大学物理

大学物理知识点总结，包括波动，波的叠加，波的能量，振动，简谐振动等等的内容梳理。小伙伴们赶快学习起来吧~

大学物理B力学模块总结

• 波动
  • 简谐波
    • 机械波产生条件
      • 做机械振动的物体
      • 以弹性力相联系的一群质点
    • 物理描述
    • 波函数
      • 定义
        • 介质中各点随时间和空间坐标变化规律的数学表达式
      • 形式
      • 意义
        • x 为定值时
          • 平衡位置在x1处质点的振动表达式，称为x1处质点的振动曲线
        • t为定值时
          • t1时刻不同平衡位置的质点距各自平衡位置的位移，称为t1时刻的波形图
  • 波的能量
    • 动能
    • 势能
    • 势能和动能相等，机械能为
    • 能量特点
      • 机械能不守恒，在平衡位置处，速度最大动能最大，势能也最大；在离平衡位置最远处，动能最小，势能最小
      • 能量从0到最大：接受来自波源能量的过程；从最大到0，通过弹力做功将能量传给后面质元的过程
  • 波的叠加
    • 叠加原理和独立性原则
      • 叠加原理
        • 在波列相遇的区域，介质每一点的振动位移是各波列单独存在时在该点振动位移的矢量和
      • 独立性原则
        • 介质中几列波同时传播，每一列波将保持各自的特点（频率、波长、振幅、振动方向等）独立的传播（不因其它波的存在而改变特性）
    • 波的干涉
      • 条件：两种波频率相同，振动方向不相互垂直，相位差为0或恒定
  • 驻波
    • 产生条件
      • 振幅相同，传播方向相反
    • 特点
      • 振幅特点
        • 波节处，振幅为零 两列波引起的振动反相∆φ=±(2k+1)π
        • 波腹处，振幅最大 两列波引起的振动同相∆φ=±2kπ
      • 相位特点
        • 一个波节两侧振动反相
        • 相邻波节间振动同相
      • 能量特点
        • 波节处 相对形变最大，势能最大；速度为零，动能为零
        • 波腹处 相对形变为零，势能为零；速度最大，动能最大
    • 获得途径
    • 解题思路
      • 入射波函数→入射波在反射点引起的振动函数→反射波在反射点的振动函数→反射波函数→分析驻波
• 振动
  • 简谐振动
    • 最简单最基本的机械振动
    • 判断简谐振动的三个方法
      • 离开平衡位置的位移是否按正弦或余弦变化
      • 运动学特征：加速度与位移大小成正比且方向相反
      • 动力学特征：物体受力大小与平衡时的位移成正比且方向相反
    • 相关要素分析
      • 振幅和初相位
      • 相位
        • 描述物体运动状态的物理量
      • 相位差
        • 两个不同的简谐振动
          • • ∆Φ>0，振动2超前振动1
            • ∆Φ<0，振动1超前振动2
            • ∆Φ=π的偶数倍，两振动同相
            • ∆Φ=π的奇数倍，两振动反相
        • 不同的物理量
          • 速度的相位比位移的相位超前π/2，加速度与位移总是反相
    • 旋转矢量与振动曲线
    • 能量特点
      • 振动过程中机械能守恒，动能和势能相互转化
      • 当机械能为1/2kA^2时，一定选取平衡位置为势能零点
  • 谐振子
    • 弹簧振子
      • 水平放置
        • 取平衡位置处为坐标原点
      • 竖直悬挂
        • 取平衡位置处为坐标原点
        • 取弹簧原长为坐标原点
    • 单摆
    • 是否做简谐运动与坐标原点的选择无关
  • 相对运动同一直线上两简谐振动的合成
    • 同方向、同频率
      • • 若φ2-φ1 = 2πk，两个分振动同相
        • 若φ2-φ1 =（2k+1）πk，两个分振动反相
    • 不同频率（A1=A2,且两个分振动频率较大相差较小）