物理竞赛实验讲义的基础知识(高中物理竞赛)
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高中物理竞赛辅导讲义 功能原理【基础知识】1、虚功法所谓虚功,就是假想某一个力做了一个微功。
“虚功法”,也叫“元功法”。
在物体处于静平衡的状态下,物体所受的合外力为零,在保持平衡的前提下,物体所受各个力的虚功总和为零。
用虚功法可以处理某些平衡问题,并且颇为简单。
2.伯努利方程如图所示,以流管中的ab 段理想流体为研究对象,在极短时间Δt (Δt →0)内,该段流体移至aꞌbꞌ,等效于aaꞌ之间的流体转移至bbꞌ之间,转移的流体质量Δm =ρS 1v 1Δt =ρS 2v 2Δt ,外力对该段流体做的功W =p1S 1v 1Δt −p 2S 2v 2Δt −Δmg (h 2−h 1)。
根据动能定理,有W = 12Δm v 22 − 12Δm v 12 即p 1S 1v 1Δt −p 2S 2v 2Δt −ρS 1v 1Δtg (h 2−h 1) = 12ρS 1v 1Δt (v 22−v 12) 整理得p 1+ρgh 1+12ρv 12 = p 2+ρgh 2+12ρv 22 即p +ρgh +12ρv 2=恒量,此式即为伯努利方程。
它表明,在惯性参考系中,当理想流体做定常流动时,一定流线上(或细流管内)各点的量p +ρgh +12ρv 2为一恒量。
流体水平流动时,或者高度差不显著时(如气体的流动)伯努利方程可表达为p +12ρv 2=恒量。
显然,在流动的流体中,压强跟流速有关,流速v 较大的地方压强p 较小。
【习题选编】1.如图所示,一轻质三足支架每边长均为l ,每边与竖直线成同一角度θ,三足置于光滑水平面上,且恒成一正三角形。
现悬挂一重为G 的重物,用一绳圈套在三足支架的三足上,使其不能改变与竖直线的夹角,试求绳中张力F T 。
2.如图所示,一个半径为R 的四分之一光滑球面置于水平桌面上。
球面上有一条光滑匀质软绳,一端固定于球面顶点A ,另一端恰好与桌面不接触,且单位长度软绳的质量为ρ。
求:(1)软绳A 端所受的水平拉力;(2)软绳所受球面的支持力;(3)软绳重心的位置。
高中物理竞赛知识点摘要:在高中物理竞赛中,掌握一定的物理知识点对于取得好成绩至关重要。
本文将介绍一些高中物理竞赛中常见的知识点,包括力学、热学、电磁学和光学等方面的内容。
通过学习和理解这些知识点,同学们可以更好地准备和应对物理竞赛。
一、力学1. 牛顿三定律:牛顿第一定律(惯性定律)、牛顿第二定律(力与加速度的关系)、牛顿第三定律(作用力和反作用力)。
2. 运动学:匀速直线运动、匀加速直线运动、曲线运动、圆周运动等基本概念和计算方法。
3. 力学中的几个关键概念:作用力、质量、重力、摩擦力、弹力、弹性势能、动能、功和功率等。
4. 牛顿运动定律的应用:通过具体问题的分析和计算,掌握牛顿运动定律在实际运动中的应用,如斜面运动、谐振运动等。
5. 天体运动:了解行星运动和开普勒定律,理解宇宙中的引力作用。
二、热学1. 温度和热量:热学基本概念,包括温度、热量、热平衡、比热容等。
2. 热传导和传热:热传导的基本原理和计算,了解传热的三种方式:导热、对流和辐射。
3. 热力学定律:热力学第一定律(能量守恒定律)、热力学第二定律(热不可逆过程、熵增原理)等。
4. 热力学循环和功率:热力学循环的工作原理与效率计算,了解功率的概念和计算方法。
三、电磁学1. 电荷和电场:电荷的性质和基本单位,电场的概念和计算方法。
2. 电位差和电势:电场中两点之间的电位差和电势差的概念和计算。
3. 电流和电阻:电流的定义和计算,欧姆定律及其在电路中的应用。
4. 电路分析和电路图:串联、并联、混联电路的分析,理解电路图的符号和组成。
5. 磁场和电磁感应:磁场的产生和性质,电磁感应的基本原理和应用,包括法拉第电磁感应定律等。
四、光学1. 光的直线传播和折射:光的直线传播和折射的基本规律与计算方法,了解光的折射定律和斯涅尔定律。
2. 光的反射:光的反射定律和镜面成像的基本原理。
3. 光的干涉与衍射:理解干涉和衍射的基本概念和现象,了解杨氏双缝干涉和单缝衍射的基本原理。
2020高中物理竞赛实验讲义苏州中学竞赛讲义24用动态悬挂法测定杨氏模量【实验原理】理论上可以得出用动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量: 24360671f dm l .E (1) 式中l 为棒长,d 为棒的直径,m 为棒的质量。
如果在实验中测定了试样(棒)在不同温度时的固有频率f ,即可计算出试样在不同温度时的杨氏模量E 。
【实验装置】(1)传感器I (激振):把电信号转变成机械振动。
(2)试样棒:由悬线把机械振动传给试样,使试样受迫作横振动。
(3)传感器II (拾振):这时机械振动又转变成电信号。
(4)示波器:观察传感器II 转化的电信号大小。
【实验内容】1. 测定试样的长度l 、直径d 和质量m 。
每个物理量各测五次。
2. 在室温下不锈钢和铜的杨氏模量分别为2×1011牛顿·米-2和1.2×1010牛顿·米-2,先由公式(1)估算出共振频率f ,以便寻找共振点。
3. 把试样棒用细钢丝挂在测试台上,试样棒的位置约距离端面l .2240和l .7760处,悬挂时尽量避开这两个位置。
4. 把YM-2型信号发生器的输出与YM —2型测试台的输入相连,测试台的输出与放大器的输入相接,放大器的输出与示波器的CH1(或CH2)输入相接。
5. 把示波器触发信号选择开关置于“内置”,CH1增益置于最小档。
极性置于“AC”,X-Y 旋钮弹起。
