大学物理上册考点复习考试必过.ppt

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1、1,2011级大学物理1 总复习,2,3,复习以作业为重点 .,4,第1章 质点运动学,线量,角量,线量与角量的关系,位矢,位移,速度,加速度,角位置,角速度,角加速度,角位移,运动学研究的两类问题,作业：质点运动学 第2、3、4、5、9题,5,1. 作业第2题,6,3. 质点沿半径为R的圆周运动，运动学方程为 (SI) ，则t 时刻质点的角加速度和法向加速度大小分别为 A.4 rad/s2 和4R m/s2 ； B. 4 rad/s2和16Rt2 m/s2 ； C. 4t rad/s2和16Rt2 m/s2 ； D. 4t rad/s2和4Rt2 m/s2 . ,B,7,第2章 质点动力学,

2、1. 牛顿第二定律,2. 力的时间积累,冲量,质点系动量定理,系统的内力不能改变系统的总动量。,3. 力的空间积累,功,质点系动能定理,系统的内力能改变系统的总动能。,8,质点的角动量,4. 质点的角动量及角动量守恒定律,角动量L为一恒矢量.,角动量守恒定律,作业：质点动力学第4、 5、6题,9,1.作业第5题,2.作业第6题,10,11,4. 质量为m=0.5kg的质点，在Oxy坐标平面内运动，其运动方程为x = 5t，y = 0.5t2（SI），从t =2s到t = 4s 这段时间内，外力对质点作的功为 (A) 1.5 J (B) 3 J (C) 4.5 J (D) -1.5 J,12,5

3、. 一质点在力F = 5m (5 -2t ) (SI)的作用下，t=0时从静止开始作直线运动，式中m为质点的质量，t为时间，则当t = 5 s时，质点的速率为 (A) 50 m.s-1 (B) 25 m.s-1 (C) 0 (D) -50 m.s-1,(C),动量定理,= 0,13,6. 有一个小块物体，置于一个光滑的水平面上， 有一绳其一端连接此物体，另一端穿过桌面中心的 小孔，该物体原以角速度,（A）动能不变，动量改变； （B）角动量不变，动量不变； （C）角动量改变，动量改变； （D）角动量不变，动能、动量都改变。,在距孔为R的圆周上转动，今将绳从小孔缓慢往下拉，则物体,外力矩为零, 质

4、点的角动量守恒.,14,7.一人造地球卫星到地球中心O的最大距离和最小距离分别是RA和RB设卫星对应的角动量分别是LA、LB，动能分别是EKA、EKB，则应有 (A) LB LA，EKA EKB (B) LB LA，EKA = EKB (C) LB = LA，EKA = EKB (D) LB LA，EKA = EKB (E) LB = LA，EKA EKB ,E,15,第3章 刚体的转动,1 、 刚体对定轴的角动量,2、 刚体的转动动能,3、刚体定轴转动定律,4 、定轴转动刚体角动量守恒定律,若,作业 ：第3 、4、5、8、9、10、11、12（1）,16,应用转动定律解题,选取研究对象，,

5、列方程,平动物体,转动物体, 计算、讨论, 分析力、力矩,分清平动物体、转动物体,找出平动物体与转动物体之间的关系, 查运动,17,1、一轻绳跨过一定滑轮，滑轮视为圆盘(J=mr2/2)，绳的两端分别悬有质量为m和2m的物体，如图所示，设滑轮的质量也为m，半径为r，绳与滑轮之间无相对滑动。求物体的加速度和绳的张力。,得,解:,18,2、如图所示，一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的绳子相联，绳子质量可以忽略，它与定滑轮之间无滑动，假设定滑轮质量为M，半径为R，其转动惯量为 ，滑轮轴光滑。求该物体由静止开始下落的过程中，下落速度与时间的关系。,19,3. 一轻绳跨过两个定滑轮(均为m、r)，绳的两

