6

< p>、

圆周运动:


角位置


?



角位移


?


?



角速度


?


?


d


?



dt


d


?


d


2


?


?


2

角加速度


?


?


dt


dt



v


2


dv


e


n

< br>?

e


t


在自然坐标系中:


a

?

a

n


?

a


t


?


r

dt


7

匀加速直线运动与匀角加速圆周运动公式比较:



v

?

v


0


?

at



1


2


x

?

v


0


t

?

at


2


2


v

< p>
2


?

v


0


?

2

ax


?


?

< br>?


0


?


?


t


2


?


?


?


t

?


?


t


0



?


2


?


?


0


2


1



2


?

2


??


三、

解题思路与方法:


质点运动学的第一类问题:已知运动 方程通过求导得质点的速度和加速度,包括它沿


各坐标轴的分量;


质点运动学的第二类问题:首先根据已知加速度作为时间和坐标的函数关系和必要的


初始条件,通过积分的方法求速度和运动方程,积分时应注意上下限的确定。



第二章

牛顿定律


一、

基本要求:


1

理解牛顿定律的基本内容;


2

熟练掌握应用牛顿定律分析问题的 思路和解决问题的方法。

能以微积分为工具,


解一维变 力作用下的简单动力学问题。


二、

内容提要:


1

牛顿第一定律


2

牛顿第二定律

:


F

?

m

a



F


指合外力


a


合外力产生的加速度


在直角坐标系中:


F


x


?

ma


x



F


y


?

ma


y



F


z


?

ma


z



在曲线运动中应用自然坐标系

:


v

< p>
2


F


n


?

ma


n


?

m


r


3

牛顿第三定律

:



F


t


?

ma


t


?

m


dv



dt


F

?

?

F

'



?

?

kx


弹性力与位移成反向


三、

力学中常见的几种力


1

重力

: mg


2

弹性力

:

弹簧中的弹性力


F


3

摩擦力:

摩擦力指相互作用的物体之间,

接触面上有滑动或相对滑动趋势产生的一


种阻碍相对滑动的力,其方向总是与相对滑动 或相对滑动的趋势的方向相反。


滑动摩擦力大小

: < /p>


F


f


?


?


F


N



静摩擦力的最 大值为:


F


f

0

m


?


?


0


F

< br>N



?


0


静摩擦系数大于滑动摩擦系数


?



四、

解题思路与方法


对物体受力分析是处理力学问题的基本功,力学中遇到的力分两类:一类是接触


力,如弹性力、摩擦力。另一类是非接触力,如万有引力、电磁力等。由于力是物体


间的 相互作用,在分析物体受力时,必须明确谁是施力者,谁是受力者,能比较准确


地画出研 究对象的受力图,而后用坐标式按牛顿第二定律列出方程,解方程时先进行


文字运算,最 后代入数字。



第三章

动量守恒定律和能量守恒定律


一、

基本要求:


1

理解动量、冲量概念,掌握动量定理和动量守恒定律,并能熟练应用。


2

掌握功的概念,能计算变力作功,理解保守力作功的特点及势能的概念。


3

掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律并能熟练应用。


4

了解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点。


二、

内容提要


(一)

冲量


t


2


1

冲量

:


I

?


?


F

?

dt

?

< p>F

(

t


1


?

t


2


)



t


1


2

动量

:


P

?

m

v



t


2


3

质点的动量定理

:


?


F

?

dt

?

m

v


t


1


2


?

m

v


1



t


2


?


F

dt

?< /p>

mv


x


t


1


x


?

mv


0

x


?

mv


0

y


分量式:


t


2


?


F

dt

?

mv


y


t


1


n


y

< p>
4

动量守恒定律


条件:系统所受合外力为零或合外力在某方向上的分量为零;



P

?


?


m


i


v

< br>i


?

恒矢量



i

?

1



F

?

0



P


x


?


?


m


i


v

< br>i


x


?

恒量


< /p>


i

?

1


ex


x


n



(二)

功与能


F

?

0



P


y


?


?


m


i


v


i


y


?

恒量

< p>


ey


y


i

?

1


n


B

B

< br>1

功:

< p>
W

?


?


F

?

d

r

?


?


F

< p>cos


?


ds



A

A


功是标量,有正负之分。


2

保守力的功


保守力做功的数学表达式:


3

势能:


重力势能:


?


F


l


c


?

d

r

?

0

< br>


E


p


?

m

g

y



引力势能:


E


p


?

?

