Физические основы механики




Скачать 135.72 Kb.
НазваниеФизические основы механики
Дата публикации08.08.2013
Размер135.72 Kb.
ТипДокументы
zadocs.ru > Физика > Документы
Теор вопр
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ


  1. Физические модели: материальная точка, абсолютно твердое тело. Поступательное и вращательное движение твердого тела. Система отсчета. Декартова прямоугольная система координат. Радиус-вектор точки. Траектория, ее кривизна, путь, вектор перемещения. Скорость (средняя, мгновенная). Равномерное движение, вычисление пройденного пути при равномерном движении. Равноускоренное движение, вычисление пройденного пути, закон изменения скорости от времени при равноускоренном движении. Вывод формулы для расчета пути, пройденного материальной точкой по известному закону изменения скорости.

  2. Ускорение. Тангенциальное и нормальное ускорения, их связь с общим ускорением. Вывод формулы, связывающей центростремительное ускорение с величиной линейной скорости, радиусом кривизны и единичным вектором .

  3. Вектор углового перемещения. Угловая скорость, угловое ускорение. Связь между кинематическими характеристиками поступательного и вращательного движения: между линейной скоростью и угловой; между тангенциальным ускорением и угловым ускорением.

  4. Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела. Инерциальные системы отсчета. I закон Ньютона. Силы в механике. Основной закон динамики материальной точки и поступательного движения твердого тела − II закон Ньютона. Принцип независимости действия сил. Равнодействующая или результирующая сила. III закон Ньютона.

  5. Однородность пространства. Закон сохранения и изменения импульса механической системы. Импульс силы. Центр масс системы материальных точек и закон его движения. Основной закон динамики поступательного движения абсолютно твердого тела.

  6. Механическая работа. Работа постоянной силы; работа переменной силы. Работа внешней силы F при растяжении пружины с коэффициентом жесткости k. Мощность.

  7. Энергия как количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Кинетическая энергия механической системы. Теорема о кинетической энергии материальной точки и системы материальных точек. Связь кинетической энергии с импульсом при нерелятивистском движении.

  8. Силовое поле, однородные и стационарные поля. Консервативные силы, центральные силы (привести примеры соответствующих сил); диссипативные силы; гироскопические силы (примеры соответствующих сил). Показать, что упругие и гравитационные силы являются консервативными. Рассмотреть поле притяжения Земли вблизи ее поверхности.

  9. Потенциальная энергия материальной точки во внешнем стационарном силовом поле. Связь консервативной силы с потенциальной энергией. Понятие о потенциальной энергии взаимодействия.

Полная механическая энергия системы материальных точек. Внутренние и внешние силы. Закон изменения и закон сохранения полной механической энергии системы. Переходы кинетической энергии в потенциальную энергию и наоборот (привести примеры и соответствующие графики).

  1. Динамика вращательного движения. Момент силы (относительно точки; относительно неподвижной оси). Пара сил. Показать, что величина момента произвольной силы F относительно неподвижной оси (Z), равна произведению радиус-вектора (R) (перпендикулярного Z и проведенного от этой оси в точку приложения действующей на тело силы) и модуля проекции указанной силы на направление, касательное к окружности точки приложения силы F к телу. Момент импульса материальной точки (относительно точки; относительно неподвижной оси).

  2. Момент импульса материальной точки. Вывод закона изменения момента импульса системы материальных точек. Закон сохранения момента импульса системы материальных точек. Изотропность пространства.

  3. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела. Момент инерции твердого тела. Вывести формулу для расчета момента инерции однородного стержня относительно неподвижной оси, перпендикулярной ему и проходящей через его центр масс. Теорема Штейнера.

  4. Момент инерции материальной точки (относительно некоторой точки; относительно неподвижной оси). Момент инерции твердого тела (относительно некоторой точки; относительно неподвижной оси). Момент инерции однородного шара относительно оси, проходящей через его центр инерции; момент инерции однородного диска относительно оси, проходящей через его центр масс. Теорема Штейнера и ее применение для расчета момента инерции однородного стержня массой m и длинной l относительно оси (АА1), перпендикулярной стержню и находящейся на расстоянии 2 м от оси ZZ1, проходящей через центр масс рассматриваемого стержня и параллельной оси АА1.

