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1、 期中考试期中考试时间时间:第第8周日周日(4月月21日日)下午下午14:00 16:00 地点地点: 学号学号 序号序号 1025305912222031(182) 82人人 SX2011222203512252030(83165) 83人人 SX204 1大学物理习题课质点力学质点力学运动学运动学动力学动力学牛顿定律牛顿定律：动量动量:矢矢量量描描述述自然坐标系自然坐标系两类两类问题问题动量定理动量定理:冲量冲量:功功: 动能动能:动能定理动能定理:A保保= - Ep 势能势能:功能原理功能原理:质心质心: :质心运动定理质心运动定理: :对定点的角动量对定点的角动量:力矩：力矩：角动量定
2、理角动量定理：引力势能引力势能:2大学物理习题课动量动量 质点系质点系 矢量矢量守恒量守恒量 研究对象研究对象 成立条件成立条件 关系关系 计算前计算前角动量角动量 质点质点 质点系质点系机械能机械能 质点系质点系 1 正确分析力正确分析力2 选取坐标系选取坐标系3 正确划分系统正确划分系统 矢量矢量 1，2，3同上同上 标量标量 1，2，3同上同上 4 选势能零点选势能零点 特别注意：特别注意：各物理量相对同一惯性参考系各物理量相对同一惯性参考系守守 恒恒 定定 律律3大学物理习题课1. 运动学运动学知识点知识点(1)运动的矢量描述运动的矢量描述(2)自然坐标系自然坐标系:切法向加速度切法向
3、加速度(3)第二类问题第二类问题题型题型(1)变力与运动学二类综合变力与运动学二类综合2.牛顿定律牛顿定律题例题例:拓展拓展P7-选选1,2;填填1,2；题型题型:(1)选择选择,填空填空 (2)综合计算中综合计算中(2)与转动定律结合处理刚体质点系问题。与转动定律结合处理刚体质点系问题。题例题例:拓展拓展P9-计算计算3,4；4大学物理习题课3.动量动量,冲量冲量,动量定理动量定理题型题型:综合计算综合计算题例题例:拓展拓展P11-计算计算94. 变力的功变力的功,动能定理动能定理题例题例:拓展拓展P10-计算计算4题型题型：(1)功与势能的关系（积分，微分）功与势能的关系（积分，微分） (
4、2)引力势能引力势能 (3)势能曲线势能曲线5.保守力的功，势能保守力的功，势能题例题例:拓展拓展P8-填空填空4,55大学物理习题课6.质点的角动量质点的角动量,力矩力矩题型题型:(1)代定义式计算代定义式计算(2)有心力场有心力场 (3)三大守恒定律联合应用三大守恒定律联合应用题例题例:拓展拓展P8-选择选择4;填空填空7; P10-11计算计算6,87.三大守恒定律三大守恒定律题型题型:(1)成立条件讨论成立条件讨论 (2)与刚体综合计算与刚体综合计算题例题例:拓展拓展P7-选选3,4; P10-11计算计算6,86大学物理习题课8.相对运动相对运动题型题型:(1)小计算小计算 (2)
5、综合计算中对地速度综合计算中对地速度题例题例:拓展拓展P6-7; P8-6,课堂例课堂例题例：课堂例，作业，题例：课堂例，作业，拓展拓展。9.质心质心 质心运动定理质心运动定理题例题例:拓展拓展P8-6*10.流体：伯努利流体：伯努利(D.Bernoulli)方方程程 ref:教材教材P120: 7-2-3 7大学物理习题课 质点直线运动质点直线运动 刚体的定轴转动刚体的定轴转动位移位移 x速度速度加速度加速度功功 角位移角位移 角速度角速度角加速度角加速度质量质量 m 转动惯量转动惯量功功动能动能转动动能转动动能动量动量角动量角动量重力势能重力势能力矩力矩牛顿二律牛顿二律 F=ma 转动定律
6、转动定律力力 F8大学物理习题课常用的转动惯量常用的转动惯量角量与线量的关系角量与线量的关系刚体的定轴转动刚体的定轴转动运动学运动学动力学动力学转动定律转动定律：角动量守恒定律角动量守恒定律:机械能守恒定律机械能守恒定律:转动动能定理转动动能定理：9大学物理习题课2. 转动定律转动定律知识点知识点题例题例：作业：作业:6.7; 拓展拓展P21-51. 组合体的转动惯量组合体的转动惯量题型题型:(1)小计算；小计算；(2)复杂计算复杂计算(附加题附加题)题例题例：课堂例：课堂例,作业作业6.5;6.6,拓展拓展P21-6。题型题型:(1)单独计算单独计算:已知力矩函数已知力矩函数,解运动学解运动