6、端分别挂着质量为m和2m的重物，绳与滑轮 间无相对滑动，滑轮轴光滑两个定滑轮 的转动惯量均为 将系统从静止释放， 求两滑轮之间绳内的张力。,2mgT12ma T2mgma,T1 rT r,T rT2 r,ar,解上述5个联立方程得：,T11mg / 8,20,4. 质量分别为m和2 m、半径分别为r和2 r的两个均匀圆盘，同轴地粘在一起，构成一个组合轮。组合轮可以绕通过盘心且垂直于盘面的水平光滑固定轴转动，对转轴的转动惯量为J=9mr2/2，大小圆盘边缘都绕有绳子，绳子下端都挂一质量为m的重物系统从静止开始运动，绳与盘无相对滑动，已知r=10cm。求（1）组合轮的角加速度 （2）当物体B上升h

7、=40cm时，组合轮的角速度。,解：,21,5. 有一半径为R的水平圆转台，可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动，转动惯量为J，开始时转台以匀角速度0转动，此时有一质量为m的人站在转台中心。随后人沿半径向外跑去，当人到达转台边缘时，转台的角速度为,(A),(B),(C),(D),A,22,7. 花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为J0，角速度为w0然后她将两臂收回，使转动惯量减少为J0/3 这时她转动的角速度变为,3w0,23,2. 洛伦兹变换式,正变换,逆变换,1. 爱因斯坦的狭义相对论基本原理,其中 是S系对S 系沿x 正方向的速度。,第4章 相对论,24, 空间

8、间隔和时间间隔的洛伦兹变换式,正变换,逆变换,25,3. 狭义相对论时空观,“同时”的相对性,同时 同地,同时 异地,S系发生的两事件,S系中观察的结果,不同时 不同地,一定同时,一定不同时,不一定同时,时间延缓,（动钟变慢）,原长l0 是相对其静止的参照系中两点的空间间隔。,固有时 是在某惯性系中同一地点先后发生的两个事件的时间间隔，它是由静止于此参考系的时钟测出的.,长度收缩,（动尺变短）,26,相对论动能,相对论质量（质速关系式）,质能关系式,4. 相对论力学,作业：相对论第39、11、12、15,27,解：已知,由洛伦兹逆变换,惯性系S 和 S 为两约定系统， ，在 S系的 x 轴上先

9、后发生了两个事件，其空间距离为 m，时间间隔为 s，求 S 系观察到的时间间隔和空间间隔。,1.作业第11题,28,S 系观察到的空间间隔为,29,惯性系S中，两个事件同时发生在x轴上相距1000m的两点，另一个惯性系S（沿x轴方向相对于S系运动）中测得这两个事件发生的地点相距2000m ，求在S系中时间间隔。,2.作业12题,30,由洛伦兹变换得,注: 由于S系相对于S系沿轴负向运动，,故,3. 在S系中，一闪光灯在 x =100km, y =10km, z=1km 处于时刻 发出闪光。 S系相对于S系以0.8c的速度沿轴负向运动。求闪光在 S系中发生的地点和发生的时刻。,31,4. 惯性系

10、S中，两个事件发生同一地点，且第二事件比第一事件晚发生 ；在另一个惯性系S中，第二事件比第一事件晚发生 ，求在S系中空间间隔。,32,5. 惯性系K中，相距 的两个地方先后发生两件事，时间间隔 ；而在相对于K系沿x正方向匀速运动的 系中观测到这两件事却是同时发生的。求 系中这两件事的空间间隔 ？,33,6. S 惯性系中观察着记录到两事件的空间和时间间隔 分别是 为了使两事件对相对于S系沿正x 方向匀速运动的S系来说是同时发生的， S系必需相对于S系以多大的速度运动？,解：已知,34,7. 在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的？ (1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速

11、(2) 质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的 (3) 在一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的 (4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些 (A) (1)，(3)，(4) (B) (1)，(2)，(4) (C) (1)，(2)，(3) (D) (2)，(3) ，(4), ,B,35,8. 一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行，如果宇航员希望把这路程缩短为3光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度为,3,5,36,9. 两个惯性系S和S，沿x (x)轴方向作匀速相对运动

12、. 设在S系中某点先后发生两个事件，用静止于该系的钟测出两事件的时间间隔为0 ，而用固定在S系的钟测出这两个事件的时间间隔为 。又在S系x轴上放置一静止于是该系长度为l0的细杆，从S系测得此杆的长度为l, 则 (A) l0； (C) 0；l l0； (D) 0；l l0 ,D,37,10级前四章考题,38,(B),(D),(A),39,(B),40,41,42,D,C,43,A,44,45,46,基本概念,电介质中的高斯定理,基本计算,（1）叠加法,（2）利用高斯定理,（1）已知场强计算电势,（2）利用叠加法,第5、6章 静电场,47,1. 点电荷的电场,2. 均匀带电球面,重要结论,作业：静

