智浪教育智浪教育—普惠英才文庫(kù)高中物理競(jìng)賽輔導(dǎo)階梯教程全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽提要（19831991220199191110一、理論基礎(chǔ)力學(xué)1．運(yùn)動(dòng)學(xué)參照系質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移和路程、速度、加速度相對(duì)速度矢量和標(biāo)量矢量的合成和分解勻速及勻變速直線運(yùn)動(dòng)及其圖象運(yùn)動(dòng)的合成拋體運(yùn)動(dòng)園周運(yùn)動(dòng)剛體的平動(dòng)和繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)2．牛頓第一、二、三運(yùn)動(dòng)定律慣性參照系的概念摩擦力彈性力胡克定律不要求導(dǎo)出）開普勒定律行星和人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)3．物體的平衡物體平衡的種類4．動(dòng)量沖量動(dòng)量動(dòng)量定量動(dòng)量守恒定律5。機(jī)械能功和功率動(dòng)能和動(dòng)能定理重力勢(shì)能引力勢(shì)能質(zhì)點(diǎn)及均勻球殼殼內(nèi)和殼外的引力勢(shì)能公式（不要求導(dǎo)出彈簧的彈性勢(shì)能功能原理機(jī)械能守恒定律、碰撞6。流體靜力學(xué)靜止流體中的壓強(qiáng)浮力7．振動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng)振幅頻率和周期位相振動(dòng)的圖象參考圓振動(dòng)的速度和加速度由動(dòng)力學(xué)方程確定簡(jiǎn)諧振動(dòng)的頻率阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)和共振（定性了解）8。波和聲橫波和縱波波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系波的圖象波的干涉和衍射（定性）聲波聲音的響度、音調(diào)和音品聲音的共鳴樂音和噪音熱學(xué)1．分子動(dòng)理論原子和分子的量級(jí)分子的熱運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)溫度的微觀意義分子力分于的動(dòng)能和分子問的勢(shì)能物體的內(nèi)能2．熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律3．氣體的性質(zhì)熱力學(xué)溫標(biāo)電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電屏蔽（不要求導(dǎo)出電球殼殼內(nèi)和殼外的電勢(shì)公式（不要求導(dǎo)出）電容電容器的連接平行板電容器的電容公式（不要求導(dǎo)出）電容器充電后的電能2．穩(wěn)恒電流電功和電功率電阻的串、并聯(lián)一段含源電路的歐姆定律電流表電壓表歐姆表惠斯通電橋補(bǔ)償電路3．物質(zhì)的導(dǎo)電性金屬中的電流歐姆定律的微觀解釋液體中的電流法拉第電解定律氣體中的電流被激放電和自激放電（定性）真空中的電流示波器半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體晶體二極管的單向?qū)щ娦匀龢O管的放大作用（不要求機(jī)理）超導(dǎo)現(xiàn)象磁場(chǎng)電流的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感線勻強(qiáng)磁場(chǎng)安培力洛侖茲力電子荷質(zhì)比的測(cè)定質(zhì)譜儀回旋加速器電磁感應(yīng)楞次定律自感系數(shù)6．交流電交流發(fā)電機(jī)原理交流電的最大值和有效恒純電阻、純電感、純電容電路整流、濾波和穩(wěn)壓三相交流電及其連接法感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原理7．電磁振蕩和電磁波電磁振蕩振蕩電路及振蕩頻率電磁場(chǎng)和電磁波電磁波的波速赫茲實(shí)驗(yàn)電磁波的發(fā)射和調(diào)制電磁波的接收、調(diào)諧、檢波光學(xué)1．