物理複習總結

2021-10-22 16:16:29 字數 5011 閱讀 2734

第一章力學基本定律

一、基本要求

1. 掌握描述質點運動狀態的方法,掌握參照系、位移、速度、加速度、角速度和角加速度的概念。

2. 掌握牛頓運動定律、轉動定律。理解慣性系和非慣性係、保守力和非保守力的概念。

3. 掌握動量守恆定律、動能定理、角動量守恆定律。

4. 理解力、力矩、動量、動能、功、轉動慣量和角動量的概念。

5. 了解生物組織的力學性質。

二、本章提要

1.運動方程: r= r(t)=x(t)i+y(t)j+z(t)k

2.速度:

平均速度速度 v=

平均速率速率

3.加速度:

平均加速度 a= 加速度 a==

4.圓周運動

角速度角加速度

切向加速度法向加速度 an=

5.牛頓運動定律

牛頓第一定律:任何物體都保持靜止或勻速直線運動狀態,直至其他物體所施的力迫使它改變這種運動狀態為止.

牛頓第二定律:物體受到作用力時所獲加速度的大小與物體所受合外力的大小成正比,與物體質量成反比,加速度a的方向與合外力f的方向相同。即

牛頓第三定律:力總是成對出現的。當物體a以力f1作用於物體b時,物體b也必定以力f2作用於物體a,f1和f2總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上。

6.慣性系和非慣性係:牛頓運動定律成立的參考係稱為慣性系。牛頓運動定律不成立參考係稱為非慣性係。

7.變力的功

保守力的功

8.動能定理

9.功能原理 w外+w非保守內力=e-e0

10.機械能守恆定律 ek=-ep (條件w外+w非保守內力=0)

11.衝量

12.動量定理

質點系的動量定理 p系統末態-p系統初態=p

13.動量守恆定律 p=pi=恆向量 (條件)

14.定軸轉動的角量描述

15. 轉動定律

(其中:力矩;轉動慣量)

16. 定軸轉動力(矩)作的功

17.定軸轉動中的動能定理 (其中為轉動動能)

18.剛體的機械能守恆定律: (條件:只有重力做功)

19.剛體的角動量定律

(其中角動量:;衝量矩:)

20.角動量守恆定律條件:合外力矩,)

21.陀螺進動角速度

第二章流體的運動

一、基本要求

1.掌握理想流體和穩定流動的概念,掌握連續性方程和伯努利方程的物理意義並熟練應用。

2.理解層流、湍流、雷諾數的的概念,理解牛頓粘滯定律、泊肅葉定律、斯托克斯定律及應用。

3.了解血液的流動。

二、本章提要

1.理想流體:絕對不可壓縮、且完全沒有內摩擦力的流體。

2.穩定流動:流場中各點的流速不隨時間變化的流動。

3.連續性方程(質量守恆方程):

4.伯努利方程:(能量守恆方程)

5.層流、湍流、雷諾數:

流體的分層流動稱為層流。

流體不再保持分層流動,各層之間相互混合並出現漩渦的流動稱為湍流。

稱為流體的雷諾數,是乙個無量綱數。可以通過雷諾數判斷粘性流體的運動狀態:當時,流體作層流;時,流體作湍流;時,流體處於過渡流動狀態。

6.牛頓粘滯定律:

7.泊肅葉定律:

8.斯托克斯定律:

第三章振動、波動和聲

一、基本要求

1.掌握簡諧振動的基本規律,掌握旋轉向量模型;掌握同方向同頻率的簡諧振動的合成規律。

2.掌握波的傳播規律和平面簡諧波的物理意義,掌握波的干涉現象和規律。

3.理解惠更斯原理和波的疊加原理,理解駐波形成的規律;理解波的能量密度和能流密度的概念;理解聲壓、聲強和聲強級。

4.了解阻尼振動、受迫振動和共振的特點;了解聲學的基本概念,了解超聲波的特性及其醫學應用。

二、本章提要

1.簡諧振動

(1)動力學定義:物體在彈性力或準彈性力作用下的振動稱為簡諧振動,即

(2)如果物體的運動微分方程可以寫成

滿足上述方程的運動稱為簡諧振動。

(3)簡諧振動的運動學定義:物體往復運動,其相對於平衡位置的位移可以表示為時間的正弦(或余弦)函式的振動稱為簡諧振動,即

2.描述簡諧振動的特徵量

(1)振幅a:質點在振動過程中離開平衡位置的最大位移的絕對值。振幅由初始條件或能量決定,表徵了系統的能量。

(2)角頻率ω、頻率ν和週期t:表示振動往復的快慢,由系統本身的性質決定,與初始條件無關。三者的關係為

(3) 相位和初相位:是描述物體瞬時運動狀態的物理量,t=0時的相位稱為初相位。

對於給定的振動系統,振幅a和初位相由初始條件確定,即

3.簡諧振動的能量

動能勢能總機械能

4.簡諧振動的合成

(1)同方向同頻率的兩個簡諧振動的合成

合振動的振幅為

合振動的初相位為

當=±2kπ,k=0,1,2,…時,合振幅a有極大值,a=a1+a2,即振動加強;當=±(2k+1)π,k=0,1,2,…時,合振幅a=|a1-a2|有極小值,即振動減弱。