  5. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Работа момента силы при вращении тела вокруг неподвижной оси. Кинетическая энергия катящегося твердого тела.

  6. Преобразование Галилея. Принцип относительности Галилея. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции; их общие характерные особенности. Рассмотреть силы инерции при ускоренном поступательном движении системы отсчета.

  7. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции; их общие характерные особенности. Рассмотреть центробежную силу и силу Кориолиса; условия их проявления. Примеры применения центробежной силы в технике и быту; примеры проявления силы Кориолиса в природе и примеры, когда необходимо ее учитывать.

  8. Колебательное движение. Свободные колебания. Амплитуда. Циклическая частота. Фаза гармонических колебаний; начальная фаза колебаний. Гармонический осциллятор. На примере пружинного маятника получить дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний; привести его решение и путем подстановки в исходное уравнение, показать, что оно действительно является решением. Привести графики изменения со временем координаты, скорости и ускорения гармонического осциллятора.

  9. Математический и физические маятники. Вывод формулы для расчета периода колебания физического маятника. Приведенная длина физического маятника; центр качения физического маятника. Математический маятник − частный случай физического маятника. Период колебания математического маятника.

  10. Энергия гармонических колебаний. Потенциальная, кинетическая и полная энергия механических колебаний; их связь с амплитудой колебаний, с собственной частотой колеблющейся системы.

  11. Метод векторных диаграмм (метод вращающего вектора амплитуды). Применив метод векторных диаграмм, сложить два гармонических колебания одинаковой частоты и одинакового направления и получить выражения для амплитуды и фазы результирующего колебания. Биения.

  12. Затухающие колебания. Условие существования затухающих колебаний. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний. Характеристики затухающих колебаний. Частота затухающих колебаний. Связь логарифмического декремента затухания и коэффициента затухания. Физический смысл коэффициента затухания. Добротность колебательной системы и ее связь с логарифмическим декрементом затухания при слабом затухании.

  13. Вынужденные колебания. Получить уравнение вынужденных колебаний − неоднородное линейное дифференциальное уравнение с постоянными коэффициентами. Записать решение этого уравнения. Получить выражение для амплитуды установившихся вынужденных колебаний. Получить выражение для отставания фазы установившихся вынужденных колебаний от фазы вынуждающей силы.

  14. Механический резонанс. Резонансные кривые при различных значениях коэффициента затухания. Фазовые резонансные кривые при различных значениях коэффициента затухания.


^ ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ


  1. Статистический (молекулярно-кинетический) и термодинамический методы исследования. Основные положения молекулярно-кинетической теории газов. Термодинамические системы (открытая, закрытая, изолированная). Состояние системы (равновесное и неравновесное), Процессы (равновесные и неравновесные; обратимые и необратимые). Температура и ее измерение.

  2. Идеальный газ. Эмпирические законы идеального газа. Закон Бойля − Мариотта для изотермических процессов. Закон Дальтона. Уравнение состояния идеального газа − уравнение Клайперона-Менделеева (в трех формах записи).

  3. Идеальный газ. Эмпирические законы идеального газа. Закон Шарля − Гей-Люссака для изохорных процессов; термический коэффициент расширения (объемный коэффициент расширения). Закон Дальтона. Уравнение состояния идеального газа − уравнение Клайперона-Менделеева (в трех формах записи).

  4. Идеальный газ. Эмпирические законы идеального газа. Закон Гей-Люссака для изобарных процессов; термический коэффициент давления (температурный коэффициент давления). Закон Дальтона. Уравнение состояния идеального газа − уравнение Клайперона-Менделеева (в трех формах записи).

  5. Вывод основного уравнения молекулярно кинетической теории идеального газа (в трех формах записи). Молекулярно-кинетическое толкование температуры.

  6. Функция распределения вероятности или плотность вероятности. Вычисление среднего значения физической величины. Распределение Максвелла по скоростям. Физический смысл функции распределения Максвелла по скоростям; ее графики при различных температурах и массах молекул газа. Наиболее вероятная, среднеарифметическая и среднеквадратичная скорости молекул. Функция распределения Максвелла по относительным скоростям. Функция распределения молекул по их кинетическим энергиям поступательного движения. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы. Экспериментальная проверка закона распределения молекул по скоростям − опыт Штерна.

