大学物理公式

一、振动与波简谐振动的合成

A=√ [A12+A22+2A1A2cos(ψ2-ψ1)], tanψ=( A1sinψ1+ A2sinψ2)/ ( A1cosψ1+ A2cosψ2) Δψ=ψ2-ψ1=2kπ时, A=√ [A12+A22+2A1A2cos(ψ2-ψ1)]= A1+A2Δψ=ψ2-ψ1=（2k+1）π时,A=√ [A12+A22+2A1A2cos(ψ2-ψ1)]=| A1-A2|

平面简谐波动方程

Y(x,t)=Acos[2π(t/T - x/λ)+ψ0],Y(x,t)=Acos[2π(vt - x/λ)+ψ0],Y(x,t)=Acos(ω t-kx+ψ0)

相干波的加强与减弱,A AA?12 2 ? ?22AA1 2cos?? Δψ=[2π(vt – r1/λ)+ ψ1]- [2π(vt – r2/λ)+ ψ2]=2π(r2 -r1)/ λ+(ψ1-ψ2)

Δψ=±2kπ 加强点, Δψ=±(2k+1)π 减弱点振动 X=Acos(ωt +ψ0)= Acos[ω(t+T) +ψ0],T=2π/ω,υ=1/T,ω=2πυ 对弹簧振子k/m=ω2,T=2π√(m/k) 振动的能量E=1/2KA2, 平均

热 学 公 式

1．理想气体温标定义：T?273.16K?limpTP?0p（定体） pTP02．摄氏温度t与热力学温度T之间的关系：t/C?T/K?273.15 华氏温度tF与摄氏温度t之间的关系：tF?32?3．理想气体状态方程：pV??RT

9t 51mol范德瓦耳斯气体状态方程：(p?a)(Vm?b)?RT 2Vm?2 其中摩尔气体常量R?8.31J/mol?K或R?8.21?10atm?L/mol?K

23n?kt，?kt?kT 325．标准状况下气体分子的数密度（洛施密特数）n0?2.69?1025/m3

4．微观量与宏观量的关系：p?nkT，p?6．分子力的伦纳德-琼斯势：Ep(r)?4?[()?()]，其中?为势阱深度，

?r12?r6??r062，特别适用于惰性气体，该分子力大致对应于昂内斯气体；

???, r?r0?分子力的弱引力刚性球模型（苏则朗模型）：Ep(r)??，其中?0 r06??0(), r?r0??r为势阱深度，该分子力对应于范德瓦耳斯气体。

7．均匀重力场中等温大气分子的数密度（压强）按高度分布： ，p(z)?p0e?mgz/kT?p0e?Mgz/RT， ?n0eRT 大气标高：H?。

Mgmg

大学物理公式及解题方法 Prepared on 22 November 2020

时

空与质点运动

内容纲要 位矢：k t z j t y i t x t r r )()()()(++==

位移：k z j y i x t r t t r r ?+?+?=-?+=?)()(

一般情况，r r ?≠? 速度：k z j y i x k dt

dz j dt dy i dt dx dt r d t r t ???→?++=++==??=0lim υ 加速度：k z j y i x k dt

z d j dt y d i dt x d dt r d dt d t a t ??????→?++=++===??=222222220lim υυ 圆周运动

角速度：?==θθωdt

d 角加速度：??===θθωα22dt

d dt d （或用β表示角加速度） 线加速度：t n a a a += 法向加速度：22ωυR R a n ==

指向圆心 切向加速度：αυR dt

d a t ==

沿切线方向 线速率：ωυR =

弧长：θ

磁学

?一、已知电流分布（或运动的电荷），求解磁感应强度B的分布

1、毕奥-萨伐尔定律——方法一

????0Idl?er???0Idlsin??0Idl?BdB??10?7N?A?2 dB?，大小，方向为的方向。224?r4?4?r???B??dB：将dB分解为分量后再积分，Bx??dBx，By??dBy，Bz??dBz