7、学第二类问题第二类问题题例题例：课堂例：课堂例,作业作业:6.8;补充题补充题题例题例：课堂例：课堂例,作业作业:6.9.拓展拓展P21-1，3，7题型题型:(2)单独计算单独计算:求出力矩函数、角加速求出力矩函数、角加速度度题型题型:(3)与牛顿定律一同与牛顿定律一同综合计算综合计算10大学物理习题课3.角动量守恒定律角动量守恒定律题型题型:(1)成立条件讨论成立条件讨论 (2)与质点组成体系，小题与质点组成体系，小题 (3)与机械能守恒综合计算与机械能守恒综合计算题例题例：课堂例，作业：课堂例，作业6.10，拓展拓展 P19- 3；P20-2，8。4. 动能定理动能定理(内力做功改变动能内
8、力做功改变动能)题型题型：小、中计算：小、中计算题例题例：课堂例；：课堂例；拓展拓展 P19- 3；11大学物理习题课基本假设基本假设(1)相对性相对性;(2)光速不光速不变变相对论相对论运动学运动学动力学动力学洛仑兹变换洛仑兹变换：时时空空观观(1)同时性的相对性同时性的相对性(2)时间膨胀时间膨胀(3)长度收缩长度收缩原时原时: :认为认为两事件两事件在在同地同地发生的那个参发生的那个参考系，测得的考系，测得的两事件两事件的的时间间隔时间间隔。原长原长:与与棒一起运动棒一起运动的参考系测得的它的参考系测得的它的长度的长度质量：质量：动量：动量：能量：能量：动能：动能：相对论能量相对论能量-
9、动量关系：动量关系：12大学物理习题课1.两条基本原理两条基本原理 (相对性相对性;光速不变光速不变) 2.洛仑兹变换洛仑兹变换,“同时同时”的相对性的相对性4. 相对论质量相对论质量,能量能量! 3.时间膨胀时间膨胀,长度收缩长度收缩题例题例：拓展拓展P30-32填填2,3,5,6,7；计算计算7 期中题。难度易期中题。难度易知识点知识点题例题例:拓展拓展P30-选选1,2;填填1；P31-32计算计算3,5题例题例:拓展拓展P31-填填3,4；P31-32计算计算2,3,5题型题型:选择选择,填空填空题例题例:前考题前考题13大学物理习题课1.两条基本原理两条基本原理 (相对性相对性;光速
10、不变光速不变) 知识点知识点c例例.宇宙飞船对地球以宇宙飞船对地球以v的速度匀速直线飞行的速度匀速直线飞行,某一时刻飞船上的人从船头向船尾发出一个光某一时刻飞船上的人从船头向船尾发出一个光讯号讯号,经经t(飞船上的钟飞船上的钟)时间后时间后,被尾部的接收被尾部的接收器收到。飞船的固有长度是多少？器收到。飞船的固有长度是多少？ct例例. 以以速度速度v的相对于地球作匀速直线运动的恒的相对于地球作匀速直线运动的恒星所发射的光子星所发射的光子,其相对于地球的速度大小为其相对于地球的速度大小为_14大学物理习题课P30-(二二)1.宇宙飞船上的人从船尾向船头的靶宇宙飞船上的人从船尾向船头的靶子发射一颗
11、高速子弹，此人测得子发射一颗高速子弹，此人测得飞船长飞船长60 m, 子弹的速度为子弹的速度为0.8c, 求当飞船对地球以求当飞船对地球以0. 6c的的速度运动时速度运动时,地球上的观察者测得子弹飞行的地球上的观察者测得子弹飞行的时间是多少？时间是多少？解：解：设地球为设地球为S系，飞船为系，飞船为S系。系。 SS u知识点知识点 2.洛仑兹变换洛仑兹变换,“同时同时”的相对性的相对性15大学物理习题课对对S系，应用洛伦兹变换系，应用洛伦兹变换事件事件1:子弹射出子弹射出事件事件2:子弹中靶子弹中靶 SS uS系系:S系系:16大学物理习题课解解.应用洛伦兹变换应用洛伦兹变换 SS u=0.8
12、cS系系: x =300m, t =10-6sP31-3.17大学物理习题课例例.带正电的带正电的 介子是一种不稳定的粒子介子是一种不稳定的粒子,当它静当它静止时止时,平均寿命平均寿命为为2.510-8s,之后即衰变成一个之后即衰变成一个 介介子子和一个和一个中微子中微子.设产生一束设产生一束 介子介子,在在实验室实验室测测得它的速率为得它的速率为u=0.99c,它在衰变前通过的平均距它在衰变前通过的平均距离离.知识点知识点 3.时间膨胀时间膨胀,长度收缩长度收缩解解.静止静止 介子的介子的平均寿命平均寿命是是原时原时实验室测得它通过的平均距离应该是：实验室测得它通过的平均距离应该是： ut=
13、53m当当 介子运动时介子运动时,在在实验室实验室测得的平均寿命应是：测得的平均寿命应是： = 2.5 10-8s18大学物理习题课例例:如图左边的三角形，从沿其如图左边的三角形，从沿其长直角边长直角边方向方向以一定速度运动的参考系中观察为以一定速度运动的参考系中观察为等腰直角等腰直角三角形三角形。求相对运动速度。求相对运动速度。解解: 长度沿运动方向收缩长度沿运动方向收缩45ABCBAC3019大学物理习题课4.观察者观察者A:圆面积圆面积( a2=12cm)。B相对于相对于A：v=0.8c。B测椭圆面积？测椭圆面积？a收缩收缩为为b椭圆面积椭圆面积 解：解：abaa=7.2cm20大学物理