  7. Вывод барометрической формулы. Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле. Объединенный закон Максвелла-Больцмана.

  8. Внутренняя энергия идеального газа. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Число степеней свободы. Число степеней свободы одно-, двух- и трехатомных молекул. Средняя энергия молекулы идеального газа при данной температуре.

  9. Способы изменения внутренней энергии. Количество теплоты. Теплообмен и способы его осуществления. Теплопроводность; конвекция; излучение. I начало термодинамики. Работа, совершаемая газом при изменении его объема (при постоянном давлении; при непостоянном давлении). Теплоемкость: теплоемкость тела, удельная, молярная теплоемкости; их взаимосвязь и единицы измерения. Классическая теория теплоемкости газов и ее недостатки.

  10. I начало термодинамики, его применение к изохорному процессу идеального газа. Изменение внутренней энергии, количество теплоты, полученное идеальным газом, его работа и теплоемкость при изобарном процессе идеального газа.

  11. I начало термодинамики, его применение к изобарному процессу идеального газа. Изменение внутренней энергии, количество теплоты, полученное идеальным газом, его работа и теплоемкость при изобарном процессе идеального газа. Формула Майера. Физический смысл универсальной газовой постоянной.

  12. I начало термодинамики, его применение к изотермическому процессу идеального газа. Изменение внутренней энергии, количество теплоты, полученное идеальным газом, его работа и теплоемкость при изотермическом процессе идеального газа.

  13. Применение I начала термодинамики к адиабатному процессу идеального газа. Изменение внутренней энергии и его работа при адиабатном процессе. Теплоемкость при адиабатном процессе. Показатель адиабаты. Уравнение Пуассона; уравнение адиабаты в T-V координатах.

  14. Обратимые и необратимые процессы. Прямые и обратные циклы. II начало термодинамики; его формулировки. Тепловая машина; ее составные элементы; к.п.д. тепловой машины. Холодильная машина; холодильный коэффициент.

  15. Цикл Карно. Максимальный коэффициент полезного действия тепловой машины. Коэффициент полезного действия тепловой машины, действующей по циклу Карно (теорема Карно). Приведенная теплота. Цикл Карно в T-S координатах. Доказательство теоремы Карно.

  16. Энтропия. Закон возрастания энтропии. Неравенство Клаузиуса. Термодинамическое тождество или второе начало термодинамики для равновесных процессов. Энтропия идеального газа. Вычисление изменения энтропии идеального газа при изохорном процессе, при изобарном и изотермическом процессах.

  17. Термодинамическая вероятность состояния системы и ее связь с энтропией. Необратимые процессы. Статистический смысл II начала термодинамики; формула Больцмана. III начало термодинамики (теорема Нернста) и его следствия.

  18. Реальные газы. Межмолекулярные силы взаимодействия; их природа и зависимость от межмолекулярного расстояния. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Поправки Ван-дер-Ваальса и силы межмолекулярного взаимодействия.

  19. Экспериментальные изотермы реальных газов и их сравнение с изотермами Ван-дер-Ваальса. Участки изотерм Ван-дер-Ваальса, соответствующие неустойчивым состояниям перегретой жидкости и пересыщенному пару. Понятие о фазовых переходах. Фазовые переходы I и II рода.

  20. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона. Отрицательный и положительный эффекты Джоуля –Томсона. Температура инверсии эффекта Джоуля-Томсона. Применение эффекта Джоуля-Томсона.


^ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ


  1. Электрический заряд. Электрическое поле. Свойства заряда. Понятие точечного заряда. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Силовые линии напряженности электрического поля; их свойства. Напряженность электрического поля точечного заряда.

  2. Электрический диполь. Применяя принцип суперпозиции, получить формулу для расчета напряженности электростатического поля точечного диполя в точке, лежащей на продолжении оси диполя; получить формулу для расчета напряженности электростатического поля точечного диполя в точке, лежащей на перпендикуляре, восстановленном к оси диполя из центра этой оси. Электрический диполь в однородном электростатическом поле. Электрический диполь в неоднородном электростатическом поле.

