1、大学物理知识点 、公式整理 第一部分 力学 考试内容 1. 牛顿运动定律及其应用 2. 三大定理及守恒定律 一、质点运动学 1. 三个概念 参考系、坐标系、质点 2. 四个物理量 位置矢量、位移、速度、加速度 r r t x t i y t j z t k 0 dlim dt rrv tt 220 ddlimt v v ra t t t 匀加速运动 ddva t常 矢 量 000 dtv v a t v at 20 0 00 1d 2tr r v t r v t at 圆周运动 rv dd nva a a nt 切向加速度 ddva r rtt 法向加速度、向心加速度 22ddn va v r
2、tr 3. 两类问题 已知运动方程，求质点的状态 微分 已知质点的状态，求运动方程 积分 二、质点运动学 1. 牛顿运动定律 第一定律：惯性定律 第二定律： F ma 第三定律： 12 21FF 解题的一般步骤： （ 1）确定对象，选择参考系； （ 2）建立坐标系，画图； （ 3）隔离物体，受力分析； （ 4）力的分解； （ 5）列运动方程； （ 6）解方程、分析结果。 2. 三大定理及守恒定律 a. 动能定理 机械能守恒定律 = d d kA F r E 221122ab k b k a b aA E E m v m v 若外力与非保守内力做功都等于零 机械能守恒 kpE E E 常 量 b
3、. 动量定理 动量守恒定律 ddp Ft 000 ddptp p p F t 动量守恒 若 0F ，则 P常 矢 量 c. 角动量定理 角动量守恒定律 L r p r mv M r F ddLM t 00 dttL L M t 质点组的角动量守恒 若 0M ，则 =L 常 矢 量 三、刚体的定轴转动 1. 转动惯量 2dz VJ r m均匀细棒对过棒的中心且垂直于棒的轴 2112J ml 均匀圆盘绕直径的转动惯量 21=4J mR 均匀圆盘绕垂直于盘面且通过中心的轴 212J mR 均匀球绕直径的转动惯量 225J mR 2. 刚体定轴转动定律 定轴转动 zzLJ dd= z z zLM M
4、J Jtt 若 0zM ，则 =L 常 矢 量 角动量守恒 1 1 2 2=JJ 第二部分 热学 考试内容 1. 温度、压强的统计意义 2. 麦克斯韦速率分布律的物理意义 气体分子的三种平均速率 3. 热力学第一定律及其应用 内能、功、热量的关系及其计算 4. 热力学第二定律的物理表述 一、气体动理论 1. 理想气体物态方程 MPV RT RT p nkT 2. 理想气体的压强 2213xp nm v mn v 221122t m v m v 温度的微观意义 32t kT 3. 麦克斯韦速率分布 232 2 24 e2 mvkTmf v vkT （ 1）最概然速率 22p kT RTv m （
5、 2）平均速率 88 kT RTv m （ 3）方均根速率 2 33kT RTvm 4. 能量均分定理 在温度为 T 的平衡态下，物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能，其大小等于 12kT 。 理想气体的内能 只含有一种分子的 1mol 理想气体 AA= 22iiE N N kT R T 二、热力学基础 1. 热容量 物质的热容 =dQC T 摩尔热容 dm QC T等压摩尔热容, 1 dPm PQC T 等容摩尔热容 , 1 dVm VQC T 比热（容）比、泊松比 PVCC 2. 热力学第一定律 d Q E A 符号规定： 0Q 系统从外界吸收热量 0A 系统对外界作正功 d0E 系统
6、内能增加 理想气体的准静态过程 dA P V 2iE E T RT dd2VVE E iCRTT ddVQ C T P V 2V iCR 2=i i ,P m V mC C R +PVC C R 3. 循环过程 热机效率 2111QAQQ 卡诺循环 在一循环中，系统只和高温热源（温度 1T ）与低温热源（温度 2T ）两个热源交换热量。 211TT 4. 热力学第二定律 第二定律的克劳修斯表述 “热量不能自动地从低温物体传向高温物体” 第二定律的开尔文表述 “其唯一效果是热全部转变为功的过程是不可能的” 第二类永动机是不可能制造成的 第三部分 电磁学 考试内容 1. 电场强度 电势及电通量概念
7、 高斯定理和环路定理 电场强度与电势的关系 导体静电平衡条件 2. 磁感应强度 毕奥 萨伐尔定律及其应用 安培环路定理及其应用 安培定律及其应用 3. 法拉第电磁感应定律 动生电动势及感应电动势的概念和计算 涡轮电场、位移电流的概念 一、静电场和恒稳磁场 1. 静电场 库仑定律 121230 121= 4 qqFrr电场强度0FE q 3014 qErr20d=d 4 rqE E er dPU P E r电 势 零 点 =EU 2. 恒稳磁场 洛伦兹力 f qv B 毕奥 萨伐尔定律 03d= 4 L I l rB r 安培定律 ddF I l B 运动电荷产生的磁场 0034 qv rB r
