高中物理竞赛教程：1.1.1 常见的力
高中物理竞赛辅导讲义静力学
高中物理竞赛辅导讲义静力学高中物理竞赛辅导讲义第1篇静力学【知识梳理】一、力和力矩1．力与力系（1）力：物体间的的相互作用（2）力系：作用在物体上的一群力①共点力系②平行力系③力偶2．重力和重心（1）重力：地球对物体的引力（物体各部分所受引力的合力）（2）重心：重力的等效作用点（在地面附近重心与质心重合）3．力矩（1）力的作用线：力的方向所在的直线（2）力臂：转动轴到力的作用线的距离（3）力矩①大小：力矩=力×力臂，M =FL②方向：右手螺旋法则确定。
右手握住转动轴，四指指向转动方向，母指指向就是力矩的方向。
③矢量表达形式：M r F =? （矢量的叉乘），||||||sin M r F θ=? 。
4．力偶矩（1）力偶：一对大小相等、方向相反但不共线的力。
（2）力偶臂：两力作用线间的距离。
（3）力偶矩：力和力偶臂的乘积。
二、物体平衡条件1．共点力系作用下物体平衡条件：合外力为零。
（1）直角坐标下的分量表示ΣF ix = 0，ΣF iy = 0，ΣF iz = 0（2）矢量表示各个力矢量首尾相接必形成封闭折线。
（3）三力平衡特性①三力必共面、共点；②三个力矢量构成封闭三角形。
2．有固定转动轴物体的平衡条件：3．一般物体的平衡条件：（1）合外力为零。
（2）合力矩为零。
4．摩擦角及其应用（1）摩擦力①滑动摩擦力：f k = μk N（μk－动摩擦因数）②静摩擦力：f s ≤μs N（μs－静摩擦因数）③滑动摩擦力方向：与相对运动方向相反（2）摩擦角：正压力与正压力和摩擦力的合力之间夹角。
①滑动摩擦角：tanθk=μ②最大静摩擦角：tanθsm=μ③静摩擦角：θs≤θsm（3）自锁现象三、平衡的种类1．稳定平衡：当物体稍稍偏离平衡位置时，有一个力或力矩使之回到平衡位置，这样的平衡叫稳定平衡。
2．不稳定平衡：当物体稍稍偏离平衡位置时，有一个力或力矩使它的偏离继续增大，这样的平衡叫不稳定平衡。
3．随遇平衡：当物体稍稍偏离平衡位置时，它所受的力或力矩不发生变化，它能在新的位置上再次平衡，这样的平衡叫随遇平衡。
高中物理竞赛知识系统整理
物理知识整理知识点睛 一．惯性力先思考一个问题:设有一质量为m 的小球，放在一小车光滑的水平面上，平面上除小球(小球的线度远远小于小车的横向线度）之外别无他物，即小球水平方向合外力为零。
然后突然使小车向右对地作加速运动，这时小球将如何运动呢？地面上的观察者认为：小球将静止在原地，符合牛顿第一定律； 车上的观察者觉得：小球以－a s 相对于小车作加速运动；我们假设车上的人熟知牛顿定律，尤其对加速度一定是由力引起的印象至深，以致在任何场合下，他都强烈地要求保留这一认知，于是车上的人说：小球之所以对小车有 -a s 的加速度，是因为受到了一个指向左方的作用力，且力的大小为 - ma s ；但他同时又熟知，力是物体与物体之间的相互作用，而小球在水平方向不受其它物体的作用,物理上把这个力命名为惯性力。
惯性力的理解 ：(1) 惯性力不是物体间的相互作用。
因此，没有反作用。
(2)惯性力的大小等于研究对象的质量m 与非惯性系的加速度a s 的乘积，而方向与 a s 相反，即sa m f -=*（3）我们把牛顿运动定律成立的参考系叫惯性系，不成立的叫非惯性系，设一个参考系相对绝对空间加速度为a s ，物体受相对此参考系加速度为a',牛顿定律可以写成：a m f F '=+*其中F 为物理受的“真实的力”，f*为惯性力，是个“假力”。
（4）如果研究对象是刚体，则惯性力等效作用点在质心处，说明：关于真假力，绝对空间之类的概念很诡异，这样说牛顿力学在逻辑上都是显得很不严密。
所以质疑和争论的人比较多。
不过笔者建议初学的时候不必较真，要能比较深刻的认识这个问题，既需要很广的物理知识面，也需要很强的物理思维能力。
在这个问题的思考中培养出爱因斯坦2.0版本的概率很低（因为现有的迷惑都被1.0版本解决了），在以后的学习中我们的同学会逐渐对力的概念，空间的概念清晰起来，脑子里就不会有那么多低营养的疑问了。
极其不建议想不明白这问题的同学Baidu 这个问题，网上的讨论文章倒是极其多，不过基本都是民哲们的梦呓，很容易对不懂的人产生误导。