6. 打开示波器,把YM-2型信号发生器的频率调至估算得出的频率附近,调节示波器触发电平旋钮,直至示波屏上出现稳定的正弦波形。
7. 因试样共振状态的建立需要有一个过程,且共振峰十分尖锐,因此在共振点附近调节信号频繁率时,必须十分缓慢地进行,直至示波器示波屏上出现最大的信号。
8. 记下室温下的共振频率f ,求出材料的杨氏模量E 。
9. 本实验用铜棒和钢棒各做一次。
【数据处理】1. 估算金属棒的长度l 、直径d 、和质量m 的测量值及其不确定度。
高中物理竞赛讲义目录高中物理竞赛讲义 (1)第0部分绪言 (5)一、高中物理奥赛概况.....................................错误!未定义书签。
二、知识体系....................................................错误!未定义书签。
第一部分力&物体的平衡 (5)第一讲力的处理 (13)第二讲物体的平衡 (15)第三讲习题课 (16)第四讲摩擦角及其它 (21)第二部分牛顿运动定律 (24)第一讲牛顿三定律 (24)第二讲牛顿定律的应用 (25)第二讲配套例题选讲 (35)第三部分运动学 (35)第一讲基本知识介绍 (35)第二讲运动的合成与分解、相对运动 (37)第四部分曲线运动万有引力 (40)第一讲基本知识介绍 (40)第二讲重要模型与专题 (42)第五部分动量和能量 (52)第一讲基本知识介绍 (52)第二讲重要模型与专题 (55)第三讲典型例题解析 (70)第六部分振动和波 (70)第一讲基本知识介绍 (70)第二讲重要模型与专题 (75)第三讲典型例题解析 (86)第七部分热学 (86)一、分子动理论 (87)二、热现象和基本热力学定律 (89)三、理想气体 (91)四、相变 (98)五、固体和液体 (102)第八部分静电场 (103)第一讲基本知识介绍 (104)第二讲重要模型与专题 (107)第九部分稳恒电流 (120)第一讲基本知识介绍 (120)第十部分磁场 (134)第一讲基本知识介绍 (134)第二讲典型例题解析 (138)第十一部分电磁感应 (146)第一讲、基本定律 (146)第二讲感生电动势 (150)第三讲自感、互感及其它 (154)第十二部分量子论 (157)第一节黑体辐射 (158)第二节光电效应 (161)第三节波粒二象性 (168)第四节测不准关系 (172)第0部分绪言全国中学生物理竞赛内容提要--理论基础(2013年开始实行)说明:.本次拟修改的部分用楷黑体字表示,新补充的内容将用“※”符号标出,作为复赛题和决赛题增补的内容;※※则表示原属预赛考查内容,在本次修改中建议改成复赛、决赛考查的内容。
高中物理竞赛辅导讲义第2篇 运动学【知识梳理】一、匀变速直线运动二、运动的合成与分解运动的合成包括位移、速度和加速度的合成,遵从矢量合成法则(平行四边形法则或三角形法则)。
我们一般把质点对地或对地面上静止物体的运动称为绝对运动,质点对运动参考照系的运动称为相对运动,而运动参照系对地的运动称为牵连运动。
以速度为例,这三种速度分别称为绝对速度、相对速度、牵连速度,则v 绝对 = v 相对 + v 牵连或 v 甲对乙 = v 甲对丙 + v 丙对乙位移、加速度之间也存在类似关系。
三、物系相关速度正确分析物体(质点)的运动,除可以用运动的合成知识外,还可充分利用物系相关速度之间的关系简捷求解。
以下三个结论在实际解题中十分有用。
1.刚性杆、绳上各点在同一时刻具有相同的沿杆、绳的分速度(速度投影定理)。
2.接触物系在接触面法线方向的分速度相同,切向分速度在无相对滑动时亦相同。
3.线状交叉物系交叉点的速度,是相交物系双方运动速度沿双方切向分解后,在对方切向运动分速度的矢量和。
四、抛体运动: 1.平抛运动。
2.斜抛运动。
五、圆周运动: 1.匀速圆周运动。
2.变速圆周运动:线速度的大小在不断改变的圆周运动叫变速圆周运动,它的角速度方向不变,大小在不断改变,它的加速度为a = a n + a τ,其中a n 为法向加速度,大小为2n v a r =,方向指向圆心;a τ为切向加速度,大小为0lim t v a tτ∆→∆=∆,方向指向切线方向。
六、一般的曲线运动一般的曲线运动可以分为很多小段,每小段都可以看做圆周运动的一部分。
在分析质点经过曲线上某位置的运动时,可以采用圆周运动的分析方法来处理。
对于一般的曲线运动,向心加速度为2n v a ρ=,ρ为点所在曲线处的曲率半径。
七、刚体的平动和绕定轴的转动1.刚体所谓刚体指在外力作用下,大小、形状等都保持不变的物体或组成物体的所有质点之间的距离始终保持不变。
刚体的基本运动包括刚体的平动和刚体绕定轴的转动。
最新高中物理竞赛讲义(完整版)目录最新高中物理竞赛讲义(完整版) (1)第0部分绪言 (5)一、高中物理奥赛概况 (5)二、知识体系 (5)第一部分力&物体的平衡 (6)第一讲力的处理 (6)第二讲物体的平衡 (8)第三讲习题课 (9)第四讲摩擦角及其它 (13)第二部分牛顿运动定律 (15)第一讲牛顿三定律 (16)第二讲牛顿定律的应用 (16)第二讲配套例题选讲 (24)第三部分运动学 (24)第一讲基本知识介绍 (24)第二讲运动的合成与分解、相对运动 (26)第四部分曲线运动万有引力 (28)第一讲基本知识介绍 (28)第二讲重要模型与专题 (30)第三讲典型例题解析 (38)第五部分动量和能量 (38)第一讲基本知识介绍 (38)第二讲重要模型与专题 (40)第三讲典型例题解析 (53)第六部分振动和波 (53)第一讲基本知识介绍 (53)第二讲重要模型与专题 (57)第三讲典型例题解析 (66)第七部分热学 (66)一、分子动理论 (66)二、热现象和基本热力学定律 (68)三、理想气体 (70)四、相变 (77)五、固体和液体 (80)第八部分静电场 (81)第一讲基本知识介绍 (81)第二讲重要模型与专题 (84)第九部分稳恒电流 (95)第一讲基本知识介绍 (95)第二讲重要模型和专题 (98)第十部分磁场 (107)第一讲基本知识介绍 (107)第二讲典型例题解析 (111)第十一部分电磁感应 (117)第一讲、基本定律 (117)第二讲感生电动势 (120)第三讲自感、互感及其它 (124)第十二部分量子论 (127)第一节黑体辐射 (127)第二节光电效应 (130)第三节波粒二象性 (136)第四节测不准关系 (139)第0部分绪言一、高中物理奥赛概况1、国际(International Physics Olympiad 简称IPhO)① 1967年第一届,(波兰)华沙,只有五国参加。
欧姆定律一、电阻的大小1、电阻的计算式(欧姆定律)U R I =2、电阻的决定式(电阻定律)l R Sρ= 微观解释:电阻产生的原因,是定向移动的自由电子与原子核碰撞。
长度越长,碰撞概率越大 横截面积越大,碰撞概率越小 3、电阻率与温度的关系:0(1)t ρρα=+微观解释:对于金属:温度高,分子热运动剧烈,碰撞概率大,电阻升高,α为正值 对于绝缘体:温度高,更多电子挣脱束缚,成为自由电子,电阻降低,α为负值二、网络电阻的化简1、利用电路的对称性进行折叠、翻转、合并拆分(1)设网络电阻的两端点为A 和B 。
AB 的这根对称轴两侧的对称是“完全对称”。
可以看成是两条支路并联,因此只需计算一条支路的电阻,并将总电阻除以2,相当于将原电路沿AB 折叠,电阻变粗,电阻值减半。
如果电阻就在对称轴上,相当于是中间一条支路上的电阻,则折叠过程中不受影响 (2)AB 中垂线的两侧具有不完全的对称性。
虽然电阻网络的分布是对称的,但是电路中电势的分布是不对称的,一边高一边低。
由这种不完全的对称性可以得到: <1>中垂线上各点电势相等①等电势的点之间,可以用导线任意连接②等势点间若存在电阻,则此支路上电流为0,可将此支路断开 <2>对称的支路上电流大小相等,因此可以将节点处的电路分离 2、利用电路的自相似性进行化简弄清究竟谁和谁自相似自相似性一般适用于半无限网络。
注意相似比的大小 3、等效电路在不改变电路性质的情况下,可以对电路进行变形、翻转,导线可以伸缩移动(节点移动不能跨过电路元件),三维图形可以“压扁”为二维图形。
4、电流注入法用均匀电阻线做成的正方形回路,如图,由九个相同的小正方形组成.小正方形每边的电阻均为r=8Ω.(1)在A 、B 两点问接入电池,电动势E=5.7V ,内阻不计,求流过电池的电流强度.(2)若用导线连接C 、D 两点,求通过此导线的电流(略去导线的电阻).电阻丝无限网络如图所示,每一段金属丝的电阻均为r,试求A、B两点间的等效电阻R AB.由十二个相同的电阻连接成一个立方体框架,若每个电阻的阻值均为R问从立方体八个顶点中的任意两个顶点测量时立方体的总电阻等于多少?1.三个相同的金属圈两两相交地焊接成如图所示的形状,若每一金属圈的原长电阻(即它断开时测两端的电阻)为R,试求图中A、B两点之间的电阻.【解析】从图看出,整个电阻网络相对A、B两点具有上、下对称性,因此可上、下压缩成如图所示的等效简化网络,其中r为原金属圈长度部分的电阻,即有:r=R/4图网络中从A点到O点电流与从O点到B点的电流必相同;从A′点到O点的电流与从O点到B′点电流必相同.因此可将O点断开,等效成图所示简化电路.rB′A′Ar/2r/2r/2r/2r rrOBA继而再简化成如图所示的电路:最后可算得: R AB =1225512r r r -+=() 即有R AB =5R/48.如图所示,无限旋转内接正方形金属丝网络由一种粗细一致、材料相同的金属丝构成,其中每个内接正方形的顶点都在外侧正方形四边中点上.已知与最外侧正方形边长相同的同种金属丝A'B'的电阻为R 0,求网络中:(1)A 、C 两端间等效电阻R AC . (2)E 、G 两端间等效电阻R EG .例1. 如图所示,框架是用同种金属丝制成的,单位长度的电阻为ρ,一连串内接等边三角形的数目可认为趋向无穷,取AB 边长为a ,以下每个三角形的边长依次减小一半,则框B ′BA ′Ar rrrr/2r/2 r/2r/2Arr B ′BA ′r/2r/2架上A 、B 两点间的电阻为多大?从对称性考虑原电路可以用如图所示的等效电路来代替,同时我们用电阻为2ABR 的电阻器来代替由无数层“格子”所构成的“内”三角,并且电阻是RAB 这样的,AB x R R =,R αρ=因此/2/2()()/2/2x x x x x RR RR R R R R R R R R R =+⋅++++解此方程得到:111)33AB x R R R a ρ===如图所示是一个由电阻丝构成的平面正方形无穷网络,各小段的电阻为R ,求A 、B 两点间的等效电阻.若将A 、B 间的一小段电阻丝换成电阻为4R 的另一小段电阻丝.试问换后A 、B 间的等效电阻是多少?解析:设想内阻极大的电源加在A 和地(或无穷远)之间,使由A 点流进网络的电流为I ,则由对称性可知,流过AB 的电流为4I.假设拆去此电源,在B 点和地(或无究远)之间加上另一内AB BR2/阻极大的电源,使由B 点流出网络的电流强度为I,由对称性可知,流过AB 的电流仍为4I.若把上述电源同时加上,则由叠加原理可知,流过AB 的电流为442I I I+=.设AB 间的等效电阻为R AB ,所以:2AB I IR R =⋅2AB R R =外的其它电阻丝构成的网络的电阻为R0,则整个电阻可以看成是除A 、B 间电阻丝与R0的并联.