【大学物理(一)知识点详解】
1. **角动量(动量矩)**:角动量是描述物体绕某一轴旋转运动状态的物理量,它与物体的质量、速度以及距离转轴的位置有关。题目中提到的系统对转轴的角动量可以通过公式计算:L = Iω,其中L是角动量,I是转动惯量,ω是角速度。对于题目中的问题,需要根据质量分布和速度计算转动惯量,然后确定角动量。
2. **电磁感应**:当导体在磁场中运动时,会产生电动势。题目中给出的轮子在均匀磁场中转动,根据法拉第电磁感应定律,轮子中心O与轮边缘b之间的感应电动势可以通过E=BLv计算,其中B是磁感应强度,L是有效长度,v是相对速度。电势最高点通常出现在切割磁感线速度最大的地方,即边缘。
3. **转动惯量与角速度的变化**:转动惯量是描述物体旋转难易程度的物理量,与物体的形状、质量和分布有关。当物体的形状或质量分布改变时,转动惯量也会变化。如果系统保持机械能守恒,角速度会随着转动惯量的减小而增大,因为总机械能等于动能和势能之和,动能与转动角速度的平方成正比。
4. **简谐振动与劲度系数**:简谐振动是由回复力与位移成正比的系统产生的振动。劲度系数k是衡量弹簧弹力大小与形变量关系的物理量,由胡克定律可知,k = mω²,其中m是质量,ω是角频率。
5. **冲量**:冲量是力在时间上的积累,I=FΔt,表示力作用在物体上导致动量改变的量。题目中的物体在力F作用下,冲量等于力的积分,即I = ∫F dt。
6. **热力学第二定律**:不可逆过程是指不能自发逆向进行的过程,从统计角度来看,它代表了熵的增加。热力学第二定律指出,一切实际过程总是朝着熵增大的方向进行。
7. **角动量守恒**:花样滑冰运动员收拢手臂时,系统的角动量保持不变。根据角动量守恒定律L = I₁ω₁ = I₂ω₂,其中I和ω分别代表转动惯量和角速度。当转动惯量减少时,角速度会相应增大。
8. **速率分布曲线**:速率分布曲线是统计物理学中描述气体分子速度分布的图形。曲线(a)对应较低的分子质量,因此是氦气的分布;曲线(c)对应较高的分子质量,因此是氩气的分布。
9. **振动能量**:弹簧振子的振动能量E等于1/2kA²,其中k是劲度系数,A是振幅。
10. **完全非弹性碰撞**:在完全非弹性碰撞中,两个物体碰撞后粘在一起,动量守恒但动能不守恒。根据动量守恒定律,可以求出碰撞后的共同速度,进而计算滑过的距离L。
**名词解释:**
1. **时间、空间的相对性**:相对论的基本概念,时间和空间的测量取决于观察者的相对运动状态。
2. **半波损失**:在光学中,当光波通过某些界面时,部分光波会在界面处反射,导致能量损失,通常发生在光从光密介质进入光疏介质时。
3. **光速不变原理**:爱因斯坦的相对论原理之一,光在真空中的速度对于所有惯性参照系来说是恒定的。
4. **光电效应**:光照射到金属表面时,如果光的能量足够大,可以使得电子从金属内部逸出的现象。
5. **波的干涉**:两个或多个波同时存在时,它们的振幅相加,形成新的波动现象,即干涉。
**选择题涉及的知识点**:
1. **安培环路定理**:电流产生的磁场强度与通过闭合路径的电流有关。
2. **转动惯量与稳定性**:当转动惯量最小时,物体最不稳定,容易持续转动。
3. **狭义相对论**:正确阐述物理定律的惯性参照系是等价的,光速在所有惯性参照系中是恒定的。
4. **简谐振动的角加速度**:细杆开始转动瞬间角加速度为0,到达竖直位置时由于重力做功,动能最大,角加速度也为0。
5. **引力势能与动能转换**:根据机械能守恒,引力做功转化为动能。
6. **高斯定理**:电场线不穿过封闭曲面,意味着曲面内的电荷代数和为零。
7. **静电场中的能量变化**:当电荷在静电场中移动,电场力做的功等于电荷势能的减少。
以上是针对《大学物理(一)》试题中的知识点详解,涵盖了力学、电磁学、热力学、光学等多个领域。这些知识点是物理学的基础,理解和掌握它们对于学习后续的物理课程至关重要。