  3. Потенциал (φ) электростатического поля. Потенциал поля, созданного точечным зарядом. Связь между силовой и энергетической характеристикой электростатического поля: а) по известной функции φ(x,y,z)) – найти напряженность () электростатического поля; б) по известной функции - определить разность потенциалов (φ12) между двумя точками в пространстве. Теорема о циркуляции (в интегральной и дифференциальной формах) вектора напряженности электростатического поля. Понятие потенциального поля. Эквипотенциальные поверхности. Направление вектора напряженности электрического поля вблизи эквипотенциальной поверхности.

  4. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Остроградского-Гаусса (в интегральной и дифференциальной формах) для электростатического поля в вакууме. Ее применение для расчета напряженности электростатического поля, созданного равномерно заряженной бесконечной плоскостью; созданного двумя бесконечными параллельными разноименно заряженными плоскостями, имеющих равные по модулю поверхностные плотности зарядов.

  5. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Остроградского-Гаусса (в интегральной и дифференциальной формах) для электростатического поля в вакууме. Ее применение для расчета напряженности электростатического поля равномерно заряженной сферической поверхности; для расчета напряженности электростатического поля заряда q, равномерно распределенного в вакууме по объему шара радиуса R.

  6. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Остроградского-Гаусса (в интегральной и дифференциальной формах) для электростатического поля в вакууме. Ее применение для расчета напряженности электростатического поля, созданного равномерно заряженной бесконечной нитью.

  7. Диэлектрики (однородные, неоднородные, изотропные, анизотропные). Свободные (сторонние) и связанные (поляризационные) заряды. Полярные и неполярные молекулы. Типы диэлектриков и виды поляризации. Поляризуемость молекулы. Поляризация диэлектрика. Вектор поляризованности (поляризации). Диэлектрическая восприимчивость. Напряженность электростатического поля в диэлектрике. Вывод формулы, связывающей поверхностную плотность связанных зарядов и нормальную составляющую вектора поляризации. Поток вектора поляризованности диэлектрика.

  8. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в диэлектриках (в интегральной и дифференциальной формах). Вектор электрического смещения. Диэлектрическая проницаемость.

  9. Электростатическое поле на границе двух диэлектриков. Вывод граничных условий для тангенциальных и нормальных составляющих векторов напряженности электрического поля (E) и вектора электрического смещения (D) на границе раздела двух диэлектриков. Закон преломления линий напряженности электростатического поля и линий электрического смещения на границе раздела диэлектриков.

  10. Равновесное распределение зарядов в проводнике. Электростатическое поле внутри проводника. Необходимые условия равновесного распределения зарядов в проводнике. Электростатическая защита.

  11. Связь векторов напряженности электростатического поля () и электрического смещения () вблизи поверхности проводника с поверхностной плотностью свободных зарядов на проводнике (вывод соответствующих формул для случаев проводник-вакуум и проводник-диэлектрик). Зависимость распределения заряда по поверхности проводника от его геометрии. Явление истечения заряда с острия.

  12. Вывод формулы, связывающей величину поверхностной плотности связанного заряда однородного диэлектрика, граничащего с заряженным проводником, и поверхностной плотности заряда этого проводника.

  13. Общая задача электростатики. Уравнение Пуассона; уравнение Лапласа. Теорема единственности.

  14. Электроемкость. Электроемкость уединенного проводника. Электроемкость шара. Взаимная электроемкость двух проводников. Конденсаторы. Электроемкость плоского конденсатора. Вывод формулы для расчета электроемкости батареи конденсаторов, соединенных параллельно. Предельное допустимое напряжение при параллельном соединении конденсаторов.

  15. Электроемкость. Электроемкость плоского конденсатора. Вывод формулы для определения электроемкости конденсаторов при их последовательном соединении. Предельное допустимое напряжение при параллельном и последовательном соединении конденсаторов.

  16. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии электростатического поля. Энергия взаимодействия неподвижных точечных зарядов. Энергия уединенного проводника и энергия заряженного конденсатора.

  17. Электрический ток. Условия существования электрического тока. Характеристики электрического тока. Связь плотности тока с зарядом, концентрацией и скоростью упорядоченного движения носителей тока. Уравнение непрерывности в интегральной и дифференциальной формах. Условие стационарности тока (в интегральной и дифференциальной формах).

