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高中物理竞赛培训教材 - 图文 四川省武胜中学中学物理竞赛培训教材 四川省武胜中学中学物理竞赛培训教材 目 录 第一讲 力的处理???????????????????????? 〔2〕 其次讲 力矩和力矩平衡????????????????????? 〔5〕 第三讲 第四讲 第五讲 第六讲 第七讲 第八讲 第九讲 第十讲 第十一讲 第十二讲 第十三讲 第十四讲 第十五讲 第十六讲 第十七讲 第十八讲 第十九讲 其次十讲 其次十一讲其次十二讲 直线运动 ??????????????????????? 〔15〕 相对运动???????????????????????? 〔29〕 关联速度???????????????????????? 〔40〕 力????????????????????????????〔55〕 摩擦角及其它???????????????????????〔65〕 一般物体的平衡稳度??????????????????? 〔76〕 牛顿定律???????????????????????? 〔85〕 万有引力 天体的运动??????????????????? 〔94〕 功和能????????????????????????? 〔104〕 功能原理和机械能守恒定律???????????????? 〔122〕 动量和能量??????????????????????? 〔129〕 机械振动和机械波???????????????????? 〔146〕 热力学根底??????????????????????? 〔154〕 原子物理??????????????????????? 〔160〕 电场?????????????????????????? 〔184〕 静电场中的导体与电介质????????????????? 〔201〕 电路?????????????????????????? 〔215〕 磁场对电流的作用和电磁感应??????????????? 〔224〕 带电粒子在电磁场中的运动????????????????〔234〕 沟通电、电磁振荡、电磁波?????????????????〔242〕 1 四川省武胜中学中学物理竞赛培训教材 第一讲 力的处理 一、矢量的运算1、加法???表达：a + b = c 。

名词：c为“和矢量”法那么：平行四边形法那么如图1所示22和矢量大小：c = a?b?2abcos? ，其???中α为a和b的夹角和矢量方向：c在a、b之间，和a夹角β= arcsin2、减法bsin?a?b?2abcos?22???表达：a = c－b 名词：c为“被减数矢量”，b为“减数矢量”，a为“差矢量”法那么：三角形法那么如图2所示将被减数矢量和减数矢量的起始端平移到一点，然后连接两时量末端，指向被减数时量的时量，即是差矢量差矢量大小：a = b?c?2bccos? ，其中θ为c和b的夹角22差矢量的方向可以用正弦定理求得一条直线上的矢量运算是平行四边形和三角形法那么的特例 例题：确定质点做匀速率圆周运动，半径为R ，周期为T ，求它在内的平均加速度大小11T内和在T421T的过程，A到41?C点对应T的过程这三点的速度矢量分别设为vA、2??vB和vC讲解：如图3所示，A到B点对应 2四川省武胜中学中学物理竞赛培训教材 ??????vC?vAvB?vA???vt?v0依据加速度的定义 a= 得：aAB= ，aAC=tABtACt由于有两处涉及矢量减法，设两个差矢量 ?v1= vB－vA ，?v2= vC－vA ，依据三角形法那么，它们在图3中的大小、方向已绘出〔?v2的“三角形”已被拉伸成一条直线〕。

此题只关怀各矢量的大小，明显：???????vA = vB = vC =22?R2?R4?R ，且：?v1 = 2vA= ，?v2 = 2vA=TTT22?R4?R?v1T = 82?R ，a= ?v2 = T = 8?R 所以：aAB= = ACTTtABtACT2T242视察与思索：这两个加速度是否相等，匀速率圆周运动是不是匀变速运动？ 3、乘法矢量的乘法有两种：叉乘和点乘，和代数的乘法有着质的不同⑴ 叉乘表达：a3b = c名词：c称“矢量的叉积”，它是一个新的矢量叉积的大小：c = absinα，其中α为a和b的夹角意义：c的大小对应由a和?b作成的平行四边形的面积叉积的方向：垂直a和b确定的平面，并由右手螺旋定那么确定方向，如图4所示明显，a3b≠b3a，但有：a3b= －b3a⑵ 点乘表达：a2b = c名词：c称“矢量的点积”，它不再是一个矢量，而是一个标量点积的大小：c = abcosα，其中α为a和b的夹角 3 四川省武胜中学中学物理竞赛培训教材 二、共点力的合成1、平行四边形法那么与矢量表达式 2、一般平行四边形的合力与分力的求法 余弦定理〔或分割成RtΔ〕解合力的大小 正弦定理解方向 三、力的分解1、按效果分解 2、按须要——正交分解 4 四川省武胜中学中学物理竞赛培训教材 其次讲 力矩和力矩平衡 力矩是表示力对物体产生转动作用的物理量，是物体转动转动状态变更的缘由。

它等于力和力臂的乘积表达式为：M=FL，其中力臂L是转动轴到F的力线的〔垂直〕距离单位： Nm 效果：可以使物体转动. 正确理解力矩的概念力矩是变更转动物体的运动状态改变的物理量，门、窗等转动物体从静止状态变为转动状态或从转动状态变为静止状态时，必需受到力的作用但是，我们假设将力作用在门、窗的转轴上，那么无论施加多大的力都 不会变更其运动状态，可见转动物体的运动状态的改变不仅与力的大小有关，还受力的方向、力的作用点的影响力的作用点离转轴越远，力的方向与转轴所在平面越趋于垂直，力使转动物体运动状态改变得就越明显物理学中力的作用点和力的作用方向对转动物体运动状态改变的影响，用力矩这个物理量综合表示，因此，力矩被定义为力与力臂的乘积力矩概括了影响转动物体运动状态改变的全部规律，力矩是变更转动物体运动状态的物理量力矩是矢量，在中学物理中，作用在物体上的力都在同一平面内，各力对转轴的力矩只能使物体顺时针转动或逆时针转动，这样，求几个力矩的合力就简化为代数运算力对物体的转动效果使物体转动变更的效果不仅跟力的大小有关，还跟力臂有关，即力对物体的转动效果断定于力矩①当臂等于零时，不管作用力多么大，对物体都不会产生转动作用。

②当作用力与转动轴平行时，不会对物体产生转动作用，计算力矩，关键是找力臂需留意力臂是转动轴到力的作用线的距离，而不是转动轴到力的作用点的距离大小必须的力有最大力矩的条件： ①力作用在离转动轴最远的点上； ②力的方向垂直于力作用点与转轴的连线 力矩的计算：①先求出力的力臂，再由定义求力矩M＝FL 5四川省武胜中学中学物理竞赛培训教材 志向气体、点电荷等志向模型，要留意理解和学会这种科学的探究方法假设探究地球绕太阳公转时，地球可视为质点；而探究地球上重力加速度随纬度的改变时，地球那么不行视为质点又如探究一根弹簧的形变，弹簧即使很短也不行视为质点；物质的分子和原子都很小，但在探究其内部的振动和转动时，视为质点就没有意义了2．位移和路程运动物体的位置发生改变，用位移来描述，位移这个物理量常用s或x有时也用?x位移可这样定义：位移=末位置—初位置可表示为：x?Rt?R0〔式中X是位移，R0,Rt为初时刻和末时刻的位置矢量〕位移X这个物理量既有大小又有方向,且合成与分解符合平行四边形定那么，具有这种性质的物理量在物理学上叫做矢量运动质点在一段时间内位移的大小就是从初位置到到末位置间的距离，其方向规定为：总是从初位置到指向末位置。

留意：①、假设质点沿直线从A点运动到B点，那么位移X就是末位置B点的坐标减去初位置A点的坐标如右图所示 ②、假设质点在oxy平面内或从A点运动到oxyz空间内，B点，那么这段时间内的位移X可用oxy或oxyz坐标系中初位置和末位置坐标R1、R2表示，如左下列图所示 3．时刻和时间 时刻指某一瞬时，是与某一状态相对应的物理量如第n秒初、第n秒末，并不是同一时刻；而第〔n—1〕秒末与第n秒初，第n秒末与第〔n+1〕秒初那么是同一时刻时间指两时刻的间隔，是与是与某一过程相对应的物理量留意第n秒内与前n秒内不是同一段时间4．速度 ①、平均速度 16 四川省武胜中学中学物理竞赛培训教材 在一段时间内t内，质点的位移为X，那么位移X〔或?S〕与时间t〔或?t〕的比值，叫做平均速度：v??xx或v?；平均速度的方向与位移的方向一样由于作变速直 ?tt线运动的物体，在各段路程上或各段时间内的平均速度一般来说是不一样的故一提到平均速度必需明确是哪段位移上或哪一段时间内的平均速度②、瞬时速度〔又称即时速度〕要准确地照实地描述质点在任一时刻地邻近时间内变速直线运动的快慢，应当把?t取得很短，?t越短，越接近客观的真实状况，但?t又不能等于零，因为没有时间间隔就没有位移，就谈不上运动的快慢了，事实上可以把?t趋近于零，在这极短时间中，运动的改变很微小，事实上可以把质点看作匀速直线运动，在这种状况下，平均速度可以充分地描述该时刻t旁边质点地运动状况。

我们把?t趋近于零，平均速度的极限值，叫做运动质点在t时刻的瞬时速度用数学式可表示为：v??x所趋近?t?x，它?tlim?t?0详细表示t时刻旁边无限小的一段时间内的平均速度，其值只随t而变，是准确地描述运动快慢程度的物理量以后提到的速度总是指瞬时速度而言平均速度、瞬时速度都是矢量描述质点的运动，有时也采纳一个叫“速率”的物理量；速率是标量，等于运动质点所经过的路程与经过该路程所用时间的比值，假设质点在t时间内沿曲线运动，通过的路程X〔即曲线的长度〕，那么X与t的比值叫在时间t内质点的平均速率，可表示为v?xt例如在某一时间内，质点沿闭合曲线环形一周，明显质点的位移等于零，平均速度也为零，而质点的平均速率是不等于零的所以平均速度的大小与平均速率不能等同对待当质点沿直线单一方向运动时平均速度的大小等于平均速率而瞬时速率就是瞬时速度的大小，而不考虑方向5．加速度运动物体在to时刻的速度为vo〔初速度〕,在t时刻的速度为vt〔末速度〕,那么在?t?t?to这段时间里，速度的改变量〔也叫速度的增量〕是?v?vt?vo，?v与?t的比值称为这段时间内的平均加速度，可表示为：a??v，平均加速度只能粗略描述速?t度变更的快慢程度。

跟平均速度引导到瞬时速度的过程相像，选取很短的一段时间?t，当?t趋近于零时，平均加速度的极限值，叫做运动质点在t时刻的瞬时加速度用数学 17四川省武胜中学中学物理竞赛培训教材 式可表示为：a?lim?t?0?v ?t假设质点做匀速直线运动，它的加速度大小和方向恒定不变，那么平均加速度就是瞬时加速度,通常to=0，时间?t?t?to可用末时刻t表示,那么加速度定义式为：a?vt?v0?v，依据牛顿其次定律可知，一个质点的加速度是。