【正文】 力偶矩等于各力偶矩的代數(shù)和. 平衡條件:合力為零,即∑F=0。全國中學(xué)生物理競賽內(nèi)容提要 一,理論基礎(chǔ) 力 1,運動學(xué) ,速度,. . . 剛體的平動和繞定軸的轉(zhuǎn)動. 2,牛頓運動定律 力學(xué)中常見的幾種力 牛頓第一,二,. 摩擦力. . (不要求導(dǎo)出) .開普勒定 . 3,物體的平衡 . 物體平衡的種類. 4,動量 . 動量守恒定律. 反沖運動及火箭. 5,機械能 . 重力勢能. 引力勢能. 質(zhì)點及均勻球殼殼內(nèi)和殼外的引力勢能公式 (不要求導(dǎo)出) . 彈簧的彈性勢能. . 碰撞. 6,流體靜力學(xué) 靜止流體中的壓強. 浮力. 7,振動 . 振動的圖象. . 由動力學(xué)方程確定簡諧振動的頻率. (定性了解) . 8,波和聲 ,. 波的干涉和衍射(定性) . ,. 熱 1,分子動理論 原子和分子的量級. . 分子力. . 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. . 理想氣體狀態(tài)方程的微觀解釋(定性) . 理想氣體的內(nèi)能. 理想氣體的等容,等壓,等溫和絕熱過程(不要求用微積分運算) . 4,液體的性質(zhì) 流體分子運動的特點. 表面張力系數(shù). 浸潤現(xiàn)象和毛細現(xiàn)象(定性) . 5,固體的性質(zhì) . 固體分子運動的特點. 6,物態(tài)變化 . . 固體的升華. . 7,熱傳遞的方式 傳導(dǎo),對流和輻射. 8,熱膨脹 熱膨脹和膨脹系數(shù). 電 1,靜電場 . , 殼外的場強公式(不要求導(dǎo)出) .勻強電場. . (不要求導(dǎo)出) .電勢疊加原理. 均勻帶電球殼殼內(nèi)和殼外的電勢公式(不要求導(dǎo)出) . (不要求導(dǎo)出) . 電容器充電后的電能. . 2,恒定電流 . ,并聯(lián). . 一段含源電路的歐姆定律. . 惠斯通電橋,補償電路. 3,物質(zhì)的導(dǎo)電性 . . (定性) . . . (不要求機理) . 超導(dǎo)現(xiàn)象. 4,磁場 . . 5,電磁感應(yīng) 法拉第電磁感應(yīng)定律. 楞次定律. 自感系數(shù). 互感和變壓器. 6,交流電 . 純電阻,純電感,純電容電路. 整流和濾波. . 7,電磁振蕩和電磁波 . ,赫茲實驗. ,調(diào)諧,檢波. 光 1,幾何光學(xué) 光的直進,反射,. . . . 2,波動光學(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 1,原子結(jié)構(gòu) . . . 2,原子核 原子核的量級. . . 核反應(yīng)方程. . 基本粒子. 二、數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 1,中學(xué)階段全部初等數(shù)學(xué)(包括解析幾何) . 2,無限大和無限小的初步概念. 3,不要求用微積分進行推導(dǎo)或運算. 二,實驗基礎(chǔ)1,要求掌握國家教委制訂的《全日制中學(xué)物理教學(xué)大綱》中的全部學(xué)生實驗. 2,要求能正確地使用(有的包括選用)下列儀器和用具: . (包括平面鏡, 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. 要求能按給定的使用說明書正確使用儀器. 例如: 電橋,電勢差計,示波器,穩(wěn)壓電源,信號發(fā)生器等. 4,除了國家教委制訂的《全日制中學(xué)物理教學(xué)大綱》中規(guī)定的學(xué)生實驗外,還可 安排其它的實驗來考查學(xué)生的實驗?zāi)芰?但這些實驗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)) ,而所用儀器就在上述第 2,3 指出的范圍內(nèi). 5,對數(shù)據(jù)處理,除計算外,:直讀示數(shù)時的 有效數(shù)字和誤差。計算結(jié)果的有效數(shù)字(不做嚴格的要求) 。對任一轉(zhuǎn)動軸合力矩為零,即∑M=0. 分為穩(wěn)定平衡,不穩(wěn)定平衡和隨遇平衡三種類型. 穩(wěn)度及改變穩(wěn)度的方法:處于穩(wěn)定平衡的物體,靠重力矩回復(fù)原來平衡位置的能 力,加大支持面的有效面積都能提高物體的穩(wěn)度。.在橫梁的 O 點掛一重物,重量 G2= 的拉力 F1. 專題二 直 線 運 動 【擴展知識】 ,位移和路程位置指運動質(zhì)點在某一時刻的處所,在直角坐標系中,可用 質(zhì)點在坐標軸上的投影坐標(x,y,z),為了使位置的確定 與位移的計算一致,人們還引入位置矢量(簡稱位矢)的概念,在直角坐標系中, 位 矢 r 定 義 為 自 坐 標 原 點 到 質(zhì) 點 位 置 P(x,y,z) 所 引 的 有 向 線 段 , 故 有 r= x 2 + y 2 + z 2 ,r 的方向為自原點 O 點指向質(zhì)點 P,如圖所示. 位移指質(zhì)點在運動過程中, 某一段時間 t 內(nèi)的位置變化, 即位矢的增量 s = r(t + t ) _ rt , 它的方向為自始位置指向末位置,如圖 2 所示,路程指質(zhì)點在時間內(nèi)通過的實際 軌跡的長度. 平均速度是質(zhì)點在一段時間內(nèi)通過的位移和所用時間之比 v平 = s ,平均速度是矢量,方向與位移 s 的方向相同. t 平均速率是質(zhì)點在一段時間內(nèi)通過的路程與所用時間的比值,是標量. 瞬時速度是質(zhì)點在某一時刻或經(jīng)過某一位置是的速度,它定義為在時的平均速度 的極限,簡稱為速度,即 v = lim s . t → 0 t 瞬時速度是矢量, 率,簡稱速率. 加速度是描述物體運動速度變化快慢的物理量,等于速度對時間的變化率,即 a= v ,這樣求得的加速度實際上是物體運動的平均加速度,瞬時加速度應(yīng)為 t v a = lim .加速度是矢量. t →0 t 二,運動的合成和分解 物理量分為兩大類:凡是只須數(shù)值就能決定的物理量叫做標量。 矢量的運算遵守平行四邊形法則 (或三角形法則) . 在研究物體運動時,將碰到一些較復(fù)雜的運動,我們常把它分解為兩個或幾個簡 ,都按其本身的規(guī)律進行,不會因 為其它方向的分運動的存在而受到影響, 和分解包括位移,速度,加速度的合成和分解,他們都遵守平行四邊形法則. 三,豎直上拋運動 定義:物體以初速度 v0 向上拋出,不考慮空氣阻力作用,這樣的運動叫做豎直上 拋運動. 四,相對運動 物體的運動是相對于參照系而言的,同一物體的運動相對于不同的參照系其運動 情況不相同,(如地面 等)的運動稱為絕對運動 ,把相對于基本參照系運動著的參照系稱為運動參照 系,運動參照系相對于基本參照系的運動稱為牽連運動 ,而物體相對于運動參 照系的運動稱為相對運動 .顯然絕對速度和相對速度一般是不相等的,它們之 間的關(guān)系是: v絕 = v相 + v 或 v甲對地 = v甲對乙 + v乙對地 【典型例題】 例題 1:A,B 車在前,以速度 v1 做勻速直線運動。 (2) 球在下落過程中與 A 球相遇. B 兩種情況中 B 球初速度的取值范圍. 專題三 牛頓運動定律 【擴展知識】非慣性參照系 凡牛頓第一定律成立的參照系叫慣性參照系, 止或做勻速直線運動的參照系,且在研究較短 時間內(nèi)物體運動的情況下, 定律不成立的參照系統(tǒng)稱為非慣性系,一切相對于慣性參照系做加速運動的參照 , 物體的運動也不遵從牛頓第二定律,但在引入慣性力的概念以后,就可以利用牛 頓第二定律的形式來解決動力學(xué)問題. 一, 直線系統(tǒng)中的慣性力 簡稱慣性力,例如在加速前進的車廂里,車里的乘客都覺得自己好象受到一個 使其向后倒得力,這個力就是慣性力,其大小等于物體質(zhì)量 m 與非慣性系相對于 慣性系的加速度大小 a 的乘積, 方向于 a 相反. 用公式表示, 這個慣性力 F 慣=ma, 不過要注意:慣性力只是一種假想得力,實際上并不存在,故不可能找出它是由 何物所施,是在非慣 性系中物體慣性得體現(xiàn). 二, 轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中的慣性力 簡稱慣性離心力, 物體的質(zhì)量 m 與非慣性系相對于慣性系的加速度大小 a ω 轉(zhuǎn)動的參考系中,質(zhì)點到轉(zhuǎn)軸的距離為 r,則: F 慣=mω2r. 假若物體相對于勻速轉(zhuǎn)動參照系以一定速度運動,則物體除了受慣性離心力之外, 還要受到另一種慣性力的作用,這種力叫做科里奧利力,簡稱科氏力,這里不做 進一步的討論. 【典型例題】 例題 1: 如圖所示, 一輕彈簧和一根輕繩的一端共同連在一個質(zhì)量為 m 的小球上. 平橫時,輕繩是水平的,彈簧與豎直方向的夾角是 ,則在剪斷 的瞬間,彈簧的拉力大小是多少?小球加速度方向如何?若將彈簧改為另一輕繩, θ 則在剪斷水平輕繩的瞬間,結(jié)果又如何? 例題 2: 如圖所示,在以一定加速度 a 行駛的車廂內(nèi),有一長為 l,質(zhì)量為 m 的 棒 AB 靠在光滑的后壁上,棒與箱底面之間的動摩擦因數(shù) μ,為了使棒不滑動,棒 與豎直平面所成的夾角 θ 應(yīng)在什么范圍內(nèi)? a θ 例題 3 :如圖所示,在一根沒有重力的長度 l 的棒的中點與端點上分別固定了兩 個質(zhì)量分別為 m 和 M 的小球, 棒沿豎直軸用鉸鏈連接, 速度 ω 勻速轉(zhuǎn)動,試求棒與豎直軸線間的夾角 θ. θ ω 棒 以 角 o m ω M 例題 4: 長分別為 l1 和 l2 的不可伸長的輕繩懸掛質(zhì)量都是 m 的兩個小球,如圖 所示,(如另一 球的碰撞) ,瞬間內(nèi)獲得水平向右的速度 V0,求這瞬間連接 m2 的繩的拉力為多 少? 0 l1 m1 l2 m2 V0 專題四 曲線運動 【拓展知識】 一,斜拋運動 (1)定義:具有斜向上的初速 v0 且只受重力作用的物體的運動. (2)性質(zhì):斜拋運動是加速度 a=g 的勻變速曲線運動. (3)處理方法:正交分解法:將斜拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直 方向的豎直上拋運動, (4)斜拋運動的規(guī)律如下: 任一時刻的速度 v x = v0 cosθ , v y = v 0 sin θ gt. 任一時刻的位置 x = v0 cosθt , y = v0 sin θt 1 2 gt . 2 豎直上拋運動,平拋運動可分別認為是斜拋運動在 θ = 90 0 和θ = 0 0 時的特例. 斜拋運動在最高點時 v y = 0, t 上 = 2v sin θ v0 sin θ , t 上 = t 下,t總 = t 上 + t 下 = 0 g g 水平方向的射程斜拋物體具有最大的射程 s = v 0 cos θt總 = v sin 2 θ 斜拋物體的最大高度