则:002AB R R RR R R ==+ 0R R =当A 、B 间的一小段电阻丝换成电阻为4R 时,则:004'0.84AB R RR R R R⋅==+.有一无限平面导体网络,它由大小相同的正六边形网眼组成,如图所示.所有六边形每边的电阻均为R 0. (1)求结点a 、b 间的电阻.(2)如果有电流I 由a 点流入网络,由g 点流出网络,那幺流过de 段电阻的电流I de 为多大?【解析】(1)设有电流I 自a 点流入,流到四面八方无穷远处,那么必有3/I 电流由a 流向c ,有6/I电流由c 流向b .再假设有电流I 由四面八方汇集b 点流出,那么必有6/I 电流由a 流向c ,有3/I电流由c 流向b .将以上两种情况综合,即有电流I 由a 点流入,自b 点流出,由电流叠加原理可知263II I I ac =+=(由a 流向c ) 263I I I I cb =+=(由c 流向b )因此,a 、b 两点间等效电阻000R I R I R I I U R cb ac AB AB =+==(2)假如有电流I 从a 点流进网络,流向四面八方,根据对称性,可以设 A I I I I ===741B I I I I I I I ======986532应该有I I I A =+B 63因为b 、d 两点关于a 点对称,所以A be deI I I 21=='同理,假如有电流I 从四面八方汇集到g 点流出,应该有 BdeII =''最后,根据电流的叠加原理可知()I I I I I I I I B A B A de dede 61636121=+=+=''+'=如图,有一三角形的无穷长电路其中每个电阻阻值均为R ,求AB 间的等效电阻R AB 。
高中物理竞赛辅导讲义第8篇 稳恒电流【知识梳理】一、基尔霍夫定律(适用于任何复杂电路) 1. 基尔霍夫第一定律(节点电流定律)流入电路任一节点(三条以上支路汇合点)的电流强度之和等于流出该节点的电流强度之和。
即∑I =0。
若某复杂电路有n 个节点,但只有(n −1)个独立的方程式。
2. 基尔霍夫第二定律(回路电压定律)对于电路中任一回路,沿回路环绕一周,电势降落的代数和为零。
即∑U =0。
若某复杂电路有m 个独立回路,就可写出m 个独立方程式。
二、等效电源定理1. 等效电压源定理(戴维宁定理)两端有源网络可以等效于一个电压源,其电动势等于网络的开路端电压,其内阻等于从网络两端看除源(将电动势短路,内阻仍保留在网络中)网络的电阻。
2. 等效电流源定理(诺尔顿定理)两端有源网络可等效于一个电流源,电流源的电流I 0等于网络两端短路时流经两端点的电流,内阻等于从网络两端看除源网络的电阻。
三、叠加原理若电路中有多个电源,则通过电路中任一支路的电流等于各个电动势单独存在时,在该支路产生的电流之和(代数和)。
四、Y−△电路的等效代换如图所示的(a )(b )分别为Y 网络和△网络,两个网络中的6个电阻满足一定关系时完全等效。
1. Y 网络变换为△网络122331123R R R R R R R R ++=, 122331231R R R R R R R R ++=122331312R R R R R R R R ++=2. △网络变换为Y 网络12311122331R R R R R R =++,23122122331R R R R R R =++,31233122331R R R R R R =++五、电流强度与电流密度 1.电流强度 (1)定义式:q I t∆=∆。
(2)宏观决定式:U I R=。
(3)微观决定式:I neSv =。
2.电流密度在通常的电路问题中,流过导线截面的电流用电流强度描述就可以了,但在讨论大块导体中电流的流动情况时,用电流强度描述就过于粗糙了。
第一章运动学第一节质点运动的基本概念赛点直击一、参考系二、位置、位移和路程三、平均速度和平均速率四、即时速度和即时速率五、加速度六、匀变速直线运动赛题解析赛法归纳1.物理模型的建立——将实际问题理想化2.图像法的巧用——包括示意图3.追击类问题的研究——必须把握临界条件第二节运动的合成与分解赛点直击一、矢量和标量二、矢量的标积和矢积三、运动的合成法则四、物系相关速度赛题解析赛法归纳1.参考系的变换——通过恰当选择参考系简化解题2.关联速度的探寻——包括微元方法,杠绳约束物系,接触物系,交叉物系等3.瞬心的寻找——处理转动问题时特别有效第三节抛体运动赛点直击一、平抛运动二、斜抛运动赛题解析赛法归纳1.参考系的变换——处理抛体运动的相遇问题时,在自由落体参考系中求解可使问题变得十分简单2.对称关系的巧用3.斜抛运动中的极值4.各种碰撞可能性的讨论第四节质点的圆周运动与螺旋运动赛点直击一、刚体的平动和绕定轴转动二、圆周运动的角量描述三、质点的螺旋运动赛题解析赛法归纳1.纯滚动问题的研究2.物理模型的建立3.曲率半径的确定和应用4.圆周运动中的倒转与周期重复性问题5.