高中物理竞赛知识点总结

1 / 26 高中物理高中物理竞赛竞赛主要主要知识点总结知识点总结 1 力和运动 4 1.1 力和运算. 4 1.2 共点力平衡 . 5 1.3 质心和重心 . 5 1.4 力矩及物体平衡 6 1.5 摩擦角 7 1.6 运动学概念 . 8 1.7 直线运动. 9 1.8 抛体运动. 10 1.9 伽利略相对性原理. 11 1.10 牛顿运动三定律 12 1.11 圆周运动. 13 1.12 万有引力与天体运动 . 14 2 动量和能量 . 16 2.1 动量定理. 16 2.2 动量守恒定律 16 2.3 动能定理. 16 2.4 机械能守恒定律 16 2.5 功能原理. 16 2.6 弹性正碰与恢复系数 . 16 3 振动和波 17 3.1 简谐振动. 17 3.1.1 动力学方程 . 17 3.1.2 运动学方程 . 17 3.1.3 简谐振子振动周期. 17 3.1.4 单摆的振动周期 17 3.2 波动 17 3.2.1 平面简谐波的波动方程 17 3.2.2 波长、波速、频率、周期 17 3.2.3 多普勒效应 . 17 4 热学 . 18 2 / 26 4.1 气体压强. 18 4.2 理想气体内能 18 4.3 理想气体状态方程. 18 4.4 热力学第一定律 18 4.5 理想气体的热力学过程 18 4.6 热传递 19 5 电磁学 19 5.1 静电场 19 5.1.1 库仑定律. 19 5.1.2 电场强度、电场力做功、电势能、电势 . 19 5.1.3 静电场的高斯定理. 20 5.1.4 静电场的环路定理. 20 5.1.5 电容 20 5.2 稳恒电流. 20 5.2.1 导体电阻. 20 5.2.2 金属导体中的电流. 20 5.2.3 全电路欧姆定律 20 5.2.4 基尔霍夫定律 20 5.3 静磁场 21 5.3.1 毕奥-萨伐尔定律 . 21 5.3.2 安培定律. 21 5.3.3 洛伦兹力. 21 5.3.4 静磁场的高斯定理. 21 5.3.5 静磁场的安培环路定理 21 5.4 电磁感应. 21 5.4.1 法拉第电磁感应定律 . 21 5.4.2 楞次定律. 21 5.4.3 自感、自感系数 21 5.4.4 变压器 21 5.4.5 正弦交流电 . 22 5.4.6 LC 振荡电路频率 . 22 6 光学 . 22 6.1 几何光学. 22 6.1.1 反射定律. 22 3 / 26 6.1.2 折射定律. 22 6.1.3 全反射 22 6.1.4 单球面镜成像规律. 23 6.1.5 透镜、球面镜成像规律 23 6.2 物理光学. 23 6.2.1 杨氏双缝干涉 23 6.2.2 光电效应. 24 6.2.3 光的波粒二象性 24 7 近代物理学 . 24 7.1 原子结构与核反应. 24 7.2 氢原子光谱及玻尔氢原子理论 . 24 7.3 物质波 25 7.4 相对论 25 7.4.1 洛伦兹变换与伽利略变换 25 7.4.2 尺缩效应. 26 7.4.3 钟慢效应. 26 7.4.4 运动质量. 26 7.4.5 质能关系. 26 7.4.6 相对论动量 . 26 7.4.7 相对论动量、能量关系 26 4 / 26 1 力和运动 1.1 力和运算 重心：重力作用点重力向心力cos是万有引力的分力方向：竖直向下大小：重力重力属于引力作用:引力相互作用宏观：表现效果不同微观：原子间电磁作用属电磁作用摩擦力弹力电磁相互作用间)子（强子弱相互作用：轻子和重强相互作用：强子间四种相互作用类种的力222 1 mgFRmrmFmgG力相反，可以是动力或阻方向：与运动趋势方向是静摩擦因数最大静摩擦力，其中大小：静摩擦力力相反，可以是动力或阻方向：与相对运动方向取决于接触面，其中大小：滑动摩擦力表面不光滑有相互作用弹力接触产生条件：力产生的阻碍相对运动的或有相对运动趋势有相对运动定义：两个接触物体摩擦力类种的力00,0mmfNffNf再矢量合成和求两个方向分力的代数沿互相垂直方向分解力的正交分解：每个力矢量合成法则力的合成、分解：遵照分力这几个力叫这一个力的合力这一个力叫这几个力的个力的作用效果定义：一个力能代替几解分成合的力5 / 26 1.2 共点力平衡 几何三角形相似相似法：力的三角形与弦比值相等一个力与另两力夹角正 拉密定理：相垂直方向分解正交分解法：各力沿互直角三角形勾股定理法：三力构成力等大反向任意两个力合力与第三三力交于一点三个非平行力平衡共面力条件匀速转动匀速直线运动静止平衡状态改变刚体：不考虑物体形状衡平力点共sinsinsin000321FFFFFFYX1.3 质心和重心 iii Ciii Ciii Cnmzmzmymymxmxzyxzyxmmmmnmmxmxmxxxgmxxgmxxxmmg.).)