高中物理竞赛知识点
高中物理竞赛知识点摘要：在高中物理竞赛中，掌握一定的物理知识点对于取得好成绩至关重要。
本文将介绍一些高中物理竞赛中常见的知识点，包括力学、热学、电磁学和光学等方面的内容。
通过学习和理解这些知识点，同学们可以更好地准备和应对物理竞赛。
一、力学1. 牛顿三定律：牛顿第一定律（惯性定律）、牛顿第二定律（力与加速度的关系）、牛顿第三定律（作用力和反作用力）。
2. 运动学：匀速直线运动、匀加速直线运动、曲线运动、圆周运动等基本概念和计算方法。
3. 力学中的几个关键概念：作用力、质量、重力、摩擦力、弹力、弹性势能、动能、功和功率等。
4. 牛顿运动定律的应用：通过具体问题的分析和计算，掌握牛顿运动定律在实际运动中的应用，如斜面运动、谐振运动等。
5. 天体运动：了解行星运动和开普勒定律，理解宇宙中的引力作用。
二、热学1. 温度和热量：热学基本概念，包括温度、热量、热平衡、比热容等。
2. 热传导和传热：热传导的基本原理和计算，了解传热的三种方式：导热、对流和辐射。
3. 热力学定律：热力学第一定律（能量守恒定律）、热力学第二定律（热不可逆过程、熵增原理）等。
4. 热力学循环和功率：热力学循环的工作原理与效率计算，了解功率的概念和计算方法。
三、电磁学1. 电荷和电场：电荷的性质和基本单位，电场的概念和计算方法。
2. 电位差和电势：电场中两点之间的电位差和电势差的概念和计算。
3. 电流和电阻：电流的定义和计算，欧姆定律及其在电路中的应用。
4. 电路分析和电路图：串联、并联、混联电路的分析，理解电路图的符号和组成。
5. 磁场和电磁感应：磁场的产生和性质，电磁感应的基本原理和应用，包括法拉第电磁感应定律等。
四、光学1. 光的直线传播和折射：光的直线传播和折射的基本规律与计算方法，了解光的折射定律和斯涅尔定律。
2. 光的反射：光的反射定律和镜面成像的基本原理。
3. 光的干涉与衍射：理解干涉和衍射的基本概念和现象，了解杨氏双缝干涉和单缝衍射的基本原理。
高中物理竞赛力知识点讲解
高中物理竞赛力知识点讲解力的概念惯性定律指出，一个物体，如果没有受到其他物体作用，它就保持其相对于惯性参照系的速度不变，也就是说，如果物体相对于惯性参照系的速度有所改变，必是由于受到其他物体对它的作用，在力学中将这种作用称为力。
凡是讲到一个力的时候，应当说清楚讲到的是哪一物体施了哪一个物体的力。
一个物体，受到了另一物体施于它的力，则它相对于惯性参照系的速度就要变化，或者说，它获得相对于惯性参照系的加速度，很自然以它作用于一定的物体所引起的加速度作为力的大小的量度。
实际进行力的量度的时候，用弹簧秤来测量。
1、力的效应（1）内、外效应：力的作用效果有两种：一是受力物发生形变；二是使受力物的运动状态发生变化。
前者表现为受力物各部分的相对位置发生变化，故称为力的内效应；后者表现为受力物的运动方向或快慢发生变化，故称为力的外效应。
众所周知，当物体同时受到两个或多个力作用时，它的运动状态也可能保持不变，这说明力对同一物体的外效应可能相互抵消。
（2）合力与分力合力与它的那组分力之间，在力学效果上必须具有“等效代换”的关系。
2、力的作用方式力是物体间的一种相互作用，又是一并具有大小、方向和作用点的一种矢量。
根据研究和解决实际问题的需要，可以从不同的角度对力进行区分。
（1）体力、面力和点力按照力的作用点在受力物上的分布情况，可将力可将力分为体力、面力和点力三种。
外力的作用点连续分布在物体表面和内部的一定（或全部）区域，这种力就是体力。
重力就是一种广泛存在的体力。
作用点连续分布在物体某一面（或全部表面）上，这种力就是面力。
压力和摩擦力就是一种广泛存在的面力。
当面力和体力作用的区域远比受力物小,或可以不考虑作用点的分布情况时,就可以把相应的体力或面力当成是集中在物体的某一点上作用的,这种情况下的体力和面力就叫做点力。
例如,在通常情况下,我们就是把重力、摩擦力和压力当成点力看待。
具体而言,常用物体各部分所受重力的合力来代替该物体受到的总重力；用摩擦面上各部分所受摩擦力之合力来代替这个面上的总摩擦力；对压力也是按照这种方式处理的。
