大学物理上公式定律和定理1.矢量叠加原理:任意一矢量A 可看成其独立的分量i A 的和。
即:A =Σi A (把式中A换成r、V、a 、F 、E 、B就分别成了位置、速度、加速度、力、电场强度和磁感应强度的叠加原理)。
2.牛顿定律:F =ma(或F =dt p d );牛顿第三定律:F ′=F ;万有引力定律:rrMm G F ˆ2动量定理:p I →动量守恒:0 p条件 0外F1.位置矢量:r,其在直角坐标系中:k z j y i x r ;222z y x r 角位置:θ2.速度:dtr d V平均速度:t r V速率:dtds V(V V )角速度:dt d角速度与速度的关系:V=rω3.加速度:dt Vd a或22dt rd a平均加速度:t V a角加速度:dtd在自然坐标系中n a a a n其中dtdV a (=rβ),rV n a 2(=r 2 ω)4.力:F =ma(或F =dt pd )力矩:F r M(大小:M=rFcos θ方向:右手螺旋法则)5.动量:V m p ,角动量:V m r L (大小:L=rmvcos θ方向:右手螺旋法则)6.冲量:dt F I(=FΔt);功:r d F A(气体对外做功:A=∫PdV )7.动能:mV 2/28.势能:A 保= – ΔE p 不同相互作用力势能形式不同且零点选择不同其形式不同,在默认势能零点的情况下: 机械能:E=E K +E P9.热量:CRT M Q其中:摩尔热容量C与过程有关,等容热容量C v 与等压热容量C p 之间的关系为:C p = C v +R 10. 压强: n tSISF P 3211. 分子平均平动能:kT 23 ;理想气体内能:RT s r t M E )2(212.麦克斯韦速率分布函数:NdVdN V f )((意义:在V 附近单位速度间隔内的分子数所占比率)mg(重力) → mgh-kx (弹性力) → kx 2/2F= r rMm G ˆ2(万有引力) →r Mm G =E p r r Qq ˆ420 (静电力) →r Qq 0413.平均速率:RTNdN dV V Vf VV 80)(方均根速率:RTV22;最可几速率:RTpV 314.熵:S=Kln Ω(Ω为热力学几率,即:一种宏观态包含的微观态数)电场强度:E =F /q 0 (对点电荷:rrq E ˆ42)毕奥-沙伐尔定律:2004r r l Id B d磁场叠加原理: L rr l Id B 204运动电荷的磁场:204r r v q B 磁场的高斯定理:0 SS d B磁通量: Sm S d B安培环路定理: I l d B L载流直导线: 120sin sin 4aIB 圆电流轴线上任一点:23222032022R x IR rIR B载流螺线管轴线上任一点:120cos cos 2nIB安培力:B l Id f d , LB l Id f载流线圈在均匀磁场中所受的磁力矩:B P M m洛仑兹力:B v q f磁力的功:I A Id A I恒量21bIBR U HAA ',nq R H 1法拉第电磁感应定律:dt d i动生电动势: a babl d )B v (感生电动势,涡旋电场:S d t B l d E Lk i自感:IN L, dt dI L L ,221LI W m互感:212112I N M,121221I N M 2112M Mdt dI M 21212 , dtdIM 12121 磁场的能量:2212B BH m, Vm m dV W 麦克斯韦方程组的积分形式:i Sq S d D(1)0 SS d B(2)S L S d t B l d E(3) S L S d )t D (l d H(4)E D , H B , E平面简谐波方程:)]urt (cos[H H )]u rt (cos[E E {00 坡印廷矢量:H E S相长干涉和相消干涉的条件:)k (k {122 3210,,,k 减弱,相消干涉)加强,相长干涉)((2/)12({k k ,(21 =)杨氏双缝干涉:(暗纹)(明纹)3,2,12,1,0)4/()12()2/({k k a D k a kD x 薄膜反射的干涉:2/)12({2sin 222122k k i n n e劈尖反射的干涉:21222/)k (k {ne空气劈尖:l sin 2, 玻璃劈尖:nlsin 2 牛顿环:3,2,12/)12( k R k r (明环),,,k kR r 210(暗环)迈克尔逊干涉仪: N d 2 单缝的夫琅和费衍射:)3,2,1(2)12()3,2,1(22{sin k k k ka 明暗条纹a fl 20, 20l a f l光栅公式: k b a sin )( 倾斜入射:,1,0)sin )(sin ( k k b a缺级公式:,,k 'k ab a k '21最小分辨角:D.min221分辨率:min1R布喇格公式:3212,,k k sin d布儒斯特定律:12210n n n tgi 马吕斯定律: 20cos I I 洛仑兹变换:2222221111'x c u 't t 'ut 'x x x c u t 't ut x 'x "u "u 狭义相对论动力学:① 201m m② 201v m mv P③ 2mc E , 2mc E202c m mc E k④ 20222E c P E斯特藩-玻尔兹曼定律: 4T )T (E B4281067.5 K m W唯恩位移定律:b T m , K m .b 3108972普朗克公式: 12),(52Tk hcB e hc T e爱因斯坦方程:A mv h 221 红限频率:hA0 康普顿散射公式:)cos 1(cm he 光子: h ,hP三条基本假设:定态,nh hn L2,m n E E h 两条基本公式:2220men h r n oA n 2529.0 2220418nh me E neV n 26.13 ,3,2,1 n粒子的能量: h mc E 2粒子的动量:hmv P测不准关系 h P x x 15.16.电势:aar d E U(对点电荷rq U04);电势能:W a =qU a (A= –ΔW)17. 电容:C=Q/U ;电容器储能:W=CU 2/2;电场能量密度ωe =ε0E 2/2 18. 磁感应强度:大小,B=F max /qv(T);方向,小磁针指向(S →N )。