()(22211132121221122112121）、（、质心空间坐标（、个质点系统质心坐标为、坐标为：、两个质点质心坐标重心和质心重合大小相等方向平行重力加速度可认为在均匀重力场中物体体积不太大在念失去意义，质心仍存物体远离地球时重心概力的合力作用点是地球对物体各部分引重心不转动只平动用线通过质心时原来静止物体当外力作布决定的特殊点物体运动中由其质量分质心：质心和重心6 / 26 1.4 力矩及物体平衡 力偶等效不改变力偶矩力偶臂大小力的大小同时改变意转移力偶可以在作用面内任力偶性质矩等于各力偶矩代数和同一平面上诸力偶合力三因素决定力偶作用面转向力偶矩大小取无关，由产生转动效果，与轴选不产生平动效果力偶矩作用：乘积叫力偶矩：力偶矩：力和力偶臂的臂用线之间的距离叫力偶力偶臂：两个力偶的作力称为力偶平行不在一条直线大小相等方向相反两个力偶：作用在物体上的力偶矩力矩代数和都为零代数和为零，对任意点所有的力对某点的力矩力矩力矩：力和力臂乘积叫线垂直距离叫力臂力臂：转轴到力的作用力矩FdM0M平衡条件垂直分力有转动效果动效果平行分力力矩为零无转行力与轴既不垂直又不平，无转动效果力与轴平行：力矩为零产生转动效果力和力臂的积叫力矩离叫力臂轴到力的作用线垂直距力与轴垂直衡平体物轴转定固 三点不共线、000）3（轴共线直线不与000)2(000)1(要具备三个方程00转动平衡既满足平动平衡有满足衡平体物般一CBAMMMXABMMFMFFMFCiBiAiBiAiXiYX7 / 26 随遇平衡也不偏离新平衡既不恢复原平衡内外：不稳平衡内：稳定平衡线在支面偏离平衡时，重力作用法析分面支不变：随遇平衡降低：不稳平衡升高：稳定平衡偏离平衡时，重心法降升心重为零：随遇平衡衡拉离平衡倾向：不稳平衡拉回平衡倾向：稳定平偏离平衡时，合力矩法析分矩力为零：随遇平衡背离平衡：不稳平衡指向平衡：稳定平衡偏离平衡时，合力法析分力受定判类种衡平衡矩为零，能在新位置平平衡，各力合力或合力随遇平衡：微扰，偏离衡继续偏离，不能恢复平平衡，各力或力矩作用不稳平衡：微扰，偏离能恢复平衡平衡，各力或力矩作用稳定平衡：微扰，偏离类种衡平1.5 摩擦角 是变化的静止：不变滑动：摩擦角正切摩擦角摩擦力是静摩擦力叫静叫摩擦角全反力和支持力的夹角摩擦角：力的合力叫全反力全反力：支持力和摩擦mmmmmmNfNfNfNf 0arctanarctan0tan00arctantan8 / 26 1.6 运动学概念 9 / 26 1.7 直线运动 10 / 26 1.8 抛体运动 2 00002022021sincossincos0021tansincos00gttvytvx sgtvvvvvgaaamgFFFgtytvx svvvvvvgtvvvvvgaaamgFFFyxyxyxxyyxyxyxyx方程竖直：竖直上抛水平：匀速直线运动斜抛方程：竖直：自由落体水平；匀速直线运动平抛11 / 26 1.9 伽利略相对性原理 加速度相对性矢量式：相对加速度加速度相对动参考系动点牵连加速度度：相对静止参考系加速动参考系绝对加速度度：相对静止参考系加速动点矢量式：绝对加速度矢量和加速度与相对绝对加速度等于矢量式：绝对加速度矢量差绝对加速度与加速度等于相对性对相度速加速度相对性矢量式相对速度的速度：相对动参考系动点牵连速度：相对静止参考系速度动参考系绝对速度：相对静止参考系速度动点矢量式：的速度矢量和速度与相对的速度等于矢量式：的速度矢量差的速度与速度等于相对性对相度速结论写成矢量式：逆水写成矢量式：顺水解：取船速方向为正若船逆水而行呢？水速度多大？速度顺水而行，船相对向东流，船以水速为理原性对相略利加牵连相对绝对牵连绝对相对牵连相对绝对牵连绝对相对水船船水水船