13、电场第18、10、11 静电场中的导体与电介质第1、2、3、7、9,48,1.点电荷Q 被曲面S所包围 ， 从无穷远处引入另一点电荷q至曲面外一点，如图所示，则引入前后： (A) 曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强不变 (B) 曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强不变 (C) 曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强变化 (D) 曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强变化,（D）,(B),2. 如图半径为R的均匀带电球面，总电荷为Q，设无穷远处的电势为零，则球内距离球心为r的P点处的电场强度的大小和电势为：,49,*3.如图两个同心球壳内球壳半径为R1，均匀带有电荷Q；外球壳半径为

14、R2，壳的厚度忽略，原先不带电，但与地相连接设地为电势零点，则在内球壳里面，距离球心为r处的P点的场强大小及电势分别为：,(B),50,4.作业第7 解：在半圆环上任取线元dl，所带电量,dq 在圆心产生的场强,方向如图,写出dE分量式,根据对称性,所以,方向沿x轴的正方向,51,解：在上半圆环上任取线元dl，其上所带电量,dq 在圆心产生的场强,方向如图,写出dE分量式,考虑到下半圆环上是等量负电荷，所以,52,方向沿y 轴的负方向,53,5.习题5-8：在半圆环上任取线元dl，所带电量,dq 在圆心产生的场强,写出dE分量式,则环心O处的电场强度,54,6. 一段半径为a的细圆弧，对圆心的

15、张角为0，其上均匀分布有正电荷 q，如图所示，试以a、q、 0表示出圆心O处的电场强度,q,解：如图建坐标系，在细圆弧上取电荷元,它在圆心处产生的场强大小为,方向如图,由对称性分析可知，,55,第7章 恒定磁场,（1）磁场的高斯定理,磁场是涡旋无源场,（2）安培环路定理,1、基本定理,2、电磁相互作用,安培定律,磁力矩,洛伦兹力,56,载流直导线的磁场,无限长的载流长直导线,分别为电流起点和终点处电流的流向与位矢 之间的夹角.,r0为所求点到导线的垂直距离；,几种特殊形状电流的磁场,圆弧在圆心处,无限长,作业：第1、3、812、 17,57,1：求圆心O处的磁场,因为并联,所以,58,2. 将

16、通有电流I的导线在同一平面内弯成如图所示的形状，求D点的磁感应强度的大小。,3. 在如图所示的回路中，两共面半圆的半径分别为a和b，且有公共圆心O，当回路中通有电流I时，圆心O处的磁感应强度B0 =_， 方向_。,垂直纸面向里,59,4. 无限长直导线在P处弯成半径为R的圆，当通以电流I时，则在圆心O点的磁感强度大小等于,(D),5. 如图所示，用均匀细金属丝构成一半径为R的圆环C，电流 I 由导线1 流入圆环A点，并由圆环B点流入导线2设导线1和导线2与圆环共面，则环心O处的磁感应强度大小 为_，方向_,垂直纸面向内,60,6.如图所示，在真空中有一半径为a的3/4圆弧形的导线，其中通以稳恒

17、电流I，导线置于均匀外磁场中，且磁场与导线所在平面垂直，则该载流导线 弧 所受的磁力大小为 ,任意形状的平面载流导线在均匀磁场中所受磁场力，等于从起点到终点之间通有相同的电流的直导线所受的安培力。,*7. 有一个圆形回路1及一个正方形回路2，圆直径和正 方形的边长相等，二者中通有大小相等的电流，它 们在各自中心产生的磁感应强度的大小之比B1 / B2为 (A) 0.90 (B) 1.00 (C) 1.11 (D) 1.22 ,C,61,8. 一平面线圈由半径为0.2 m的1/4圆弧和相互垂直的二直线组成，通以电流 2 A，把它放在磁感应强度为0.5 T的均匀磁场中，线圈平面与磁场垂直时 ， 圆