2020-2021学年高二物理竞赛相对运动 常见力和基本力课件
(积分法)
2、基本思路：
建立坐标系；列有关方程； 先求分量后合成。
16
力学单位制
选定的物理量叫作基本量（长度、质量、时间 ），
相应的单位叫作基本单位（米、 千克、 秒 ）；
其他物理量叫作导出量，相应的单位叫作导出单位。
基本单位和由它们组成的导出单位构成一套单位制。
国际单位制，其国际代号是 SI 。
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45
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7
例题 1-7
一货车在行使过程中，遇到 5m/s 竖直下落的大雨，
车上紧靠挡板平放有长为 =1m的木板。
如果木板上表面距挡板最高端的距离 =1m。
问:货车应以多大的速度行驶才能使木板不致于淋雨？
运动坐标系：K ' O ', X ', Y ', Z '
y
K
′系相对于K系的速度：vK ' K
质点：P
在K系中：vPK
在′系中：vPK '
P
r
牵连速度
vt
绝对速度
v
y'
z
相对速度
速度变换定理： vPK vPK ' vK ' K
O
z'
r'
O'
x
K'
x'
成立条件：相对速度较小时
加速度变换： aK aK ' a0
• 这种弹力总是使弹簧恢复原长。
高中物理竞赛辅导阶梯教程
高中物理竞赛辅导阶梯教程常见的力 力的基本性质第一讲知识要点一． 重力：重力实际是地球对物体引力的一个分力，随纬度和距地面的高度而变化。
在地面附近可认为不变。
（学习万有引力时再加深）二． 弹力1．弹簧的弹力遵循胡克定律，在弹性范围内：F=-kxx:表与原长相比伸长或压缩的长度2．轻绳、轻杆和轻弹簧三种模型相同点：它们对物体的作用力都是弹力不同点：（1）作用力的效果：轻绳对物体只能是拉力；轻杆、轻弹簧对物体既可以是拉力也可以是压力（支撑力）（2）作用力的方向：轻绳、轻弹簧上的作用力一定沿着绳、弹簧的方向；轻杆上的作用力不一定沿着杆的方向（3）作用力的变化：轻绳、轻杆对物体的作用力可以瞬时突变，而轻弹簧对物体的作用力却不能发生瞬时突变三．摩擦力1． 相对运动趋势方向的判定：假设法：假设没有摩擦力物体相对运动的方向。
2． 相对运动方向或相对运动趋势方向：就是以摩擦力的施力物体为参照物，物体的运动方向或运动趋势方向四．借助平衡状态判受力1． 二力平衡：大小相等，方向相反，共线2． 三力平衡：共点，即三力的作用线交与一点。
典型例题讲解F 1=6NF F 2=10N图1图2例1：如图1，A 、B 叠放在一起受拉力F 作用（1） 如A 、B 静止，A 、B 间是否有摩擦力？B 、地间是否有摩擦力？ （2） 如A 、B 匀速运动，A 、B 间是否有摩擦力？B 、地间是否有摩擦力？例2：如图2，A 、B 、C 叠放在一起，B 受F 1作用，C 受F 2作用，三物体保持静止，求出接触面的摩擦力？例3：如图3，A 物体静靠在光滑的墙壁上，试判断A 物体所受绳子拉力的方向是否过球心？为什么？AA图3 图4 图5练习1：如图3，质量均匀的木杆A 一端被绳子拉着，一端插在墙壁里，试画出墙壁对木杆A 的作用力方向。
练习2．如图4，一个木块放在固定的粗糙斜面上，今对木块施一个既与斜面底边平行又与斜面平行的推力F，木块处于静止状态，如将力F 撤去，则木块（ ） （先自学力的合成）A ．仍保持静止B 。
高中物理竞赛辅导 力、物体的平衡
力、物体的平衡§1.1常见的力1、1、1力的概念和量度惯性定律指出,一个物体,如果没有受到其他物体作用,它就保持其相对于惯性参照系的速度不变,也就是说,如果物体相对于惯性参照系的速度有所改变,必是由于受到其他物体对它的作用,在力学中将这种作用称为力。
凡是讲到一个力的时候,应当说清楚讲到的是哪一物体施了哪一个物体的力。
一个物体,受到了另一物体施于它的力,则它相对于惯性参照系的速度就要变化,或者说,它获得相对于惯性参照系的加速度,很自然以它作用于一定的物体所引起的加速度作为力的大小的量度。
实际进行力的量度的时候,用弹簧秤来测量。