8、 带电粒子在均匀磁场中的运动 = sinmvRqB 2= mT qB 2= cosmh v T vqB 3. 基本定理 高斯定理 01ddSVE S V d0S BS 环路定理 d0El 0dL B l I 4. 导体的静电平衡条件 （ 1）导体内场强处处为零 （ 2）导体是等势体，导体表面是等势面 （ 3）导体表面场强垂直表面 5. 介质的影响 电位移矢量 0= rD E E 磁场强度 0= rB H H 有介质存在时的高斯定理0dD s q磁介质中的安培环路定理0dH l I二、电磁感应 1. 法拉第电磁感应定律 d= dt 楞次定律：感应电流效果总是反抗引起感应电流原因 2. 感应电动势
9、 动生电动势 ddbba b n eaaE l v B l 感生电动势 ddL SBE l St 感 生 互感电动势 21 121 21ddiMtt 自感电动势 ddiLtt 三、麦克斯韦方程组 00dd0d d dSSLSSD S qBE l StBSDH l J S St 变化的磁场产生电场 涡旋电场 变化的电场产生磁场 位移电流 第四部分 波动 考试内容 1. 简谐振动的定义 三个特征量 矢量图解法 2. 平面简谐波 频率 波长 波速 多普勒效应 一、机械振动 1. 简谐振动的判据 动力学判据 F kx 22d 0d xkxtm运动学判据 cosx A t 能量判据 221122kx m
10、v常 数 cos 2v A t 2 cosa A t 周期 2 2 mTk频率 1= 2T 相位 t 初相位 00=arctanvx 振幅 22 00 2vAx 2. 简谐振动的描述 解析法 cosx A t cos 2v A t 2 cosa A t 曲线法 旋转矢量法 规定 =AA 逆时针旋转 t 端点在 x轴上的投影 cosx A t 二、机械波 1. 平面简谐波 0, c o s xy x t A t v 相位0xt v 周期 2=T 频率 1T 波长 vT 角波数 2k 2. 波的干涉 相干条件：频率相同、相位差恒定、振动方向平行 合振幅 221 2 1 22 c o sA A A
11、A A 相位差 2 1 2 12 rr 加强减弱条件 2 21 k k 加 强 减 弱3. 多普勒效应 相向运动 RRSSuvuv 向背运动 RRSSuvuv 第五部分 光学 考试内容 1. 相干光的条件 相位差 波程差 相干叠加 2. 杨氏双缝干涉 等倾干涉 等厚干涉 衍射光栅 一 、波动光学 1. 杨氏双缝干涉 光程差 xdD 相位差 2 条件间距 Dx d 2. 等倾干涉 2 2 2212 si n ,2e n n i 半 波 损 失 , 0 ,1, 2 , 3,1+2kkk 亮 纹暗 纹3. 等厚干涉 光垂直入射 22,2ne 半 波 损 失空气劈尖 22ne n sin 2el n
12、牛顿环 212kkRrkR 明 纹 中 心 半 径暗 纹 中 心 半 径3. 单缝的夫琅禾费衍射 si n 2 , 1 , 2 , 3 ,2si n 2 1 2a k kak 暗 纹亮 纹中央亮纹的宽度是其他亮纹宽度的 2 倍 4. 光栅衍射 光栅方程 sindk 主极大半角宽 1cos kNd 若 sinsindkak 光栅的缺级 缺级条件 dkka 第 六 部分 近代物理 考试内容 1. 狭义相对论的时空观 洛伦兹变换 2. 普朗克假设与普朗克公式 光子假设与爱因斯坦方程 光的波粒二象性 3. 波尔的氢原子理论 实物粒子的波粒二象性 测不准关系 波函数和薛定谔方程 描述原子中电子运动状态的
13、四个量子数 泡利不相容原理 一、狭义相对论基础 1. 狭义相对论的基本原理 相 对 性 原 理光 速 不 变 原 理 2. 洛伦兹变换 x x ctyyzzt t xc x x ctyyzzt t xc 2=11vc3. 时间间隔与空间间隔 时间膨胀 021 长度收缩 20 1ll 4. 相对论动量和能量关系式 质量 021mm 静能 200E mc 总能量 2=Emc 动能 220kE mc m c 2 2 4 2 2 2 40=E m c p c m c 二、量子物理基础 1.普朗克能量子假说 （ 1）黑体 带点线性谐振子 （ 2）能量不连续， 0n （ 3）能量子 0 h 252 1 1
14、hckThcTe 2. 爱因斯坦 光电效应方程 212emh v A光的“波粒二象性”hhP n k 3. 波尔的氢原子理论 （ 1）定态假设（ 2）频率条件（ 3）轨道量子化 轨道半径 2201024 0 .5 2 9 n er n r ae 能级 4 1201 13.6e V2 4 en eEEn 4. 德布罗意波 2 EE m chhP m v kp v 较小时2e ekhhv E 相对论 22k k ehcE E c 5. 不确定关系 2xpx 6. 波函数及其统计解释 2d d dP 2d d d 1xyz 波函数的标准条件 单值、有限、连续 7. 一维定态薛定谔方程 22d2d x U x x E xx 8. 原子中电子的量子数 描述原子中的电子需要四个量子数 , , ,lsnl m m （ 1）主量子数 1,2,3,n 决定能量的主要因素 （ 2）角量子数 0,1, , 1ln 1L l l （ 3）磁量子数 0, 1, 2,lml , =ZlLm （ 4）自旋磁量子数 12sm=ZsSm 9. 泡利不相容原理 一个原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的状态。 10. 原子的壳层结构 对给定的次壳层 l 0, 1, 2, ,lml ： 12sm 量子态数为 22 1l 对给定的壳层 n 0,1,2, , 1ln 量子态数 20 2 2 1 2nl ln