圆周运动切向与法向加速度的确定第五节综合题例典型例题第二章物体的平衡第一节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第二节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第三节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第四节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第五节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第六节综合题例典型例题第三章牛顿运动定律第一节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第二节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第三节赛点直击一、二、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第四节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第五节综合题例典型例题第四章动量和角动量第一节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第二节赛点直击二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第三节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第四节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第五节综合题例典型例题第五章能量赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第二节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第三节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第四节一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第五节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第六节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第七节综合题例典型例题第六章振动与波第一节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第二节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第三节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第四节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第五节综合题例典型例题第七章热学第一节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第二节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.3.4.第三节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第四节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第五节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.4.第六节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第七节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第八节综合题例典型例题第八章静电场第一节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第二节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第三节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第四节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第五节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第六节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第七节综合题例典型例题第九章稳恒电流第一节赛点直击一、二、三、四、赛法归纳1.2.3.4.第二节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第三节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第四节赛点直击一、二、三、四、赛题解析1.2.3.4.第五节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第六节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第七节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第八节综合题例典型例题第十章磁场与电磁感应第一节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第二节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第三节赛点直击一、二、三、四、赛法归纳1.2.3.4.第四节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第五节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第六节赛点直击一、二、三、四、赛题解析1.2.3.4.第七节综合题例典型例题第十一章交流电与电磁波第一节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第二节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第三节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第四节综合题例典型例题第十二章光学第一节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第二节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第三节赛点直击一、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第四节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第五节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第六节赛点直击一、二、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第七节赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第八节综合题例典型例题第十三章近代物理第一节原子结构赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第二节原子核赛点直击二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第三节时间和长度的相对论效应赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第四节相对论动力学基础和不确定关系赛点直击一、二、三、四、赛题解析赛法归纳1.2.3.4.第五节综合题例典型例题。
抛体运动一、抛体运动的分解1、平抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
2、斜抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动。
斜抛运动也可以看成沿初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
在斜面问题中,斜抛运动经常看成沿斜面的匀变速直线运动和垂直于斜面的匀变速直线运动。
例1、在倾角为α的下面顶端P点以初速度V水平抛出一个小球,最后落在斜面上的Q点,求:①小球在空中运动的时间以及P、Q间的距离②小球抛出多长时间后离开斜面的距离最大?最大距离是多少?例2、倾角为α的一个光滑斜面,由斜面上一点O通过斜面最大斜率的竖直平面内斜上抛一个小球,初速为v,抛出方向与斜面成β角,α+β<π/2.(1)若小球与斜面的每次碰撞不消耗机械能,并且小球在第n次与斜面相碰时正好回到抛射点O,试求α、β、n满足的关系式.(2)若小球与斜面每次碰撞后,与斜面垂直的速度分量满足:碰后的值是碰前值的e倍.0<e<1,并且小球在第n次与斜面相碰时正好回到抛射点O,试求α、β、n和e满足的关系式.(3)由(2),若其中第r次与斜面相碰时.小球正好与斜面垂直相碰.试证明此时满足关系式:e n-2e r+1=0二、斜抛运动的性质1、运动轨迹方程2、射高、最大射高,射程、最远射程射高:最大射高:射程:最远射程:例3、一个喷水池的喷头以相同的速率喷出大量水射流.这些水射流以与地面成00~900的所有角度喷出,竖直射流可高达2 .0m,如图所示.取g=10m/s2,试计算水射流在水池中落点所覆盖的圆的半径.例4、从离地面的高度为h的固定点A,将甲球以速度v0抛出,抛射角为α(O<α<π/2).若在A点前方适当的地方放一质量非常大的平板OG,让甲球与平板做完全弹性碰撞,并使碰撞点与A点等高,如图所示,则当平板倾角θ为恰当值时(0<θ<π/2),甲球恰好能回到A点.另有一个小球乙,在甲球自A点抛出的同时,从A点自由落下,与地面做完全弹性碰撞.试讨论v0,α,θ应满足怎样的一些条件,才能使乙球与地面碰撞一次后与甲球同时回到A点?3、包络线方程例5、初速度为v0的炮弹向空中射击,不考虑空气阻力,试求空间安全区域的边界方程.4、曲率半径例6、求抛物线y=kx2任意位置x0处的曲率半径。
高中物理竞赛辅导教程(新大纲版)一、力学部分1. 运动学- 基本概念:位移、速度、加速度。
位移是矢量,表示位置的变化;速度是描述物体运动快慢和方向的物理量,加速度则反映速度变化的快慢。
- 匀变速直线运动公式:v = v_0+at,x=v_0t+(1)/(2)at^2,v^2-v_{0}^2 = 2ax。
这些公式在解决直线运动问题时非常关键,要注意各物理量的正负取值。
- 相对运动:要理解相对速度的概念,例如v_{AB}=v_{A}-v_{B},在处理多个物体相对运动的问题时很有用。
- 曲线运动:重点掌握平抛运动和圆周运动。
平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动;圆周运动中要理解向心加速度a =frac{v^2}{r}=ω^2r,向心力F = ma的来源和计算。
2. 牛顿运动定律- 牛顿第二定律F = ma是核心。