●电流在其延长线上各点产生的磁感应强度为零。

2、安培环路定理（求解高对称性的磁场分布）——方法二

??B??dl??0?I，注意安培环路L的选取。 ?LL内无限长载流圆柱体：选取过场点半径为r的圆环为L，B?2?r??0螺绕环：选取过场点半径为r的圆环为L，B2?r??0?NI?；

?I；

L内长直密绕螺线管：选取过场点的矩形回路为L，设在管内部分的长度为MN，

B?MN??0nMNI

3、【几种形状载流导线所产生的磁场】重要！

?0I(cos?2?cos?1) 4?r?I 无限长载流直导线：B?0

2?r?0I①有限长载流直导线： B?②载流圆线圈：圆心O处 B?轴线上P点 B??r2R3

?0I2Rsin???0IR22r3

一段圆弧（圆心角为θ，弧长为l）在圆心处：B??0I????0I?l? ?????

222

rr xi yj zkr x y z

V

dt

V

t

V

V

dt

a

dt

a

2dt2

V an

2dt

a a ana n

FaF dpM r F

p mVL r mV

I

FdtFA

F dr

EFMm GMm Gr2

E

q4 0r2

r

rr

QqQq r

4 0r 0r2

q4 0r

Ua

a

E drU

定律和定理 AAiAAiArVaFE

B

FaF dp

FFF

G

I p p 0 F外 0Mm rr2

M

L 0 M外 0A EkA保 Ep

F kQqr 2

r

qE dS 0

E dl 0

Idl rdB 0

4 r2

IB 0(cos 1 cos 2)4 r IB 02 r

I I B 0B 0

2R2R2

电磁学

1．定义：

EB

EF

FEVB F非静电 U E drU E dl K dlK rq

e

B E dS

B dS

pl

l

mSn

dqd e2．实验定律

S

E B F

Qq r0

4 0r2

Idl rdB 0

4 r2

Fdl

Bd B

dt

(V B) dl

第七章 电场

填空题

1、两无限大平行平面的电荷面密度分别为??和??，则两无限大带电平面外的电场强度大

小为 ，方向为 。

2、在静电场中，电场强度E沿任意闭合路径的线积分为 ，这叫做静电场的 。 3、静电场的环路定理的数学表达式为 ，该式可表述为 。

4、只要有运动电荷，其周围就有 产生；而法拉弟电磁感应定律表明，只要 发生

变化，就有 产生。

6、在静电场中，若将电量为q=2×108库仑的点电荷从电势VA=10伏的A 点移到电势VB = -2伏特的B点，电场力对电荷所作的功Aab= 焦耳。 9、如图所示，在电场强度为E的均匀磁场中，有一半径为R的半球面，

E与半球面轴线的夹角为?。则通过该半球面的电通量为 。 10、真空中两带等量同号电荷的无限大平行平面的电荷面密度分别为??和

??，则两无限大带电

9题图 平面之间的电场强度大小为 ，两无限大带电平面外的电场强度大小为 。 11、在静电场中，电场力所做的功

《大学物理》练习题

第一章 质点运动学

一、填空题

21、一质点沿X轴作直线运动，运动方程为x?6?3t?2t，式中x以m计，t以s计。则前3秒内的位移为__－9m_______；第二秒末的速度为____－5m/s __；第二秒末的加速度为_____－4m/s2 _____________。

2、一质点沿X轴作直线运动，具有恒定加速度a = 4 ( m·s-2) i，在t=0时，v0 = 0,位置矢量r0=10mi 。 则在t =1s时刻,速度矢量 v的大小为 4 m.s-1和位置矢量r的大小为 12 m。