幾何光學(xué)光的直進(jìn)、反射、折射全反射光的色散折射率與光速的關(guān)系平面鏡成像球面鏡成像公式及作圖法薄透鏡成像公式及作圖法眼睛放大鏡顯微鏡望遠(yuǎn)鏡2．波動(dòng)光學(xué)：光的干涉和衍射（定性3．光的本性光的學(xué)說的歷史發(fā)展波粒二象性原子和原子核原子結(jié)構(gòu)盧瑟福實(shí)驗(yàn)原子的核式結(jié)構(gòu)玻爾模型用玻爾模型解釋氫光譜玻爾模型的局限性原子的受激輻射激光原子核原子核的量級(jí)天然放射現(xiàn)象放射線的探測(cè)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)中子的發(fā)現(xiàn)原子核的組成核反應(yīng)方程質(zhì)能方程裂變和聚變基本粒子數(shù)學(xué)婪礎(chǔ)中學(xué)階段全部初等數(shù)學(xué)（包括解析幾何）矢量的合成和分解極限、無限大和無限小的初步概念不要求用微積分進(jìn)行推導(dǎo)或運(yùn)算二、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)1．的全部學(xué)生實(shí)驗(yàn)。2．要求能正確地使用（有的包括選用）下列儀器和用具。米尺游標(biāo)卡尺螺旋測(cè)微器天平秒表溫度計(jì)量熱器電流表電壓表歐姆表萬用電表電池電阻箱變阻器電容器變壓器開關(guān)二極管光具座（鏡、球面鏡、棱鏡、透鏡等光學(xué)元件在內(nèi)）。3．有些沒有見過的儀器，要求能按給定的說明書正確使用，例如電橋、電勢(shì)差計(jì)、示波器、穩(wěn)壓電源、信號(hào)發(fā)生器等。4．除了國(guó)家教委制訂的《全日制中學(xué)物理教學(xué)大綱》中規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)外，還可安排其他的實(shí)驗(yàn)來考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，但這些實(shí)驗(yàn)所涉及到的原理和方法不應(yīng)超過本提要第一·部分（理論基礎(chǔ)），而所用儀器應(yīng)在上述第23指出的范圍內(nèi)。5．對(duì)數(shù)據(jù)處理，除計(jì)算外，還要求會(huì)用作圖法。關(guān)于誤差，只要求直讀示數(shù)時(shí)的有效數(shù)字和誤差、計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字（不作嚴(yán)格的要求）和主要系統(tǒng)誤差來源的分析。三、其他方面物理競(jìng)賽的內(nèi)容有…·部分有較大的開闊性，主要包括以下三方面：1．物理知識(shí)在各方面的應(yīng)用。對(duì)自然界、生產(chǎn)和日常生活中…一些物理現(xiàn)象的解釋。2．近代物理的一些重大成果和現(xiàn)代的…·3．鄉(xiāng)考資料1．學(xué)生物理競(jìng)賽參考資料》。人民教育出版社主編的《高級(jí)中學(xué)課本（試用）物理（本）》（《高中物理讀本》）。前 言參加物理競(jìng)賽小組是非常明智的選擇，你們將對(duì)高中物理知識(shí)有更深的了解，更好的掌握解決物理問題的方法。高考將不再高深，奧賽也不是那么高不可攀要求：每次上課要準(zhǔn)時(shí)，帶專門的物理競(jìng)賽筆記本、筆、工具等力爭(zhēng)做到能自我判斷、自我證明，摸著石頭前進(jìn)不要怕繁瑣，競(jìng)賽題大都較復(fù)雜，要敢于做下去定是冠軍第一講 常見的力力的基本性質(zhì)知識(shí)要點(diǎn)一．重力：重力實(shí)際是地球?qū)ξ矬w引力的一個(gè)分力，隨緯度和距地面的高度而變化。在地面附近可認(rèn)為不變。（學(xué)習(xí)萬有引力時(shí)再加深）二．彈力1．彈簧的彈力遵循胡克定律，在彈性范圍內(nèi)：x:表與原長(zhǎng)相比伸長(zhǎng)或壓縮的長(zhǎng)度2．輕繩、輕桿和輕彈簧三種模型相同點(diǎn)：它們對(duì)物體的作用力都是彈力不同點(diǎn)：拉力也可以是壓力（支撐力）桿上的作用力不一定沿著桿的方向物體的作用力卻不能發(fā)生瞬時(shí)突變?nèi)Σ亮ο颉Ｎ矬w的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向四．借助平衡狀態(tài)判受力二力平衡：大小相等，方向相反，共線三力平衡：共點(diǎn)，即三力的作用線交與一點(diǎn)。典型例題講解AFBAFB1圖2