重力由于地球的吸引而使物体受到的力,方向竖直向下,在地面附近,可近似认为重力不变(重力实际是地球对物体引力的一个分力,随纬度和距地面的高度而变化弹力物体发生弹性变形后,其内部原子相对位置改变,而对外部产生的宏观反作用力。
反映固体材料弹性性质的胡克定律,建立了胁强(应力S F=σ与胁变(应变l l ∆=ε之间的正比例关系,如图所示εσE =式中E 为杨氏弹性模量,它表示将弹性杆拉长一倍时,横截面上所需的应力。
弹力的大小取决于变形的程度,弹簧的弹力,遵循胡克定律,在弹性限度内,弹簧弹力的大小与形变量(伸长或压缩量成正比。
F=-kx式中x 表示形变量;负号表示弹力的方向与形变的方向相反;k 为劲度系数,由弹簧的材料,接触反力和几何尺寸决定。
接触反力—限制物体某些位移或运动的周围其它物体在接触处对物体的反作用力实质上是一种弹性力,常见如下几类:1、柔索类(图1-1-2如绳索、皮带、链条等,其张力⎩⎨⎧拉物体指向沿柔索方位::T一般不计柔索的弹性,认为是不可伸长的。
滑轮组中,若不计摩擦与滑轮质量,同一根绳内的张力处处相等。
2、光滑面(图1-1-3接触处的切平面方位不受力,其法向支承力F图1-1-1CcA图1-1-3图1-1-2G⎩⎨⎧压物体指向沿法线方位::N3、光滑铰链物体局部接触处仍属于光滑面,但由于接触位置难于事先确定,这类接触反力的方位,除了某些情况能由平衡条件定出外,一般按坐标分量形式设定。
高一物理竞赛讲义-静力学
竞赛辅导讲义第二部分：静力学第一课时：复习高考（理科综合要求）知识点一、考点内容1．力是物体间的相互作用，是物体发生形变和物体运动状态变化的原因。
2．重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力，重心。
3．形变与弹力，胡克定律。
4．静摩擦，最大静摩擦力。
5．滑动摩擦，滑动摩擦定律。
6．力是矢量，力的合成与分解。
7．平衡，共点力作用下物体的平衡。
二、知识结构⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎩⎨⎧→→→⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--→⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛→→⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛→⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-→的灵活使用方法：整体法和隔离法产生条件、摩擦力、弹力、重力顺序原则受力分析实效原则图解法（几何法）力的分解式法图解法（几何法）、公力的合成力的等效性使物体产生形变物体产生加速度）改变物体运动状态（使力的效果效果各异作用力与反作用力效果相同平衡力支持力等回复力、浮力、压力、动力、阻力：向心力、效果子力、电场力、磁场力不接触的力：重力、分产生条件、大小、方向力接触的力：弹力、摩擦性质力的种类物体受力物体同时定是施力物体施力物体同时定是受力相互性受力物体施力物体物体间作用物质性力的属性—物体间的相互作用—力的定义力.......321 三、复习思路复习是将分散学习的知识进行归纳、整理，使他们系统化、条理化，从而能提纲挈领掌握本单元的知识，并把本单元的重点知识和形成的能力进一步巩固和提高。
这一课时是以力的概念和平行四边形定则为核心展开的，研究了三种不同的力及力的合成、分解的基本法则；为获得上述知识，同学们应按照知识脉络认真复习教材，对一些主要概念、定则、定律有个正确的认识；而平衡状态是物体所处的最简单的状态，在高考中 容易与热学、电场、磁场等内容综合起来考查，还要注意平衡条件与生物、化学、人体骨骼、医学等方面的综合。
高中物理竞赛全解(附常用物理常数)
2、分方向的表达式：ΣIx =ΔPx ，ΣIy =ΔPy … 3、定理推论：动量变化率等于物体所受的合外力。即
P =ΣF 外 t
三、动量守恒定律 1、定律、矢量性 2、条件 a、原始条件与等效 b、近似条件 c、某个方向上满足 a 或 b，可在此方向应用动量守恒定律 四、功和能 1、功的定义、标量性，功在 F—S 图象中的意义 2、功率，定义求法和推论求法 3、能的概念、能的转化和守恒定律 4、功的求法 a、恒力的功：W = FScosα= FSF = FS S b、变力的功：基本原则——过程分割与代数累积；利用 F—S 图象（或先寻求 F 对 S 的平均作用力） c、解决功的“疑难杂症”时，把握“功是能量转化的量度”这一要点 五、动能、动能定理 1、动能（平动动能） 2、动能定理 a、ΣW 的两种理解 b、动能定理的广泛适用性 六、机械能守恒 1、势能 a、保守力与耗散力（非保守力）→ 势能（定义：ΔEp = －W 保） b、力学领域的三种势能（重力势能、引力势能、弹性势能）及定量表达 2、机械能 3、机械能守恒定律 a、定律内容 b、条件与拓展条件（注意系统划分） c、功能原理：系统机械能的增量等于外力与耗散内力做功的代数和。 七、碰撞与恢复系数 1、碰撞的概念、分类（按碰撞方向分类、按碰撞过程机械能损失分类） 碰撞的基本特征：a、动量守恒；b、位置不超越；c、动能不膨胀。 2、三种典型的碰撞 a、弹性碰撞：碰撞全程完全没有机械能损失。满足—— m1v10 + m2v20 = m1v1 + m2v2
依据： F x = －mω2Acosθ= －mω2 x
对于一个给定的匀速圆周运动，m、ω是恒定不变的，可以令： mω2 = k 这样，以上两式就符合了简谐运动的定义式①。所以，x 方向的位移、速度、加速度就 是简谐运动的相关规律。从图 1 不难得出—— 位移方程： x = Acos(ωt + φ) ② 速度方程： v = －ωAsin(ωt +φ) ③ 2 加速度方程： a = －ω A cos(ωt +φ) ④ 相关名词：(ωt +φ)称相位，φ称初相。 运动学参量的相互关系： a = －ω2 x A=
高一物理竞赛第一章知识点
高一物理竞赛第一章知识点在高一物理竞赛中，第一章的知识点是非常重要的，它是我们理解物理学基础概念和原理的起点。
本文将介绍一些高一物理竞赛第一章的主要知识点，包括力学、热学和光学三个方面。
力学知识点：1. 牛顿力学三大定律：牛顿第一定律（惯性定律）、牛顿第二定律（力和加速度的关系）和牛顿第三定律（作用力和反作用力的关系）。
2. 力的合成和分解：力的合成是指多个力合成为一个力的过程，力的分解是指将一个力分解为多个力的过程。
3. 动力学：质点的运动学方程和动力学方程，包括速度、加速度、力等的关系式。
4. 弹性力学：弹簧的胡克定律以及应变和应力的关系等内容。
热学知识点：1. 温度：温度的概念和测量方法，包括摄氏度和开尔文温度。
2. 热传递：热传递的三种方式，即传导、对流和辐射。
这些方式的特点和应用。
3. 理想气体状态方程：理想气体的状态方程，即气体的压力、体积和温度之间的关系式。
4. 内能和热量：内能的概念和表达式，以及热量和功的关系。
光学知识点：1. 光的传播：光的直线传播和反射、折射等现象。
光的速度和光的介质。
2. 光的色散和干涉：光的色散现象和干涉现象，包括杨氏双缝干涉、薄膜干涉等内容。
3. 光的衍射：光的衍射现象，包括单缝衍射和衍射格的现象。
4. 光的波粒二象性：光的波粒二象性的基本概念和实验现象。
以上是高一物理竞赛第一章的一些重要知识点。
掌握这些知识，对于理解物理学的基本原理和解题都将起到非常积极的作用。
希望大家能够认真学习并灵活运用这些知识点，取得优异的成绩。
物理竞赛讲义(一)力学中的三种力
郑梁梅高级中学高一物理竞赛辅导讲义第一讲： 力学中的三种力【知识要点】（一）重力重力大小G=mg ，方向竖直向下。
一般来说，重力是万有引力的一个分力，静止在地球表面的物体，其万有引力的另一个分力充当物体随地球自转的向心力，但向心力极小。
（二）弹力1．弹力产生在直接接触又发生非永久性形变的物体之间(或发生非永久性形变的物体一部分和另一部分之间)，两物体间的弹力的方向和接触面的法线方向平行，作用点在两物体的接触面上．2．弹力的方向确定要根据实际情况而定．3．弹力的大小一般情况下不能计算，只能根据平衡法或动力学方法求得．但弹簧弹力的大小可用．f=kx(k 为弹簧劲度系数，x 为弹簧的拉伸或压缩量)来计算 ．在高考中，弹簧弹力的计算往往是一根弹簧，而竞赛中经常扩展到弹簧组．例如：当劲度系数分别为k 1,k 2,...的若干个弹簧串联使用时．等效弹簧的劲度系数的倒数为：n k k k 1 (1)11+=，即弹簧变软；反之．若以上弹簧并联使用时，弹簧的劲度系数为：k=k 1+…k n ，即弹簧变硬．(k=k 1+…k n 适用于所有并联弹簧的原长相等；弹簧原长不相等时，应具体考虑) 长为0L 的弹簧的劲度系数为k ，则剪去一半后，剩余20L 的弹簧的劲度系数为2k（三）摩擦力1．摩擦力一个物体在另一物体表面有相对运动或相对运动趋势时，产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力叫摩擦力。
方向沿接触面的切线且阻碍物体间相对运动或相对运动趋势。
2．滑动摩擦力的大小由公式f=μN 计算。
3．静摩擦力的大小是可变化的，无特定计算式，一般根据物体运动性质和受力情况分析求解。
其大小范围在0＜f≤f m 之间，式中f m 为最大静摩擦力，其值为f m =μs N ，这里μs 为最大静摩擦因数，一般情况下μs 略大于μ，在没有特别指明的情况下可以认为μs =μ。
4．摩擦角将摩擦力f 和接触面对物体的正压力N 合成一个力F ，合力F 称为全反力。
高中物理竞赛讲义全套[1]
![高中物理竞赛讲义全套[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/9bfd5341284ac850ac02421f.png)
全国中学生物理竞赛内容概要全国中学生物理竞赛内容概要一、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。
矢量的合成和分化。
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。
摩擦力。
弹性力。
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、物体的平衡共点力感化下物体的平衡。
力矩。
刚体的平衡。
重心。
物体平衡的种类。
4、动量冲量。
动量。
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。
碰撞。
6、流体静力学静止流体中的压强。
浮力。
7、振动简揩振动。
振幅。
频率和周期。
位相。
振动的图象。
参考圆。
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。
波的干预和衍射（定性）。
声波。
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。
分子力。
分子的动能和分子间的势能。
物体的内能。
2、热力学第必然律热力学第必然律。
3、气体的性质热力学温标。
抱赌气体状态方程。
普适气体恒量。
抱赌气体状态方程的微观解释（定性）。
抱赌气体的内能。
抱赌气体的等容、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。
概况张力系数。
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。
熔点。
熔解热。
蒸发和凝结。
饱和汽压。
沸腾和沸点。
汽化热。
临界温度。
固体的升华。
高中物理竞赛讲义一
受力分析是高中物理一项重要的基本功，包含常见力的性质，平衡力的规律两大基本内容。
本讲我们从常见模型一点点的入手逐步巩固的复习。
第一部分：常见力知识点睛1．弹力的性质以及规律弹力是由于形变长生的力，具体的体现在弹簧，接触面，杆，绳等。
弹簧弹力：胡克定律F kx =．轻绳：弹力方向沿绳且指向绳收缩方向轻杆：与轻绳不同，轻杆的弹力可以指向任意方向 面和面：弹力垂直于接触面 球和球：弹力沿两球球心连线难点：轻杆的弹力，可以自由转动的轻杆只有两个受力点时，弹力一定沿杆方向，可以是拉力也可 以是压力。
对于多个点受力的轻杆，必须用力矩平衡与力平衡规律联立分析。
2．判断弹力有无：①消除法：去掉与研究对象接触的物体，看研究对象能否保持原状态，若能则说明此处弹力不存在，若不能则说明弹力存在．如图：球A 静止在平面B 和平面C 之间，若小心去掉B ，球静止，说明平面B 对球A 无弹力，若小心去掉C ，球将运动，说明平面C 对球有支持力．②假设法：假设接触处存在弹力，做出受力图，再根据平衡条件判断是否存在弹力．如图，若平面B 和平面C 对球的弹力都存在，那么球在水平方向上将不再平衡，故平面B 的弹力不存在，平面C 的弹力存在．③替换法：用轻绳替换装置中的轻杆，看能否维持原来的力学状态，如果可以，则杆提供的是拉力，如果不能，则提供支持力．3．判断摩擦物体间有相对运动或相对运动的趋势．有相对运动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力，有相对运动趋势时产生的摩擦力叫静摩擦力．①滑动摩擦力：N F F μ=，μ是动摩擦因数，与接触物体的材料和接触面的粗糙程度有关，与接触面的知识模块本讲导学第2讲 静力学复习讲述高端的，真正的物理学2高一·物理竞赛秋季班·第2讲·教师版大小无关．N F 表示压力大小，可见，在μ一定时，N F F ∝．②静摩擦力：其大小与引起相对运动趋势的外力有关，根据平衡条件或牛顿运动定律求出大小．静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力max F 之间，即max 0F F ≤≤．静摩擦力的大小与N F 无关，最大静摩擦力的大小与N F 有关．③方向：滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反． 判断静摩擦力的有无：在接触面粗糙，两物体接触且互相挤压的条件下，可使用下列方法假设法：假设没有静摩擦力，看物体是否发生相对运动，若发生，则存在相对运动趋势，存在静摩擦力．反推法：根据物体的状态和受力分析推出静摩擦力的大小和方向．4．摩擦角与自锁当物体与支持面之间粗糙，一旦存在相对运动趋势，就会受静摩擦力作用，设最大静摩擦因数为μ（中学不要求最大静摩擦因数跟动摩擦因数的区别），则最大静摩擦力为fM ＝μFN 。
高中物理竞赛讲义(完整版)
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(高中物理)知识全解12几种常见的性质力
高中物理知识全解 1.2 几种常见的性质力根底知识：1、力：力是物体与物体之间的相互作用，故力不可能单独存在。
2、力是矢量，有大小和方向【单位：牛顿〔N〕】。
3、施力物体和受力物体不是绝对的，而是相对的。
例：人出空拳时，以人的骨架肌肉为研究对象，拳头是施力物体，骨架肌肉是受力物体；假设以拳头为研究对象，那么骨架肌肉是施力物体，拳头是受力物体。
4、力的三要素：大小，方向，作用点。
I、只要其中任意一个要素发生改变，那么力的作用效果都将发生改变。
II、能看做质点的物体，物体上任何位置为作用点效果相同。
例：如以下列图所示，F作用于点a和作用于点b〔即图一和图二〕，力F的作用效果相同，因为此时M可以看做质点。
5、力的表示：力的图示即说明力的作用点、方向、大小。
力的示意图即说明力的作用点、方向。
注意：灵活选取标度，进而用力的图示法表示力〔标度的选取与所表示的力不能1比1的关系〕。
例：重力、弹力、摩擦力等是性质力；拉力、支持力、阻力等是效果力。
一：重力产生原因：由于地球的吸引而产生。
大小：G mg【单位：牛顿〔N〕】。
注意：g值在不同的地理位置数值不一样，地球上随着纬度的增加g值增大，地球外随着高度的增加g值减小。
【g值一般情况取9.8m/s2，解题计算时假设g值没有特别要求还可取10m/s2】注意：重力的大小不一定等于地球对其的吸引力的大小。
方向：竖直向下，重力的方向总是与当地的水平面垂直，但不一定指向地心，不一定垂直于地面。
①重心1、理解重心的定义。
例：重力只作用于物体的重心〔错误〕。
2、对于外形规那么，密度分布均匀的物体，其重心为该物体的几何中心。
如果外形不规那么或密度分布不均匀的物体，其重心可以用二次悬挂法、力矩平衡法或等效平移法求重心。
