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1、大学物理常用公式总集大学物理(上)公式集 概念 vvvvv1位置矢量：r，其在直角坐标系中：r=xi+yj+zk；r=x2+y2+z2角位置： v2速度：V=vdrdtv平均速度：V=vDrDt 速率：V=dsdt角速度：vvw=dqdt vdVdt角速度与速度的关系：V= v3加速度：a=或av=vd2rdt2 平均加速度：a=dVdtvvDVDt 角加速度：b=V2rdwdt 在自然坐标系中avvv=att+ann其中at=vdpdt，an=vvv4力：F=a vvv） 力矩：M=rF v6冲量：I=vvFdt；功：A=vvFdr 7动能：mV2/2 mg(重力) mgh 8势能：A保=
2、Ep不同相互作用力势 -kx kx2/2 能形式不同且零点选择不同其形式F= -GMmr (万有引力) -GMm =Ep 不同，在默认势能零点的情况下： rr2机械能：E=EK+EP Qq Qqr(静电力) M29热量：Q=4pe0r4pe0rCRT其中：摩尔热容m量C与过程有关，等容热容量Cv与等压热容量Cp之间的关系为：Cp= Cv+R 10 压强：P=F=ISDtS=23nw 11 分子平均平动能：w=3kT；理想气体内能：E=M(t+r+2s)RT 2m212 麦克斯韦速率分布函数：f(V)=dN 13 平均速率：V=VdNN0Vf(V)dV=8RTpm 方均根速率：V2=2RTm；最
3、可几速率：Vpq4pe0r2q4pe0r=3RTm14 熵：S=Kln vvv15 电场强度：E=F/q0 r=avvEdr；电势能：Wa=qUa(A= W) 17 电容：C=Q/U ；电容器储能：W=CU2/2；电场能量密度e=0E2/2 18 磁感应强度：大小，B=Fmax/qv(T)；方向，小磁针指向。 定律和定理 vvvvv1矢量叠加原理：任意一矢量A可看成其独立的分量Ai的和。即：A=Ai。 vvvvvvvvv2牛顿定律：F=a ；牛顿第三定律：F=F；万有引力定律：vvvv3动量定理：I=Dp动量守恒：Dp=0条件F外=0 v4角动量定理：M=vdLdtvvDL=0角动量守恒：条件
4、M外=0 5转动惯量： J= mR2 6动能原理：A=DEk 7功能原理：A外+A非保内=E机械能守恒：E=0条件A外+A非保内=0 8理想气体状态方程：PV=MRT或P=nkT m9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。 10 热力学第一定克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其它影响。 律：E=Q+A 10热力学第二定律： 开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其它影响。孤立系统：S0 实质：在孤立系统内部发生的过程，总是由热力学概率小的宏观状态向热力学概率大的状态进行。亦即在孤立系统内部所发生
5、的过程总是沿着无序性增大的方向进行。 11 库仑定律： vQq F0=k2rr12 高斯定理：vvq无穷大平板：E=/20 EdS=e013 环路定理：Edl=0 vv mIdlr14 毕奥沙伐尔定律：dB=04pr2vvvmI 直长载流导线：B=0(cosq1-cosq2) 4prvmI 无限长载流导线：B=0 2prvvmImIq 载流圆圈：B=0，圆弧：B=02R2R2p 2 I r P o R 1 I 大学物理(下)公式集 电磁学 1定义： vvE和B： B=Fmax/qv；方向，小磁针指向；单位：特斯拉=104高斯 vvE=F/q0 单位：N/C =V/ vvvvF=q(E+VB)洛
6、仑兹公式 电势：U=rvvEdr +v-v电势差：U=Edl 电动势：e=+-vvF非静电vK=） Kdl vvBdS磁通链：B=NBvv 电偶极矩：p=ql v -q l +q vvv S m 磁矩：m=IS=ISn电容：C=q/U 单位：法拉 *自感：L=/I 单位：亨利 *互感：M=21/I1=12/I2 单位：亨利 电流：I =dqdt； *位移电流：ID =流密度： 0dfedt 单位：安培 vS=*m1vvEB 能v E 2实验定律 v S vB v库仑定律：F=v安培定律：m0IdlrQqv毕奥沙伐尔定律：vdB=r024pr4pe0r2vvvdF=IdlB 电磁感应定律：感=
7、dfB 动生电动势：e=dt+-vvv(VB)dl 感生电动势：e=-+vvvEidl vv*欧姆定律：U=IR其中为电导率 3*定理 电场的高斯定理：vvq EdS=vvq EdS=静ve0e0vv磁场的高斯定理：BdS=0 vvv E感dS=0vvvBdS=0 vvv BdS=0 vdfB 电场的环路定理：Edl=-dtvvvEdl=0 静 生电场） vvdfB 稳vvdfe 4常用公式 vv无限长载流导线：B=m0I 螺线管：B=0I 2pr带电粒子在匀强磁场中：半径R=mV周期T=2pm qBqBvvv磁矩在匀强磁场中：受力F=0；受力矩M=mB 2电容器储能：Wc=12CU *电场能
8、量密度：e=0E22+21mB 0120E2 电磁场能量密度：=12221 *电感储能：WL=12LI *磁场能量密度：B=2mB 电磁场能流密度：S=V 0 *电磁波：C=1=3.0108m/s 在介质中V=C/，频率=2p1m0e0m0e0 现代物理 狭义相对论： 1两个基本假设：光速不变原理：真空中在所有惯性系中光速相同，与光源运动无关。 狭义相对性原理：一切物理定律在所有惯性系中都成立。 2洛仑兹变换： 系系 系系 x=(x+vt) x=(x - vt) y=y y=y z=z z=z t=(t+vx/c2) t=(t-vx/c2) 其中：g=11-v2c2因V总小于C则0所以称其为膨
9、胀因子；称=1-v2c2为收缩因子。 3狭义相对论的时空观： 同时的相对性：由t=(t+vx/c2)，t=0时，一般t0。称x/c2为同时性因子。 运动的长度缩短：x=x/x 运动的钟变慢：t=tt 4几个重要的动力学关系： 质速关系m=m0 质能关系E=mc2 粒子的静止能量为：E0=m0c2 粒子的动能为：EK=mc2 m0c2=(11-v2c2-1)m0c=2122m0V4m0V+L 28c2 当Vc时，EKmV2/2 * 动量与能量关系：E2p2c2=E02 *5速度变换关系： 系vc2系： ux+vux=1+cv2uxuy=uy1-1+vc2vc2uxuz=uz1-1+vc2ux 系vc2系：u-vux=xv1-c2uxuy=uy1-1-vc2vc2uxuz=uz1-1-vc2ux