A F1=6NBC例1：如圖1，A、B疊放在一起受拉力F作用A、B靜止，A、B間是否有摩擦力？B、地間是否有摩擦力？ABB間是否有摩擦力？B、地間是否有摩擦力？22，A、、C疊放在一起，BF1作用，CF2靜止，求出接觸面的摩擦力？A3物體靜靠在光滑的墻壁上，試判斷A是否過球心？為什么？AA圖3 圖4 圖513，質(zhì)量均勻的木桿AA的作用力方向。24邊平行又與斜面平行的推力F，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，如將力F撤去，則木塊（ ）（先自學(xué)力的合成）A．仍保持靜止 B。將沿斜面下滑C．受的摩擦力大小不變 D。受的摩擦力方向不變3.后輪所受摩擦力的情況？第二講 受力分析知識(shí)要點(diǎn)受力分析方法：要做到既不畫蛇添足，也不缺力漏力。有多少處接觸面，就可能有多少個(gè)彈力，也可能有多少個(gè)摩擦力。只考慮物體受到的力。1、整體法：把幾個(gè)物體看成一個(gè)整體。不考慮整體內(nèi)物體與物體之間的作用力內(nèi)力：整體內(nèi)物體與物體之間的作用力外力：外部物體對(duì)整體的作用力、在用整體法研究問題時(shí)不需要考慮內(nèi)力2、隔離法：把研究對(duì)象從周圍物體中隔離出來，單獨(dú)進(jìn)行研究注：在研究多個(gè)物體時(shí)，整體法、隔離法常結(jié)合起來用。3（1）重力的等效作用點(diǎn)在物體的重心上（2）形狀、同體積那部分流體的重心。典型例題講解AB12311所示，有黑白兩條毛巾交替折疊地放在地面上，若每條毛巾的質(zhì)量典型例題講解AB12322m1,m2的木塊，m1＞m2，所有接觸面粗糙，已知三木塊都靜止，試分析粗糙水平面對(duì)三角形木塊的摩擦力？AB C3mAm，B則兩塊磚之間的摩擦力為多少？AB C圖4 圖5 圖614600N400N，人與木板、木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2木塊與地面之間的摩擦力大小為多少？方向？人拉繩的力大小為多少？方向？人腳給木塊的摩擦力大小為多少？方向？25所示，質(zhì)量分別為m，m，2mAC夾板中，處于靜止?fàn)顟B(tài)，求每?jī)蓧K磚之間的摩擦力。36示意圖。第三講 力的合成與分解知識(shí)要點(diǎn)N N N 摩擦角FFF=uF,且⊥F,u=F/Ftan就叫作摩擦角。F表示滑動(dòng)摩擦角，F(xiàn)N N N 用途：可以把摩擦力和物體受到的彈力合成一個(gè)力。1uF拉著小木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)最省力？力的平行四邊形法則，力的三角形法則2GLR的光滑球面上，小球的懸點(diǎn)在球心的正上方，跟球面的最小距離為h計(jì)。則（1）輕繩對(duì)小球的拉力和半球體對(duì)小球的支持力分別為多大？如繩子變短，小球沿斜面上滑，半球體對(duì)小球的支持力、輕繩對(duì)小球的拉力怎樣變化？第四講 物體的平衡知識(shí)要點(diǎn)1．平衡狀態(tài)：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2．共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件：F =0合ACOAo，OA，A2Kg，AC（g10m/s2）A2：如圖6A（1）AA物體的受力。AA物體能否靜止？A物體能否靜止？A．ABBA物體的摩擦力為零C．B物體對(duì)C物體的摩擦力為零D．C物體對(duì)B物體的摩擦力為1N例題3：如圖4－1－2所示，A、、C三個(gè)物體疊放在一起，同時(shí)有F＝A．ABBA物體的摩擦力為零C．B物體對(duì)C物體的摩擦力為零D．C物體對(duì)B物體的摩擦力為1NA．繩的拉力不斷增大B．繩的拉力保持不變C練習(xí)1：如圖4－1－A．繩的拉力不斷增大B．繩的拉力保持不變C2：40Nμ＝0.4，F(xiàn)＝50N4－1－5摩擦力是多少牛？要使物體勻速下滑，推力的大小應(yīng)變?yōu)槎啻螅浚╯in370=0.6,cos370=0.8）第五講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，它的位移隨時(shí)間t(單位s)變化的規(guī)是s=24t-1.5t2(m),則質(zhì)點(diǎn)速度為零的時(shí)刻是 S一物體由靜止開始以加速度a勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后加速1度突然反向，且大小變?yōu)閍，經(jīng)過相同時(shí)間恰好回到出發(fā)點(diǎn)，速度大25m/s，求物體加速度改變時(shí)速度的大小和a/a的值。1 2一輛汽車正以V=10m/s速度行使，司機(jī)發(fā)現(xiàn)正前方S=80m處有1 0一自行車以V=4m/s的速度與汽車同方向行使，汽車司機(jī)以2a=0.25m/s2是否會(huì)發(fā)生車禍。甲、乙兩車相距s，同時(shí)同向運(yùn)動(dòng)，乙在前面做加速度為a，初速1aV的勻加2 0速運(yùn)動(dòng)，試討論兩車在運(yùn)動(dòng)過程中相遇次數(shù)與加速度的關(guān)系。一架直升飛機(jī)，從地面勻加速飛行到高H的天空，若加速度a每秒鐘耗油量QY=ka+B(k>0,B>0),求飛機(jī)上升到H的最小耗油量Q和所對(duì)應(yīng)的加速度。第六講 牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)要點(diǎn)在變力作用下物體的加速度也是變化的。連接體：由相互作用的運(yùn)動(dòng)著的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體所組成，常常隔離法、整體法一起用。F加速度是矢量，有時(shí)也可把加速度正交分解，F(xiàn)x合