23、 一质点沿OX轴作直线运动，运动方程为x?4.5t，式中x以m计，t以s

计。则第2秒内的位移为___13.5m____；t=1s末的速度为___9 m.s-1__；t=2s末的加速度为_____9 m·s-2___。

4、质点作圆周运动时，切向加速度是由于速度的___大小_______变化而引起的，法向加速度是由于速度的__方向________的变化变化而引起的。

?5、加速度a既反映了速度____大小______的变化，又反映了速度__方向_

一、考试命题计划表 章 9 填空 2 判断 1 选择 1 计算 1 分值 18

二、各章考点分布及典型题解分析 第9章 1 计算 第10章 1 计算 第11章 2 计算 第12章 1 计算 第13章 1 计算 第15章 8 分值 *振动方程：P8：例 习题：P38：9-7、9-7（类似）9-12/13/14 *波动方程：P53：例1、例2（1、4） 习题：P89：10-7/8/9（类似）/10（类似）/13 *干涉、衍射、偏振：P105：例、P113：例2、P124：例1（类似）、P140：例 习题：P168：11-13（类似）/14/15/16、 P170：24/25/35/36 25（类似） *气体动理论： 习题：P209：12-12/14/16/17 *物态方程/等值热力学过程： 习题：P258：13-8/10/11/13/18/17（类似） 光电效应、实物粒子二象性、不确定关系、波函数的物理意义、量子概念、一维势阱 10 1 1 2 1 19 11 2 1 2 2 31 12 2 1 1 1 18 13 1 1 1 1 16 15 2 1 1 8 分值 2310 136 338 1036 110

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一、考试命题计划表 章 9 填空 2 判断 1 选择 1 计算 1 分值 18

二、各章考点分布及典型题解分析 第9章 1 计算 第10章 1 计算 第11章 2 计算 第12章 1 计算 第13章 1 计算 第15章 8 分值 *振动方程：P8：例 习题：P38：9-7、9-7（类似）9-12/13/14 *波动方程：P53：例1、例2（1、4） 习题：P89：10-7/8/9（类似）/10（类似）/13 *干涉、衍射、偏振：P105：例、P113：例2、P124：例1（类似）、P140：例 习题：P168：11-13（类似）/14/15/16、 P170：24/25/35/36 25（类似） *气体动理论： 习题：P209：12-12/14/16/17 *物态方程/等值热力学过程： 习题：P258：13-8/10/11/13/18/17（类似） 光电效应、实物粒子二象性、不确定关系、波函数的物理意义、量子概念、一维势阱 10 1 1 2 1 19 11 2 1 2 2 31 12 2 1 1 1 18 13 1 1 1 1 16 15 2 1 1 8 分值 2310 136 338 1036 110

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[物理学2章习题解答]

2-1 处于一斜面上的物体，在沿斜面方向的力f作用下，向上滑动。已知斜面长为5.6 m，顶端的高度为3.2 m，f的大小为100 n，物体的质量为12 kg，物体沿斜面向上滑动的距离为4.0 m，物体与斜面之间的摩擦系数为0.24。求物体在滑动过程中，力f、摩擦力、重力和斜面对物体支撑力各作了多少功？这些力的合力作了多少功？将这些力所作功的代数和与这些力的合力所作 的功进行比较，可以得到什么结论？

解 物体受力情形如

图2-3所示。力f所作的功

图2-3 摩擦力

摩擦力所作的功

,

；

；

重力所作的功

;

支撑力n与物体的位移相垂直，不作功，即

；

这些功的代数和为

.

物体所受合力为

合力的功为

.

这表明，物体所受诸力的合力所作的功必定等于各分力所作功的代数和。

2-3 物体在一机械手的推动下沿水平地

?2

面作匀加速运动，加速度为0.49 m?s。若动力机械的功率有50%用于克服摩擦力，

,

有50%用于增加速度，求物体与地面的摩擦系数。

解 设机械手的推力为f沿水平方向，地面对物体的摩擦力为f，在这些力的作用下物体的加速度为a，根据牛顿第二定律，在水平方向上可以列出下面的方程式

,

在上式