定律和定理3.矢量叠加原理:任意一矢量A 可看成其独立的分量i A 的和。
即:A =Σi A (把式中A换成r 、V 、a 、F 、E 、B就分别成了位置、速度、加速度、力、电场强度和磁感应强度的叠加原理)。
4.牛顿定律:F =ma(或F =dtp d );牛顿第三定律:F ′=F;万有引力定律:r rMm G F ˆ25.动量定理:p I →动量守恒:0 p条件 0外F 6.角动量定理:dtL d M→角动量守恒:0 L 条件 0外M7.动能原理:k E A (比较势能定义式:p E A 保)8.功能原理:A 外+A 非保内=ΔE →机械能守恒:ΔE=0条件A 外+A 非保内=0 9.理想气体状态方程:RT M PV或P=nkT (n=N/V ,k=R/N 0)10. 能量均分原理:在平衡态下,物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能,其大小都为kT/2。
11. 热力学第一定律:ΔE=Q+A 10.热力学第二定律:孤立系统:ΔS>0 (熵增加原理)11. 库仑定律:rrQq k F ˆ2 (k=1/4πε0) 12. 高斯定理:q S d E (静电场是有源场)→无穷大平板:E=σ/2ε013. 环路定理: 0l d E(静电场无旋,因此是保守场)14.毕奥—沙伐尔定律:204ˆr r l Id B d直长载流导线:)cos (cos 4210 r IB无限长载流导线:rIB 20载流圆圈:R I B 20 ,圆弧:220R I B大学物理(上)复习一、质点力学基础: (一)基本概念:1、参照系,质点2、矢径:kz j y i x r ˆˆˆ 3、位移: k z z j y y i x x k z j y i x r r r ˆˆˆˆˆˆ121212124、速度:k dtdz j dt dy i dt dx k j i dt r d t r z y x t ˆˆˆˆˆˆlim5、加速度:k dt d j dt d i dt d k a j a i a dt r d dt d ta z y x z y x t ˆˆˆˆˆˆlim 2206、路程,速率7、轨迹方程:0 ),,(z y x f8、运动方程:)(t r r, 或 )(t x x , )(t y y , )(t z z9、圆周运动的加速度:t n a a a ; 牛顿定律:a m dtp d F;法向加速度:Ra n 2; 切向加速度:dtd a t10、角速度:dt d11、加速度:22dtd dt d 二、质点力学中的守恒定律: (一)基本概念: 1、功:babadl F l d F A cos 2、机械能:p k E E E 3、动能:221m E k4、势能:重力势能:mgh E p ; 弹性势能:221kx E p;万有引力势能:rMmG E p 5、动量:m p ; 6、冲量 : t dt F I 07、角动量:p r L ; 8、力矩:F r M(二)基本定律和基本公式: 1、动能定理:20202121 m m E E A k k外力 (对质点) iii k i k k k E E E E A A 00内力外力 (对质点系)2、功能原理表达式:)()(000p k p k E E E E E E A A 非保守内力外力 当 0 非保守内力外力A A 时,系统的机械能守恒,即 恒量ii p ik p k E EE E3、动量定理: p p p dt F I t00(对质点)p p p dt F I n i n i t n i i10101 (对质点系)若体系所受的合外力0 F ,此时体系的动量守恒,即:恒量 ii i m p4、碰撞定律:非弹性碰撞完全非弹性碰撞弹性碰撞,1001201012e e5、角动量定理: p r dtd dt L d M(对质点) ii i i i F r dt L d dt L d M外 (对质点系)当质点或质点系所受的合外力矩为零时,质点或质点系的角动量守恒,即:常矢量 L三、转动的刚体: (一)基本概念:1、转动惯量:连续离散dm r m r I ii i 22 2、转动动能: 221 I E k3、力矩: F r M4、角动量: I L (对刚体)5、角冲量: t M dt M H t 06、力矩的功: 21d M A(二)基本定律和基本公式:1、平行轴公式:2mh I I C 正交轴公式:y x z I I I2、转动定律:I 3、转动动能定理:2022121 I I d M A4、角动量定理:000I I L dt M H tt5、角动量守恒定律:若刚体受到的合外力矩0M ,则刚体的角动量守恒恒矢量 I L四、机械振动: (一)简谐振动方程:1、简谐振动动力学特征方程: x k F2、简谐振动运动学特征方程: 02 x x3、简谐振动的运动方程:)cos( t A x如果物体的运动规律满足上述三个方程中的任意一个,即可判定该物体的运动为简谐振动。