18、弧AC段所受的磁力_N； 线圈所受的磁力矩_ Nm。,0,9.,y 轴正向,62,63,11. 一直径为8 cm的线圈, 共12匝, 通以电流5 A 现将此线圈置于磁感应强度为0.6 T的匀强磁场中, 则 (A) 作用在线圈上的最大磁力矩为M18Nm； (B) 作用在线圈上的最大磁力矩为M1.8Nm； (C) 线圈正法线与磁场成30角时, 磁力矩为最大磁力矩的一半； (D) 线圈正法线与磁场成45角时, 磁力矩为最大磁力矩的一半。,C,64,第8章 电磁感应,1、法拉第电磁感应定律,2、动生电动势,贯穿始终的规律,3、自感,作业: 电磁感应第2、4、5 12,互感电动势,4、磁场能量,自感电动

19、势,互感,65,一长直导线中通有交变电流 ，式中I0 表示电流振幅， 是角频率,均为常量。在长直导线旁平行放置一长为a、宽为b矩形线框，线框与长直导线在同一平面内。线框靠近直线的一边离直导线的距离为c。求:任一时刻矩形线框中的感应电动势。,1.（课本P.243 例8-1）,解:设任一瞬时交变电流的方向如图，,在距导线x 处取一面元dS = adx，,该处的磁感应强度,方向,穿过面元的磁通量为,66,方向随余弦值的正负做逆时针、顺时针变化。,任一时刻t ，通过整个线框的磁通量为,线框回路内的感应电动势为,67,2作业第7题,任取面元dS = l1dx,分别求出两导线在整个线圈中的磁通量,同理,6

20、8,3：作业第6题,任取面元 dS = ydx,穿过整个框架的磁通量为,由相似三角形得,69,4. 无限长直导线通有电流 I=I0e-3t，矩形线圈与长直导线共面放置，位置如图。求（1）导线与线圈的互感系数；（2）线圈中感应电动势的大小及感应电流的方向。,方向逆时针。,解任一时刻t ，通过整个线框的磁通量为,线圈内的感应电动势为,互感系数,70,5：长为L的导体棒OP处于均匀磁场中，并绕轴以角速度旋转，棒与转轴夹角恒为，磁感应强度与转轴平行，求OP棒在图示位置处的电动势。,解：,71,6.（课本P.246 例8-4）,电流为I的长直载流导线附近，有一与之共面的长为L 的直导体MN。设导体的M端

21、与直导线相距为a， MN延长线与直导线的夹角为。当导体MN以匀速 沿电流方向平动。求: (1)直导体MN 中的感应电动势; (2) M和N 哪端电势高？,解：,i0, 表示M 端电势高。,72,电流为I的长直载流导线附近，有一与之共面的长为L的导体MN。导体的M端与直导线相距为a，MN延长线与直导线的夹角为。导体MN以匀速 垂直于直导线运动。求: (1)图示位置MN中的感应电动势; (2) M和N 哪端电势高。,解：,i 0, 表示N 端电势高。,*7：作业第9题,73,a,b,L,8：电流为I=10A的长直载流导线附近，有一长 l=0.2m的导体ab，以v=2m/s速度平动，方向如图。棒、速

22、度与长直导线三者共面。求: 在图示位置ab中的动生电动势; (2) a和b 哪端电势高。,解：,i0, 表示a 端电势高。,74,9 ：金属杆OP以匀速率 平行于一长直导线移动，此导线通有电流40A 。问此杆中的感应电动势为多大？杆的哪一端电势较高？,负号表示电动势的指向是从PO,积分起点O电势高,解：,75,*10：作业第8题 两相互平行无限长的直导线载有大小相等方向相反的电流，长度为b的金属杆CD与两导线共面且垂直，相对位置如图CD杆以速度平行直线电流运动，求CD杆中的感应电动势，并判断C、D哪端电势高？,解：如图所示建立坐标系,方向,D端电势较高,0,76,11.一根“无限长”同轴电缆由半径为 和 的两个薄圆筒形导体组成，在两圆筒中间填充磁导率为 的均匀磁介质电缆内层导体通电流 I，外层导体作为电流返回路径求长度为l 的一段电缆内的磁场储存的能量,所以,则,77,12. 作业12题,解: 由安培环路定理可求得,所以,78,祝 同 学 们 取 得 优 异 成 绩,再见 ！,