要学会对物体进行受力分析,正确画出受力图。
- 整体法和隔离法:在处理多个物体组成的系统时,整体法可以简化问题,求出系统的加速度;隔离法用于分析系统内单个物体的受力情况。
- 超重和失重:当物体具有向上的加速度时超重,具有向下的加速度时失重,加速度为g时完全失重。
3. 动量与能量- 动量定理I=Δ p,其中I是合外力的冲量,Δ p是动量的变化量。
- 动量守恒定律:对于一个系统,如果合外力为零,则系统的总动量守恒。
在碰撞、爆炸等问题中经常用到。
- 动能定理W=Δ E_{k},要明确功是能量转化的量度。
- 机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的系统内,机械能守恒。
要熟练掌握机械能守恒定律的表达式E_{k1}+E_{p1}=E_{k2}+E_{p2}。
二、电磁学部分1. 电场- 库仑定律F = kfrac{q_{1}q_{2}}{r^2},描述真空中两个静止点电荷之间的相互作用力。
- 电场强度E=(F)/(q),电场线可以形象地描述电场的分布情况。
- 电势、电势差:U_{AB}=φ_{A}-φ_{B},电场力做功与电势差的关系W = qU。
分子运动论 理想气体状态方程一、分子运动论的基本观点1、一切物体都是由大量分子构成的 。
(1)阿伏伽德罗常数:N A =6.02*1023mol -11mol 物质含有的分子数(2)摩尔质量:M 或μ1mol 物质的质量2、分子做不停息的无规则运动,也称热运动。
(1)扩散现象:扩散的速度与温度(分子热运动的速率)和物质浓度梯度有关。
(2)布朗运动:悬浮微粒不停地做无规则运动的现象叫做布朗运动。
微粒受到四周分子的碰撞不均匀,有一定的随机性。
3、分子间同时存在着相互作用着的引力和斥力引力和斥力都随分子间距的变化而变化,但变化规律不同。
(1)分子间距r 很小时,斥力较大,引力较小,表现为分子间有排斥作用。
(2)引力和斥力都随着分子间距r 的增大而减小,但斥力减小的快,引力减小的慢。
(3)r =r 0时,引力与斥力平衡(4)分子间距r 继续增大时,斥力较小,引力较大,表现为分子间有吸引作用。
二、理想气体理想气体是一种理想模型,不同于真实气体。
1、分子是有质量但没有大小的小球2、碰撞均为弹性碰撞3、除了碰撞过程,忽略其他分子间相互作用力。
因此,忽略分子势能,只考虑分子动能三、理想气体压强的微观表达式2212323p n mv n ε== 例1:在边长为l 的立方体容器中,由于分子与容器壁的弹性碰撞产生压强。
已知单位体积内的分子数为n (分子数密度),分子的平均速度为v ,单个分子质量为m ,试推导压强的表达式。
例2、已知在真空中,动能为E K ,垂直向器壁飞行的银原子持续到达器壁上产生的压强为p 。
若银原子到达器壁后便吸附在器壁上,形成银层的密度为ρ,银的摩尔质量为μ,问银层增厚的速率多大?四、理想气体的状态方程(克拉帕龙方程)pV NRT = 或 p nkT =其中N 为气体的物质的量,n 为单位体积内的分子数,T 为热力学温度,单位开尔文(K ) 热力学温度和摄氏温度的换算公式为:T =t +273.15R 为普适气体恒量,R =8.31J•mol -1•K -1k 为波尔兹曼常数,k =1.38*10-23J•K -1其中:A R kN =五、一些常见的概念1、气体处于一个标准大气压,零摄氏度的状态,称为标准状态2、一个标准大气压,也可以表示为1atm=1.03*105Pa=76cmHg3、在标准状态下,1mol 气体的体积为22.4L例3、有1个两端开口、粗细均匀的U 型玻璃细管,放置在竖直平面内,处在压强为p 0的大气中、两个竖直支管的高度均为h ,水平管的长度为2h ,玻璃细管的半径为r,r<<h ,今将水平管内灌满密度为ρ的水银,如图所示.(1)如将U 型管两个竖直支管的开口分别封闭起来,使其管内空气压强均等于大气压强.问当U 形管向右作匀加速移动时,加速度应多大才能使水平管内水银柱长度稳定为5h/3.(2)如将其中一个竖直支管的开口封闭起来,使其营内气体压强为1大气压.问当U 形管绕以另一个竖直支管(开口的)为轴作匀速转动时,转数n 为多大才能使水平管内水银柱长度稳定为5h/3(U 形管作以上运动时一均不考虑管内水银液面的倾斜).例4、如图,在一根上端开口,下端封闭的竖直玻璃管内,下段有60cm长的水银柱,中段有18cm的空气柱,上段有45cm长的水银柱,水银面恰好和管口平齐。
最新高中物理竞赛讲义(完整版)目录最新高中物理竞赛讲义(完整版) (1)第0部分绪言 (3)一、高中物理奥赛概况 (3)二、知识体系 (3)第一部分力&物体的平衡 (4)第一讲力的处理 (4)第二讲物体的平衡 (6)第三讲习题课 (6)第四讲摩擦角及其它 (10)第二部分牛顿运动定律 (12)第一讲牛顿三定律 (12)第二讲牛顿定律的应用 (12)第二讲配套例题选讲 (19)第三部分运动学 (20)第一讲基本知识介绍 (20)第二讲运动的合成与分解、相对运动 (21)第四部分曲线运动万有引力 (23)第一讲基本知识介绍 (23)第二讲重要模型与专题 (24)第三讲典型例题解析 (32)第五部分动量和能量 (32)第一讲基本知识介绍 (32)第二讲重要模型与专题 (34)第三讲典型例题解析 (45)第六部分振动和波 (45)第一讲基本知识介绍 (45)第二讲重要模型与专题 (48)第三讲典型例题解析 (57)第七部分热学 (57)一、分子动理论 (57)二、热现象和基本热力学定律 (59)三、理想气体 (60)四、相变 (66)五、固体和液体 (70)第八部分静电场 (70)第一讲基本知识介绍 (70)第二讲重要模型与专题 (73)第九部分稳恒电流 (82)第一讲基本知识介绍 (82)第二讲重要模型和专题 (86)第十部分磁场 (94)第一讲基本知识介绍 (94)第二讲典型例题解析 (97)第十一部分电磁感应 (102)第一讲、基本定律 (102)第二讲感生电动势 (105)第三讲自感、互感及其它 (108)第十二部分量子论 (111)第一节黑体辐射 (111)第二节光电效应 (113)第三节波粒二象性 (119)第四节测不准关系 (122)第0部分绪言一、高中物理奥赛概况1、国际(International Physics Olympiad 简称IPhO)① 1967年第一届,(波兰)华沙,只有五国参加。
