大学物理基本概念及其规律总.doc

1、（1）质点 一种理想的〔力学〕物理模型，没有大小和形状，仅有质量。与其它模型一样，他们都是实际物体在一定条件下的抽象。把复杂的具体的物体，用简单的模型来代替。 （2）刚体 仅考虑物体的大小和形状，而不考虑它的形变的理想物体模型。〔相对位置不变的质点系模型〕 （3）简谐振动 如果物体振动的位移随时间按余(正)弦函数规律变化，即： 这样振动称为简谐振动； （4）简谐波 波源和波面上的各质元都做简谐振动的波称为简谐波。各种复杂的波形都可以看成是由许多不同频率的简谐波的叠加。 （5）理想气体 〔1〕分子本身的大小与它们之间的距离相比可以忽略不计； 〔2〕除碰撞外，分子之间的相互作用力可以忽略不计。 〔3〕分子之间，分子与器壁之间的碰撞是完全弹性碰撞。 2、如何理解运动的相对性与绝对性？ 运动的绝对性是说，任何物质都在运动。而运动的相对性是说机械运动是必须要有参考系的，有参考系才能说她在相对什么而运动，否则无法定量定性的分析其运动形式。 两者的区别在于运动绝对性强调物质都在运动这个真理，而运动相对性是为了研究运动的形式与过程。 3、位移 若时间从，而位矢从，则在时间内质点的位移定义为： 它是矢量。 路程 而在一定时间内物体经过路径的总长度称为路程，是标量。 速度 描写质点运动的快慢以及运动的方向引进速度矢量为： 速度的大小称为速率，它是路程对时间的导数，即： 在自然坐标系中用表示质点运动轨迹方向上某点切线方向的单位矢量即该点处速度的方向，则速度可以表示为： 加速度 描述速度变化快慢程度的物理量。其定义为速度的时间变化率，与速度的方向无直接关系： 在自然坐标系中加速度可以分解为切向加速度和法向加速度，即： 极坐标： 4、惯性系与非惯性系 牛顿定律成立的坐标系称为惯性系，否则为非惯性系。是否为惯性系只能由实验观察和判断，一切作匀速直线运动的参照系均为惯性系。 5、保守力、势能 保守力：该力所做的功与受该力作用的质点所经过的具体路程无关，而仅决定于该质点的始、末位置。如重力、万有引力、弹性力等。 势能：以保守力相互作用的质点系统在一定的位置状态下所具有的能量。质点系统内部质点之间相对位置发生变化时保守力作的功等于系统势能增量的负值，即： 6、功能原理 外力和非保守内力对系统作的功等于系统机械能的增量，即： 质点动能定理：合力对质点做的功等于质点动能的增量。即： 质点系动能定理：外力对质点系做的功与内力对质点系做的功之和等于质点系总动能的增量。即： 机械能守恒定律 一个质点系如果只有保守内力做功，则该质点系各物体的动能之和与势能之和保持不变。即： 7、质点的角动量、角动量定理及守恒律 一个动量为的质点，对惯性系中的某一固定点的角动量定义为： 为该质点相对于点所张的矢径。 力矩：位于处的质点，受力，则它对点的力矩定义为 。 角动量定理：质点所受合外力矩等于它的角动量对时间的变化率，即： 角动量守恒定律：当时，。 8、I的计算 若刚体为分立质点的不连续结构，则 若刚体为匀质连续体，则 平行轴定理 式中为通过质心轴的转动惯量，是两个平行轴之间的距离。 9、 振动圆频率 振动频率的倍，单位是弧度(秒（rad(s），即 振幅 物体离开平衡位置（）的最大位移的绝对值； 相位 称为相位或相，单位：弧。它是时间的单值增函数，每经历一个周期，相位增加，完成一次振动； 初相位 开始计时时刻的相位； 振动速度 表示振动物体位移快慢的物理量，即： 表明速度的相位比位移的相位超前； 振动加速度 表示振动物体速度变化快慢的物理量，即： 加速度的相位比速度的相位超前，比位移的相位超前； 10、初始条件 在时刻的运动状态（位移和速度〕称为初始条件，它决定振动的振幅和初位相，即： 则可求得： 11、简谐振动中动能与势能的位相关系及波中动能与势能关系 振动物体的动能 弹性势能 总的机械能为 一个周期内的平均振动动能和振动势能为 振子在振动过程中仅受保守力的作用，所以机械能守恒。在振动过程中振子的动能和系统的势能都随时间周期性的变化，但它们的振幅是相同的。在波中，质点振动的弹性势能EP与动能EK大小相等，相位相同。 质量为的体积元的动能和势能分别为： 即：两者随时间的变化规律相同。媒质质元的总能量为： 12、行波和驻波的能量特点 行波 在波的传播过程中，质元的动能和势能都随时间而同时地变化，即波动过