大学物理(下)知识点总结.doc

大学物理(下)简谐运动:定义:物体运动位移(或角度)符合余弦函数规律,即:X=Acos(ωt+φ);特征:F=-kxF:回复力;a=-kxm令ω2=km;简谐运动:v=-ωAsin(ωt+φ)a=ω2Acosωt+φ描述简谐运动的物理量:振幅A:物体离开平衡位置时的最大位移;频率V:V=1T是单位时间震动所做的次数(周期和频率仅与系统本身的弹性系数和质量有关);相位ωt+φ:"φ“称为初相,相位决定物体的运动状态常数A和φ的确定:解析法:当已知t=0时x和v;x=Acos(ωt+φ)v=-ωAsin(ωt+φ)旋转矢量法(重点):运用参考圆半径的旋转表示;单摆和复摆复摆:任意形状的物体挂在光滑水平轴上作微小(θ<5°)的摆动。回复力矩M=mglθ;ω2=mglJ(J是物体的转动惯量)方程:θ=θmcos⁡(ωt+φ);单摆:单摆只是复摆的特殊情况所以推导方法相同,单摆的惯性矩J=ml2求简谐运动周期的方法(1)建立坐标,取平衡位置为坐标原点;(2)求振动物体在任一位置所受合力(或合力矩);(3)根据牛顿第二定律(或转动定律)求出加速度与位移的关系式简谐运动的能量:简谐运动的动能:EK=12KA2sin2(ωt+φ);简谐运动的势能:EP=12KA2cos2(ωt+φ);简谐运动的总能量:E=12KA2;(说明:①简谐运动强度的标志是A②振动动能和势能图像的周期为谐振动周期的一半)简谐振动的合成解析法:①和振幅A=A12+A22+2A1A2cos⁡(φ2-φ1)②tanφ=A1sinφ1+A2sinφ2A1COSφ1+A2COSφ2旋转矢量法:①和振幅A=A12+A22+2A1A2cos⁡(φ2-φ1)②由几何关系求出初相φ波定义:振动在空间的传播过程;分为横波纵波;波传播时的特点:①沿波传播的方向各质点相位依次落后②各质点对应的相位以波速向后传播;描述波的物理量:波长(λ):相位相差2π的两质点之间的距离,反应了波的空间周期性;周期(T):波前进一个波长所需要的时间(常用求解周期的方法T=λu);频率(ν):单位时间内通过某点周期的个数;波速(u):振动在空间中传播的速度;波的几何描述波线:波的传播方向;波面:相同相位的点连成的曲面。特例—波前(面)平面简谐波的波动方程波方程常见形式一:y=Acos[ωt-xu+φ](波沿x轴正方向运动,若波沿X轴反方向运动则把“-”改为“+”)波方程常见形式二:y=Acos(ωt-xλ2π+φ);平面简谐波的速度:v=-ωAsin[ωt-xu+φ];平面简谐波的加速度:a=-W2Acos[ωt-xu+φ]讨论:当x一定时:某一特定质点y=Acos[ωt+(φ-2πλx)]---表示在x处质点的振动方程;当t一定时:y=Acos(ωt-2πλx+φ)---表示各点在t时刻离开平衡位置的位移;当x和t都变时:方程表示各个质点在所有位置和时间离开平衡位置时的位移波的能量波的动能等于势能,且在平衡位置时动能和势能最大波的任何一个体积元都在不断地吸收和放出能量,由于是个开放的系统,能量并不守恒;波的能量密度w(描述能量的空间分布):单位体积中的平均能量密度;能流P:单位时间内通过某面积S的能量;平均能流P=wus;能流密度I(描述波能量的强弱):通过垂直于波传播方向的平均能流。I=12ρω2A2u波的振幅:在无吸收的介质中波的振幅不变;波的干涉波的迭加原理波在运动中与几列波相遇保持其特性不变包括频率,波速等;在波相遇区域内任意一点的运动状态等于相遇的波的矢量和;波的干涉现象:波在相遇区域内某些点的振动始终加强,某些点的振动始终减弱的现象;相干波:频率相同,振动方向相同,相位差恒定的波;相干波的叠加:A=A12+A22+2A1A2cos⁡(φ2-φ1)干涉后波的频率不发生改变;气体动理论名词解释气体的物态参量体积V:气体分子所能到达的空间(容器的体积)压强P:单位器壁面积所受气体的垂直压力;热力学温度T注意在气体动力学中所用的温度都是热力学温度而不是摄氏:描述物体的冷热程度;T=(t+273)K,温度的高低由热量的传递方向决定;平衡态:气体的物态参量处处相等不随时间而改变的状态;理想气体的物态方程:PV=mMRR=⇒P=NVRNAT,其中n=NV,n称为分子数密度;k=RNA,kK=×10-23称为波尔兹曼常数;故P=nkT;理想气体的相关模型和公式:理想气体的微观模型(模型假设)分子的大小与分子间距相比可以忽略不计分子间除了碰撞之外分子间再无相互作用力分子与分子间,分子与器壁间的碰撞都是弹性碰撞统计假设:在平衡状态下气体内部各处密度相等,由此假设可以得出以下结论:在上下前后左右飞行的分子数各占总量的16速度分量的各种平均值相:vX2=vy2=vz2;vx=vy=vz;理想气体的压强公