受力分析是高中物理一项重要的基本功,包含常见力的性质,平衡力的规律两大基本内容。
本讲我们从常见模型一点点的入手逐步巩固的复习。
第一部分:常见力知识点睛1.弹力的性质以及规律弹力是由于形变长生的力,具体的体现在弹簧,接触面,杆,绳等。
弹簧弹力:胡克定律F kx =.轻绳:弹力方向沿绳且指向绳收缩方向轻杆:与轻绳不同,轻杆的弹力可以指向任意方向 面和面:弹力垂直于接触面 球和球:弹力沿两球球心连线难点:轻杆的弹力,可以自由转动的轻杆只有两个受力点时,弹力一定沿杆方向,可以是拉力也可 以是压力。
对于多个点受力的轻杆,必须用力矩平衡与力平衡规律联立分析。
2.判断弹力有无:①消除法:去掉与研究对象接触的物体,看研究对象能否保持原状态,若能则说明此处弹力不存在,若不能则说明弹力存在.如图:球A 静止在平面B 和平面C 之间,若小心去掉B ,球静止,说明平面B 对球A 无弹力,若小心去掉C ,球将运动,说明平面C 对球有支持力.②假设法:假设接触处存在弹力,做出受力图,再根据平衡条件判断是否存在弹力.如图,若平面B 和平面C 对球的弹力都存在,那么球在水平方向上将不再平衡,故平面B 的弹力不存在,平面C 的弹力存在.③替换法:用轻绳替换装置中的轻杆,看能否维持原来的力学状态,如果可以,则杆提供的是拉力,如果不能,则提供支持力.3.判断摩擦物体间有相对运动或相对运动的趋势.有相对运动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力,有相对运动趋势时产生的摩擦力叫静摩擦力.①滑动摩擦力:N F F μ=,μ是动摩擦因数,与接触物体的材料和接触面的粗糙程度有关,与接触面的知识模块本讲导学第2讲 静力学复习讲述高端的,真正的物理学2高一·物理竞赛秋季班·第2讲·教师版大小无关.N F 表示压力大小,可见,在μ一定时,N F F ∝.②静摩擦力:其大小与引起相对运动趋势的外力有关,根据平衡条件或牛顿运动定律求出大小.静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力max F 之间,即max 0F F ≤≤.静摩擦力的大小与N F 无关,最大静摩擦力的大小与N F 有关.③方向:滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反. 判断静摩擦力的有无:在接触面粗糙,两物体接触且互相挤压的条件下,可使用下列方法假设法:假设没有静摩擦力,看物体是否发生相对运动,若发生,则存在相对运动趋势,存在静摩擦力.反推法:根据物体的状态和受力分析推出静摩擦力的大小和方向.4.摩擦角与自锁当物体与支持面之间粗糙,一旦存在相对运动趋势,就会受静摩擦力作用,设最大静摩擦因数为μ(中学不要求最大静摩擦因数跟动摩擦因数的区别),则最大静摩擦力为fM =μFN 。
物理竞赛必学知识点总结一、基础知识1. 物理学的基本概念物理学是研究非生物性质的基本科学,旨在解释自然界的各种现象和规律。
其基本概念包括质量、力、能量、运动及相互作用等。
2. 物理学的基本原理物理学的基本原理主要包括牛顿力学、电磁学、光学、热学、原子物理学等。
掌握这些基本原理对物理竞赛至关重要。
3. 基本计算方法物理竞赛中常涉及到各种物理量的计算,包括速度、加速度、力、功率等的计算方法。
4. 仪器使用物理实验和竞赛中需要用到各种物理仪器,如显微镜、望远镜、天平、电子秤、示波器等,掌握这些仪器的使用方法对解答实验题目至关重要。
二、力学1. 牛顿运动三定律物理竞赛中经常出现的物体受力运动问题,需要用到牛顿运动三定律,即物体的惯性、作用力与反作用力、力与加速度的关系等。
2. 力的分解与合成考题中经常会涉及到不同方向的力的合成与分解,需要根据题目情况灵活运用。
3. 力矩力矩是物体受力偏转的物理量,解答力矩计算题需要掌握静力学的知识和力矩的计算方法。
4. 动力学与动能定理物体在运动中受到的外力会使其加速,动力学定理和动能定理是解答动力学问题的重要原理。
5. 弹性力弹性力是指物体变形或位移后会产生的恢复力,掌握弹簧力、胡克定律等内容对解答弹性力问题至关重要。
1. 热力学基本定律热学是研究热现象及其相互转化的科学,掌握热力学基本定律对解答热学问题至关重要。
2. 热力学循环热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环、布雷顿循环等,了解热力学循环的特点和计算方法是物理竞赛必备知识。
3. 热传导和传热定律热传导和传热定律是热学的重要内容,掌握热传导的计算方法和传热定律对解答热学问题有很大的帮助。
四、光学1. 光学基本原理光学是研究光和其它电磁波的传播、反射、折射和干涉等现象的科学,了解光的波动性和粒子性、光的折射定律、反射定律等是物理竞赛必备知识。
2. 光的干涉和衍射光的干涉和衍射是光学的重要内容,包括双缝干涉、单缝衍射、多普勒效应等,这些内容常出现在物理竞赛题目中。