【物理】高中物理竞赛讲义全套.pdf

优秀学习资料欢迎下载全国中学生物理竞赛内容提要全国中学生物理竞赛内容提要一、理论基础力学1、运动学参照系质点运动的位移和路程，速度，加速度相对速度矢量和标量矢量的合成和分解匀速及匀速直线运动及其图象运动的合成抛体运动圆周运动刚体的平动和绕定轴的转动2、牛顿运动定律力学中常见的几种力牛顿第一、二、三运动定律惯性参照系的概念胡克定律万有引力定律均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式（不要求导出）开普勒定律行星和人造卫星的运动3、物体的平衡共点力作用下物体的平衡刚体的平衡物体平衡的种类4、动量冲量动量定理动量守恒定律反冲运动及火箭5、机械能功和功率动能和动能定理重力势能引力势能质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式（不要求导出）弹簧的弹性势能功能原理机械能守恒定律6、流体静力学静止流体中的压强7、振动简揩振动频率和周期精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 20 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载振动的图象振动的速度和加速度由动力学方程确定简谐振动的频率阻尼振动受迫振动和共振（定性了解）8、波和声横波和纵波波长、频率和波速的关系。

波的图象波的干涉和衍射（定性）声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声热学1、分子动理论原子和分子的量级分子的热运动布朗运动温度的微观意义分子的动能和分子间的势能物体的内能2、热力学第一定律热力学第一定律3、气体的性质热力学温标理想气体状态方程普适气体恒量理想气体状态方程的微观解释（定性）理想气体的内能理想气体的等容、等压、等温和绝热过程（不要求用微积分运算）4、液体的性质流体分子运动的特点表面张力系数浸润现象和毛细现象（定性）5、固体的性质晶体和非晶体空间点阵固体分子运动的特点6、物态变化熔解和凝固蒸发和凝结饱和汽压沸腾和沸点临界温度固体的升华精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 20 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载空气的湿度和湿度计7、热传递的方式传导、对流和辐射8、热膨胀热膨胀和膨胀系数电学1、静电场库仑定律电荷守恒定律电场强度点电荷的场强，场强叠加原理均匀带电球壳壳内的场强和壳外的场强公式（不要求导出） 匀强电场电场中的导体静电屏蔽电势和电势差点电荷电场的电势公式（不要求导出）电势叠加原理。

均匀带电球壳壳内和壳外的电势公式（不要求导出）电容器的连接平行板电容器的电容公式（不要求导出）电容器充电后的电能电介质的极化介电常数2、恒定电流欧姆定律电阻率和温度的关系电功和电功率电阻的串、并联闭合电路的欧姆定律一段含源电路的欧姆定律惠斯通电桥，补偿电路3、物质的导电性金属中的电流欧姆定律的微观解释液体中的电流法拉第电解定律气体中的电流被激放电和自激放电（定性）真空中的电流半导体的导电特性型半导体和型半导体晶体二极管的单向导电性三极管的放大作用（不要求机理）超导现象4、磁场精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 20 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载电流的磁场磁感应强度匀强磁场洛仑兹力电子荷质比的测定回旋加速器5、电磁感应法拉第电磁感应定律楞次定律自感系数互感和变压器6、交流电交流发电机原理交流电的最大值和有效值纯电阻、纯电感、纯电容电路整流和滤波三相交流电及其连接法感应电动机原理7、电磁振荡和电磁波电磁振荡振荡电路及振荡频率电磁场和电磁波电磁波的波速，赫兹实验电磁波的发射和调制电磁波的接收、调谐，检波。

光学1、几何光学光的直进、反射、折射光的色散折射率与光速的关系平面镜成像球面镜成像公式及作图法薄透镜成像公式及作图法2、波动光学光的干涉和衍射（定性）光谱和光谱分析电磁波谱3、光的本性光的学说的历史发展光电效应爱因斯坦方程波粒二象性原子和原子核1、原子结构卢瑟福实验原子的核式结构玻尔模型用玻尔模型解释氢光谱玻尔模型的局限性精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 20 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载原子的受激辐射2、原子核原子核的量级天然放射现象放射线的探测质子的发现中子的发现原子核的组成核反应方程质能方程裂变和聚变基本粒子数学基础1、中学阶段全部初等数学（包括解析几何）2、矢量的合成和分解极限、无限大和无限小的初步概念3、不要求用微积分进行推导或运算物理（甲种本） 专题一力物体的平衡【扩展知识】1重力物体的重心与质心重心：从效果上看，我们可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心质心：物体的质量中心设物体各部分的重力分别为G1、 G2 Gn，且各部分重力的作用点在oxy 坐标系中的坐标分别是（ x1， y1） （x2，y2）（ xn，yn）,物体的重心坐标xc，yc可表示为xc=iiiGxG=nnnGGGxGxGxG212211，yc=iiiGyG=nnnGGGyGyGyG2122112弹力胡克定律：在弹性限度内，弹力F 的大小与弹簧伸长（或缩短）的长度x 成正比，即F=k x，k 为弹簧的劲度系数。

两根劲度系数分别为k1， k2的弹簧串联后的劲度系数可由k1=11k+21k求得，并联后劲度系数为 k=k1+k2. 3摩擦力最大静摩擦力：可用公式Fm=0FN来计算 FN为正压力， 0为静摩擦因素，对于相同的接触面，应有 0(为动摩擦因素 )摩擦角： 若令 0=NmFF=tan，则 称为摩擦角 摩擦角是正压力FN与最大静摩擦力F m的合精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 20 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载力与接触面法线间的夹角4力的合成与分解余弦定理：计算共点力F1与 F2的合力 FF=cos2212221FFFF=arctancossin212FFF（为合力 F 与分力 F1的夹角）三角形法则与多边形法则：多个共点共面的力合成，可把一个力的始端依次画到另一个力的终端，则从第一个力的始端到最后一个力的终端的连线就表示这些力的合力拉密定理：三个共点力的合力为零时，任一个力与其它两个力夹角正弦的比值是相等的5有固定转动轴物体的平衡力矩：力F 与力臂 L 的乘积叫做力对转动轴的力矩即M=FL,单位： Nm。

平衡条件：力矩的代数和为零即M1+M2+M3+ =06刚体的平衡刚体：在任何情况下形状大小都不发生变化的力学研究对象力偶、力偶矩：二个大小相等、方向相反而不在一直线上的平行力称为力偶力偶中的一个力与力偶臂（两力作用线之间的垂直距离）的乘积叫做力偶矩在同一平面内各力偶的合力偶矩等于各力偶矩的代数和平衡条件：合力为零，即F=0；对任一转动轴合力矩为零，即M=07物体平衡的种类分为稳定平衡、不稳定平衡和随遇平衡三种类型稳度及改变稳度的方法：处于稳定平衡的物体，靠重力矩回复原来平衡位置的能力，叫稳度降低重心高度、加大支持面的有效面积都能提高物体的稳度；反之，则降低物体的稳度专题二直线运动【扩展知识】一.质点运动的基本概念1位置、位移和路程位置指运动质点在某一时刻的处所，在直角坐标系中，可用质点在坐标轴上的投影坐标（x,y,z）来表示在定量计算时，为了使位置的确定与位移的计算一致，人们还引入位置矢量（简称位矢）的概念，在直角坐标系中，位矢r 定义为自坐标原点到质点位置P(x,y,z)所引的有向线段，故有222zyxr,r 的方向为自原点O 点指向质点P，如图所示位移指质点在运动过程中，某一段时间t内的位置变化，即位矢的增量tttrrs_)(，它的方向为自始位置指向末位置，如图2 所示，路程指质点在时间内通过的实际轨迹的长度。

2平均速度和平均速率平均速度是质点在一段时间内通过的位移和所用时间之比tsv平，平均速度是矢量，方向与位移s 的方向相同平均速率是质点在一段时间内通过的路程与所用时间的比值，是标量3瞬时速度和瞬时速率瞬时速度是质点在某一时刻或经过某一位置是的速度，它定义为在时的平均速度的极限，简精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 20 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载称为速度，即tsvt0lim瞬时速度是矢量，它的方向就是平均速度极限的方向瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率4加速度加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量，等于速度对时间的变化率，即tva，这样求得的加速度实际上是物体运动的平均加速度，瞬时加速度应为tvat0lim加速度是矢量二、运动的合成和分解1标量和矢量物理量分为两大类：凡是只须数值就能决定的物理量叫做标量；凡是既有大小，又需要方向才能决定的物理量叫做矢量标量和矢量在进行运算是遵守不同的法则：标量的运算遵守代数法则；矢量的运算遵守平行四边形法则（或三角形法则）2运动的合成和分解在研究物体运动时，将碰到一些较复杂的运动，我们常把它分解为两个或几个简单的分运动来研究。

任何一个方向上的分运动，都按其本身的规律进行，不会因为其它方向的分运动的存在而受到影响，这叫做运动的独立性原理运动的合成和分解包括位移、速度、加速度的合成和分解，他们都遵守平行四边形法则三、竖直上抛运动定义：物体以初速度0v向上抛出，不考虑空气阻力作用，这样的运动叫做竖直上抛运动四、相对运动物体的运动是相对于参照系而言的，同一物体的运动相对于不同的参照系其运动情况不相同，这就是运动的相对性我们通常把物体相对于基本参照系（如地面等）的运动称为“绝对运动” ，把相对于基本参照系运动着的参照系称为运动参照系，运动参照系相对于基本参照系的运动称为“牵连运动”，而物体相对于运动参照系的运动称为“相对运动”显然绝对速度和相对速度一般是不相等的，它们之间的关系是：绝对速度等于相对速度与牵连速度的矢量和即vvv相绝或乙对地甲对乙甲对地vvv专题三牛顿运动定律【扩展知识】非惯性参照系凡牛顿第一定律成立的参照系叫惯性参照系，简称惯性系凡相对于惯性系静止或做匀速直线运动的参照系，都是惯性系在不考虑地球自转，且在研究较短时间内物体运动的情况下，地球可看成是近似程度相当好的惯性系凡牛顿第一定律不成立的参照系统称为非惯性系，一切相对于惯性参照系做加速运动的参照系都是非惯性参照系。

在考虑地球自转时，地球就是非惯性系在非惯性系中，物体的运动也不遵从牛顿第二定律，但在引入惯性力的概念以后，就可以利用牛顿第二定律的形式来解决动力学问题一，直线系统中的惯性力简称惯性力，例如在加速前进的车厢里，车里的乘客都觉得自己好象受到一个使其向后倒得力，这个力就是惯性力，其大小等于物体质量m 与非惯性系相对于惯性系的加速度大小a精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 20 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载的乘积，方向于a 相反用公式表示，这个惯性力F惯=-ma, 不过要注意：惯性力只是一种假想得力，实际上并不存在，故不可能找出它是由何物所施，因而也不可能找到它的反作用力惯性力起源于物体惯。