  18. Закон Ома. Закон Ома для однородного участка цепи. Закон Ома в дифференциальной форме (вывод соответствующей формулы). Связь скорости направленного движения носителей тока с вектором напряженности электрического поля. Электрическое поле проводника, по которому течет постоянный ток. Сопротивление проводников. Явление сверхпроводимости.

  19. Сторонние силы. Циркуляция вектора напряженности поля сторонних сил. Электродвижущая сила. Разность потенциалов. Напряжение. Закон Ома для неоднородного участка цепи или обобщенный закон Ома. Закон Ома для замкнутой неоднородной цепи.

  20. Закон Джоуля-Ленца. Удельная мощность тока. Вывод закона Джоуля-Ленца в дифференциальной форме

  21. Электропроводность металлов. Классическая теория электропроводности металлов. Ее экспериментальное обоснование (Опыты Рикке; опыты Мандельштама и Папалекси; опыты Толмена и Стюарта). Достоинства и недостатки классической теории электропроводности металлов.

  22. Магнитное поле и его свойства. Закон Ампера для силы взаимодействия двух параллельных токов. Магнитный момент контура с током. Вектор магнитной индукции. Линии магнитной индукции, их свойства.

  23. Принцип суперпозиции магнитных полей. Закон Био-Савара-Лапласа. Их применение для расчета магнитного поля в произвольной точке, создаваемого прямым проводником с током, имеющим конечную длину; бесконечную длину; для расчета магнитного поля, созданного круговым контуром с током радиуса R, в точке, расположенной на расстоянии b от контура на оси, перпендикулярной его плоскости.

  24. Закон полного тока (теорема о циркуляции) для магнитного поля в вакууме в интегральной и дифференциальной формах. Применение закона полного тока для расчета магнитного поля, создаваемого прямым бесконечным проводником с током. Соленоид. Применение закона полного тока для расчета магнитного поля бесконечного соленоида. Магнитное поле тороида. Применение закона полного тока для расчета магнитного поля, созданного безграничной проводящей плоскостью, по которой течет равномерно распределенный ток одного направления

  25. Вихревой характер магнитного поля. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Остроградского-Гаусса в интегральной и дифференциальной формах для магнитного поля. Магнитный поток соленоида, находящегося в вакууме.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Физические основы механики iconВопросы к экзамену по физике по разделам «Физические основы механики»,...
Материальная точка. Система отсчета. Скорость и ускорение. Траектория, путь, перемещение. Уравнение траектории

Физические основы механики iconI. Экзаменационные вопросы 1
«Физические основы механики. Статистическая физика и термодинамика» дисциплины «Физика»

Физические основы механики iconКоролевство Великобритания
«Математические начала натуральной философии», в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, ставшие основой...

Физические основы механики iconВопросы к модульному
Физические основы электрокардиографии. Физические основы реографии. Действие постоянного тока на ткани организма. Воздействие переменными...

Физические основы механики iconБ. Ю. Каплан физические основы получения информации
Физические основы получения информации: учебное пособие: в 2 ч. – М.: Мгупи, 2007. – Часть – с. 129

Физические основы механики iconПредварительный список вопросов к экзамену по физике
Механическое движение как простейшая форма движения материи. Представления о свойствах пространства и времени, лежащие в основе классической...

Физические основы механики icon1. физические основы работы полупроводниковых приборов
Энергетические уровни и зоны. Проводники, полупроводники и диэлектрики. Собственная электропроводность полупроводников

Физические основы механики icon«Физические основы процессов получения и преобразования информации»
Измерительный преобразователь как последовательная цепь дополнительных преобразователей, образующих измерительный тракт. 9

Физические основы механики iconЗадача на закон Архимеда. Задание по теме «Силы»
Что такое физика. Физические явления. Вещество. Физическое тело. Наблюдения и опыты. Физические величины. Измерение физических величин....

Физические основы механики iconЭкзаменационный билет №1 по дисциплине «Физика»
Что такое физика. Физические явления. Вещество. Физическое тело. Наблюдения и опыты. Физические величины. Измерение физических величин....

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов