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《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 p>
)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
p>
?
x
2
?
y
2
?
z
2
x
r
位置矢量大小:
位置矢量方向:
cos
?
p>
?
cos
?
?
y
r
p>
cos
?
?
z
p>
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
p>
?
dt
dt
dt
5<
/p>
、
加速度:瞬时加速度:
dv
y
dv
x
dv
z
d
2
x
d
2
y
d
2
z
a
?
i
?
j
?
k
?
2
i<
/p>
?
2
j
?
2
k
dt
dt
dt
dt
dt
dt
6
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
p>
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:
p>
v
?
v
0
?
at
1
2
x
?
v
0
t
?
at
2
2
v
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;
p>
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,
求
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
p>
F
y
?
ma
y
F
z
?
ma
z
在曲线运动中应用自然坐标系
:
v
2
F
n
?
ma
n
?
m
r
3
、
牛顿第三定律
:
F
t
p>
?
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
p>
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
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
?
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
p>
?
d
r
?
0
< br>
E
p
?
m p>
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
?
E
p
0
)
4
、
质点的动能定理
W
?
E
k
2
1
2
1
2
?
p>
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
?
?
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
或
?
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, p>
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
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
p>
?
J
?
n
2
质点系 统对某一参考点的转动惯量:
J
?
?
m
i
r
i
i
?
1
p>
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
p>
?
t
1
M
dt
?
L
2
?
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
p>
1
1
2
2
M
d
?
?
J
?
?
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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