y,Fy合=may,面說法中正確的是（)A．物體沿DA滑到底端時(shí)具有最大速率B．物體沿EA滑到底端所需時(shí)間最短例1：光滑斜面CA、DA、EA面說法中正確的是（)A．物體沿DA滑到底端時(shí)具有最大速率B．物體沿EA滑到底端所需時(shí)間最短圖5C．物體沿CA下滑，加速度最大D．物體沿DA滑到底端所需時(shí)間最短10m/s2彈力。26-80.2kg10m/s2彈力。練習(xí)：如圖6_9m6003002g12對(duì)mFAB練習(xí)：2m的物塊A，與水平地面的摩擦可忽略不計(jì)，質(zhì)量為m的物塊Bu，在已知水平推力F用下，ABFAB如下圖，質(zhì)量為m加速度a第七講 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 相對(duì)運(yùn)動(dòng)1．運(yùn)動(dòng)的合成與分解 2004.2.19運(yùn)動(dòng)，都按其本身的規(guī)律進(jìn)行，具有獨(dú)立性。運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循平行四邊形定則，復(fù)雜的問題常采用正交分解法。2．相對(duì)運(yùn)動(dòng)

(腳標(biāo)火地表示火車相對(duì)地面)，火地有一個(gè)大膽的駕駛員駕駛著一輛小汽車在火車上行駛相對(duì)火車的速度為V ,則汽火

=V +V汽地 汽火 火地幾條原則（1與最后一個(gè)分速度的后腳標(biāo)相同前面一個(gè)分速度的后腳標(biāo)和相鄰的后面一個(gè)分速度的前腳標(biāo)相同所用分速度都用矢量合成法相加注：求相對(duì)速度的式子也同樣適用于求相對(duì)位移和相對(duì)加速度典型題講練：11/2，d=100m，什么方向游向?qū)Π?，才能使小孩的位移最小？最小值為多少？V1=5m/s的速度向正北方向騎行時(shí)，感到風(fēng)來自正V2=8m/s若人在兩次騎行時(shí)分速及風(fēng)向均未變化，求此風(fēng)速和風(fēng)向。木排停在河面上固定不動(dòng)，到岸邊距離L=60m，河水的流速與離岸的距離成V=0，V=2m/s，0 L駛向木排，船對(duì)水的速度為V=2m/s，起航前應(yīng)使船指向何方？使以后無需矯正船速就能靠上起航處正對(duì)面的木排。這時(shí)船航行了多少時(shí)間？4m/s，3m/s輪船煙囪冒出的煙柱是豎直的，求輪船相對(duì)于水的航行速度多大？什么方向？mtF，tF，F(xiàn)，2t3t（1）物體速度的大小和方向（2）3t第八講 拋體運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn) 2004.2.26拋體運(yùn)動(dòng)V0處理方法（1常分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻變速運(yùn)動(dòng)（分）（2）弄清各物理量的幾何關(guān)系。（3）有時(shí)可建立坐標(biāo)，先求出相關(guān)的軌跡方程，再利用數(shù)學(xué)知識(shí)解方程從傾角為V0阻力，若斜面足夠長(zhǎng)，如下圖，則小球拋出后離開斜面的最大距離H是多少？如下圖，彈性小球自高出斜面Ah彈起，已知斜面的傾角為AB為多大？AAB3（第15屆復(fù)賽第二題）h，AOAV300角的瞬BOPBO（1）P脫離繩子時(shí)速度的大小和方向。（2）小水滴P離開繩子落到下面軌道所需要的時(shí)間。BBPVA4．如下圖，AB為斜面，BCAVAS1A2V12AS2，不計(jì)空氣阻力，設(shè)k=S/Sk的值為多少？12第九講 圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn) 2004.3.41．

s

R

（t 0）t t tana二個(gè)分2量，切向加速度改變速度的大小，法向加速度改變速度的方向。an率半徑)

為曲在研究變速圓周運(yùn)動(dòng)的切向速度與位移時(shí)可用其路程大小等效位移大小，如1v=ats=vt+at20 2北京市物理競(jìng)賽題）R=1mt,2（ft東省物理競(jìng)賽題）P相對(duì)地面的速度大小，P點(diǎn)的位置用表示。PP033．第20屆預(yù)賽題有一個(gè)擺長(zhǎng)為l的擺（擺球可視為質(zhì)點(diǎn)，擺線的質(zhì)量不計(jì)在過懸掛點(diǎn)的豎直線上距懸掛點(diǎn)O的距離為x處（x<l）C點(diǎn)有一固定的釘子，如圖所示，當(dāng)擺擺lx值時(shí)，阻擋后擺球的運(yùn)動(dòng)情況將不同．現(xiàn)將擺拉到（O點(diǎn)放手，令其自由擺動(dòng)，如果擺線被釘子阻擋后，擺x的最小值．(1屆預(yù)賽題LO桿最初處在水平位置，桿上放置一小球（