14、习题课5.一一隧隧道道长长宽宽高高分分别别为为L,d,h,拱拱顶顶为为半半圆圆,设设想想一一列列车车以以极极高高的的速速度度v沿沿隧隧道道长长度度方方向向通通过过隧隧道道.若若从从列列车车上上观观察察:(1)隧隧道道的的尺尺寸寸如如何何?(2)设设列列车车的的长长度度为为l0,它全部通过隧道的时间是多少它全部通过隧道的时间是多少? 解解:(1) 从从列列车车上上观观察察,隧隧道道长长度度缩缩短短,其其它它尺尺寸不变寸不变,长度变为长度变为Ldd/2h21大学物理习题课(2)从从列列车车上上观观察察,隧隧道道以以速速率率v经经过过列列车车,全全部部通通过所需时间为过所需时间为:22大学物理习题课
15、 子与地面距离为：子与地面距离为：u t = 0.998c 3.17 10-5 =9491 m 子能到达地球子能到达地球 ! !（时间延缓时间延缓! !）(1)地面参考系地面参考系6000m 子飞行速率为：子飞行速率为： u= =0.998c 子的寿命为：子的寿命为： 子能飞行距离为：子能飞行距离为：2. 子的子的固有固有寿命为寿命为2 10-6s , 后衰变为电子后衰变为电子和中微子。和中微子。 在在6000m高空，宇宙射线产生一个速高空，宇宙射线产生一个速率为率为0.998c的的 子子, 试问试问 子子能否到达地球能否到达地球?23大学物理习题课 子与地面距离为：子与地面距离为：能到达能到
16、达! !(2) 子参考系子参考系地面飞行速率为：地面飞行速率为： 0.998c 子的寿命为：子的寿命为：在在 子衰变前子衰变前, ,地面能移动距离为：地面能移动距离为：2 10-6s （长度缩短（长度缩短! ! ） u =0.998c 10-6 600m24大学物理习题课P30-3.一体积为一体积为V0质量为质量为m0的长方体沿其一棱边的的长方体沿其一棱边的方向相对于观察者方向相对于观察者A以速度以速度v运动运动.求求A测测其密度？其密度？相应体积为相应体积为 观察者观察者A测得立方体的质量是测得立方体的质量是故相应故相应密度密度为为 解：解：设长方体的长、宽、高分别以设长方体的长、宽、高分别
17、以X0、Y0、Z0表示表示, 观察者观察者A测得立方体长测得立方体长,宽宽,高分别是高分别是X,Y,ZY0X0Z0Y0XZ025大学物理习题课P30-2.动能为动能为0.25MeV的电子，其运动速度的电子，其运动速度约等于约等于(电子静能电子静能 0.5MeV) 解解: : 0.25MeV0.5MeV0.75c 相对论质量相对论质量,能量，动能公式能量，动能公式知识点知识点26大学物理习题课P30-3.一体积为一体积为V0质量为质量为m0的长方体沿其一棱边的的长方体沿其一棱边的方向相对于观察者方向相对于观察者A以速度以速度v运动运动.求求A测测其密度？其密度？相应体积为相应体积为 观察者观察者
18、A测得立方体的质量是测得立方体的质量是故相应故相应密度密度为为 解：解：设长方体的长、宽、高分别以设长方体的长、宽、高分别以X0、Y0、Z0表示表示, 观察者观察者A测得立方体长测得立方体长,宽宽,高分别是高分别是X,Y,ZY0X0Z0Y0XZ027大学物理习题课5.粒子的粒子的总能量总能量是是静能静能的的K倍，其倍，其运动速度运动速度大小？大小？ 解解: : 6.电子的电子的质量质量是是静止质量静止质量的的2倍倍,其运动速度大小？其运动速度大小？ 解解: : 28大学物理习题课7.太阳每秒照太阳每秒照射到射到每平方厘米每平方厘米地地球表面上的能球表面上的能量量0.14J.求求太阳每秒损失的质
19、量？太阳每秒损失的质量？解：解：太阳每秒太阳每秒辐射的辐射的总能量总能量分分布在半径为布在半径为R 的球面上的球面上R29大学物理习题课 解解: : 7.电子在电场中从静止开始加速电子在电场中从静止开始加速,多大的电压使多大的电压使质量增加质量增加0.4%?其运动速度大小？其运动速度大小？30大学物理习题课例题例题惯性系惯性系S中一粒子具有动量中一粒子具有动量及总能量及总能量E=10MeV，则在则在S系中测得粒子的速度系中测得粒子的速度？解：解：PcEm0c231大学物理习题课0h/ D例例.狭义相对论动力学的基本方程为狭义相对论动力学的基本方程为例例.设光子的波长为设光子的波长为 ， h表示普朗克常量。光表示普朗克常量。光子的静止质量子的静止质量m0 = _ ，光子的动量光子的动量P = _32大学物理习题课