(2)同方向不同頻率的兩個簡諧振動的合成:兩個分振動的頻率很大而兩個分振動的頻率的差很小時,形成合振動振幅時而加強、時而減弱的拍現象。拍頻等於兩分振動的頻率差。

(3)相互垂直的兩個同頻率簡諧振動的合成:合成運動的軌跡通常為橢圓,其具體形狀由兩分振動的相位差和頻率決定。

(4)諧振分析:乙個非簡諧振動可分解為振幅和頻率不同的多個簡諧振動的合運動,其組成可用頻譜表示。

5.阻尼振動、受迫振動、共振

(1)阻尼振動:振動系統因受阻尼力作用振幅不斷減小的振動。當阻尼較小,即當時,

(2)受迫振動:在策動力作用下的振動,穩定狀態的受迫振動是乙個與簡諧策動力同頻率的簡諧振動。

(3)共振:當策動力的頻率接近於系統的固有頻率時,振幅出現極大值的現象。

6.機械波機械振動在彈性介質中的傳播形成機械波。波動是能量傳遞的一種形式。

(1)產生條件:要有波源和彈性介質

(2)分類:橫波和縱波

(3)描述波動的基本量

波速u:是單位時間內波所傳播的距離。波速也就是波面向前推進的速率。其值取決於介質的性質,與波源無關。

週期t:乙個完整的波(即乙個波長的波)通過波射線上某點所需要的時間,其值取決於波源的性質,與介質無關。

波長λ:波在傳播過程中,沿同一波射線上相位差為2π的兩個相鄰質點之間的距離為乙個波長。

它們之間的關係為:

7.平面簡諧波的波動方程

8.波的能量

(1)平均能量密度:在波傳播的介質中單位體積內波的能量稱為能量密度。波的能量密度是隨時間作週期性變化的,通常取其在乙個週期內的平均值,這個平均值稱為平均能量密度。

(2)平均能流密度:單位時間通過垂直於波的傳播方向的單位面積上的能量稱為能流密度,也叫做波的強度。。

9.惠更斯原理

介質中波動傳到的各點都可看作是發射子波的波源,其後任一時刻,這些子波的包跡就是新的波陣面。

10.波的疊加原理

幾列波相遇後可以保持它們各自原有的特徵繼續前進,好像沒有遇到過其他波一樣,在相遇的區域內,每一點的振動都是各個波單獨在該點產生的振動的合成。

11.波的干涉:滿足相干條件的兩列波在空間相遇時,某些地方振動始終加強,而另一些地方振動始終減弱現象稱為波的干涉

相干條件:頻率相同、振動方向相同、相位差恆定。

加強條件:

k=0,1,2…

減弱條件:

k=0,1,2…

12.駐波:兩列振幅相同的相干波,在同一直線上沿相反方向傳播時,可形成駐波。它實際上是穩定的分段振動。有波節和波腹,相鄰兩波節或波腹之間的距離為。

13.聲波

(1)聲壓:介質中有聲波傳播時的壓強與無聲波時的靜壓強之差稱為聲壓。對平面簡諧聲波來說,聲壓為

(2)聲阻抗:用來表徵介質傳播聲波能力特性的乙個重要物理量,其大小取決於介質的密度和聲速,即

(3)聲強:聲波的能流密度叫做聲強,即單位時間內通過垂直於聲波傳播方向的單位面積的聲波能量。聲強為

(4)聲強級:取1000hz 聲音的聽閾值10-12w·m-2為標準, 定義為聲強級。

14.都卜勒效應:觀察者接收到的頻率與觀察者和波源的運動有關。

第四章波動光學

一、 基本要求

1.掌握楊氏雙縫干涉、薄膜干涉、夫琅禾費單縫衍射、光柵衍射的基本原理和公式。

2.掌握偏振的有關概念及馬呂斯定律。

3.理解光的相干性以及光程、光程差、半波損失等概念,理解布儒斯特定律。

4.了解劈尖干涉、牛頓環、邁克耳遜干涉儀的有關原理和公式。

5.了解圓孔衍射、光的雙折射現象和旋光現象。

二、 本章提要

1.光的相干性

(1)兩波干涉的條件:振動方向相同,頻率相同,相位差恆定。

(2)相干光的獲得:①分波陣面法②分振幅法:

(3)半波損失當光由光疏介質入射到光密介質在介面上發生反射時,反射光的相位發生相位的突變的緣故。這種現象稱為半波損失。相當於反射光多走或少走了半個波長。

(4)光程與光程差

光程:光在介質中傳播的幾何路程與介質折射率的乘積。

光程差:若兩束光沿不同方向傳播,所經歷的幾何路程和上的介質折射率分別為n1和n2,則光程差 。

2.楊氏雙縫干涉實驗

光強在螢幕上不同位置的變化規律為

相鄰兩明紋或暗紋的間距

3.等傾干涉

4.等厚干涉

(1)劈尖干涉當光垂直入射時

光程差① 稜邊處為暗紋。

② 相鄰明紋(或暗紋)中心對應的介質膜厚度差為

③ 相鄰明紋(或暗紋)中心的間距為

(2)牛頓環

光程差明暗紋半徑公式

(3) 邁克耳孫干涉儀

5. 單縫衍射

單縫衍射條紋為**寬、兩邊窄的左右對稱的明暗相間的條紋。**明紋的角寬度 ,線寬度 ;其中它明紋角寬度 ,線寬度 。

6.圓孔衍射

愛里斑的半形寬度

愛里斑的半徑

7. 光柵衍射

光柵方程

缺失的級次

8. 馬呂斯定律

9. 布儒斯特定律

第五章幾何光學

一. 基本要求

6. 掌握單球面折射成像的原理和符號規則。

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