G


mm

'



r


弹性势能:


1


2


E


p


?

kx



2


势能是属于系统的。


保守力做功等于势能增量的负值



W


c


?

?

?

E p

?

?

(

E


p

< p>
?

E


p

0


)



4

质点的动能定理



W

?

E


k

2


1


2


1


2


?

E


k

1


?

mv


2


?

mv


1

< br>


2

2


作用于质点上的合外力的功等于质 点的动能的增量。


5

质点系的动能定理



W


ex< /p>


?

W


in


?

?

E


k



作用于质点系的合外力的功加上合内力的功等于系统的动能增量。


6

质点系的功能原理



in


W< /p>


ex


?

W


nc

< p>
?

?

E

?

?

E


k


?

?

E


p< /p>



作用于系统的合外力的功与非保守内力的功之和等于系统的机械 能的增量。


7

机械能守恒定律


ex

in


条件:


W

?

W


nc< /p>


?


0


?

E

?

0



?

E


k


?

?

E


p


?

0



?

E


k


?

?

?

E


p


系统的动能的增量是以系统的势能 的减少为代价的


三、

解题思路与方法:


应用动量定理和动量守恒定律解决力学问题


1

正确地确定研究对象;


2

对研究对象进行 受力分析,如果作用于研究对象上的外力的矢量和不为零,甚


至找不到合外力在某方向的 分量和为零时就应用动量定理或其他力学规律求解。


动量定理用于解决和速度、力、时间 有关的问题。符合动量守恒定律条件时应


用动量守恒定律来解。


3

确定过程:


在应用与动量有关的规律解题时,需要考虑 一定的时间间隔或一个过程,并注


意过程的始末状态。


4

列方程时,

需选适当坐标,

并注意系统中的物体的动量是否相对于同一参考系。


应用机械能守恒定律解题时,应注意:


1

选取研究对象


2

分析守恒条件,如不满足可采用动能定理或其他方法解决


3

明确过程的始末状态,选定势能零点位置,写出始末两状态的机械能


4

列方程,根据机械能守恒定律列方程,并写出必要的辅助方程



第四章

刚体的转动


一、基本要求:


1

掌握描述绕定轴转动的物理量及角量与线量的关系


2

理解力矩和转动惯量概念,熟练掌握刚体绕定轴转动的转动定律


3

掌握角动量概念,熟练掌握刚体绕定轴转动的角动量守恒定律


4

理解力矩的功和转动动能概念,

能在有定轴转动的问题中正确应用动能定理和机


械能守恒定律


二、

内容提要:


1

刚体定轴转动的运动学



d


?


dt

< p>
d


?


d


2


?


?


?

?


2< /p>


dt

dt


v

?

?


r


?


?


a


t


?


?


t< /p>


a


n


?


?


2


r



2

力矩的瞬时作用规律——转动定律


力矩:


M

?

r

?

F



大小:


M

?

Fr

< p>sin


?



方向:遵守右手螺旋法则


转动定律:


M

?

J


?



n


2


质点系 统对某一参考点的转动惯量:


J

?


?

< p>
m


i


r


i


i

?

1



刚体绕固定轴的转动惯量:


J


3

、< /p>

力矩的时间累积作用


1

)角动量


L



a

)质点的角动量


?


?


dmr


2



L

?

r

?

P



b

)作圆周运动的质点以圆心作参考点的角动量



L

?

mvr

?

mr


2


?


?

J< /p>


?



L

?

J


?



t


2


c

刚体绕定轴转动的角动量



2

)角动量定理



?


t


1


M

dt

?

L


2


?

< p>L


1



3

)角动量守恒定律


条件:作用于刚体系统的合外力矩为零



M

?

0



?

L

?

0



L


1


?

L


2


?

恒矢量



W

?

< br>?


Md


?


?


1


?


2


4

力矩的空间累积作用


1

力矩作功


2

转动动能


1


E


k


?

J

?


2



2


3

转动的动能定理


?


?


?


2


1


1

1


2

2


M d


?


?

J


?

< p>
?

J


?


0


2

2



三、

解题思路方法


如果研究的问题与固定点或固定轴有关, 就要考虑题给条件,看是力矩的时间累积还


是力矩的空间累积。

看转动过 程是符合角动量守恒还是符合机械能守恒

(合外力矩作功为零,


非保守内 力矩作功为零,只有保守内力矩作功)


遇到需要多个定理求解的综合题 ,解题前需对题意作全面分析,搞清楚整个物理过程


是由几个过程组成,各分过程的特点 ,它所遵循的规律,写出各过程之间的联系。

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