【二次悬挂法求重心利用了二力平衡原理，力矩平衡法求重心利用了力矩平衡原理和二力平衡原理】注意：重心不一定在物体上，也可以在物体外。
【例题】一等边三角形ABC如右图所示，BC的中点为D，AD的中点为E，在A处放一质量为2m的小球，B和C两处各放一质量为m的小球，假设小球均可看做质点，求整个系统的重心？【例题】在年奥运会上，俄罗斯著名撑杆跳运发动伊辛巴耶娃以的成绩第24次打破世界纪录。
高二物理竞赛课件：常见力非惯性系和惯性力
※ 几种实用的惯性系
1、地面参考系 地面是一个最常用的惯性系。但只能说
地面是一个近似的惯性系，而不是一个严 格的惯性系，因为地球有自转角速度：
1 7.3105由ra于d s地1 球的自转，地球上的物 体有法向加速度。
2、地心参考系 地心参考系相对地面参考 系严格些，地球绕太阳公转的角速度：
2 2.0107 rad s1
弹簧弹性力 F kx
——胡克定律
3、摩擦力
相互接触的物体在沿接触面相对运动时，或有相对运 动趋势时，在接触面之间产生一对阻止相对运动的力。 （静摩擦力、动摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力等）
滑动摩擦力 Ff μFN
最大静摩擦力 Ff0m 0FN
静摩擦力
≤ Ff0 Ff0m
一般情况 0
※ 四种基本力
非惯性系和惯性力实例
以加速上升的电梯为参考系，可以
认为乘坐电梯的人除了受到重力的作用，
还受到一个向下的惯性力，重力和惯性
力的合力使人感受到了超重。
a
G ma
人 造 重 力 ： 21 世 纪 ， 人 类 在空间站中长期生活，为了 克服失重带来的不利影响， 将空间站设计成一个大转轮， 绕轴自转，其上各点都有一 个指向转动轴的向心加速度。 以空间站为参考系，与它一 起旋转的物体都受到一个背 离转动轴的惯性力。
常见力非惯性系和惯性力
常见力 非惯性系 惯性力
※ 几种常见力
1、万有引力
F G m1m2 r2
m1
m2
r
引力常数 G 6.67 10 11 N m2 kg 2
重力
P mg,
g
GmE r2
地表附近
g
GmE R2
9.80 m s-2
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第一讲 力、物体的平衡
§1.1常见的力
1．1．1、
力的概念和量度
惯性定律指出，一个物体，如果没有受到其他物体作用，它就保持其相对于惯性参照系的速度不变，也就是说，如果物体相对于惯性参照系的速度有所改变，必是由于受到其他物体对它的作用，在力学中将这种作用称为力。
凡是讲到一个力的时候，应当说清楚讲到的是哪一物体施了哪一个物体的力。
一个物体，受到了另一物体施于它的力，则它相对于惯性参照系的速度就要变化，或者说，它获得相对于惯性参照系的加速度，很自然以它作用于一定的物体所引起的加速度作为力的大小的量度。
实际进行力的量度的时候，用弹簧秤来测量。
重力
由于地球的吸引而使物体受到的力，方向竖直向下，在地面附近，可
近似认为重力不变（重力实际是地球对物体引力的一个分力，随纬度和距地面的高度而变化）
弹力
物体发生弹性变形后，其内部原子相对位
置改变，而对外部产生的宏观反作用力。
反映固体材
料弹性性质的胡克定律，建立了胁强（应力）
s F
=
σ与胁变（应变）
l l
∆=
ε之间的正比例关系，如图所示
εσE =
式中E 为杨氏弹性模量，它表示将弹性杆拉长一倍时，横截面上所需的应力。
弹力的大小取决于变形的程度，弹簧的弹力，遵循胡克定律，在弹性限度内，弹簧弹力的大小与形变量（伸长或压缩量）成正比。
F=-kx
图1-1-1
式中x 表示形变量；负号表示弹力的方向与形变的方向相反；k 为劲度系数，由弹簧的材料，接触反力和几何尺寸决定。
接触反力 —限制物体某些位移或运动的周围其它物体在接触处对物体的反作用力（以下简称反力）。
这种反力实质上是一种
弹性力，常见如下几类：
1、柔索类（图1-1-2
）如绳索、皮带、链条等，其张力
⎩⎨
⎧拉物体指向沿柔索
方位::
T
一般不计柔索的弹性，认为是不可伸长的。
滑轮组中，若不计摩擦与滑轮质量，同一根绳内的张力处处相等。
2、光滑面（图1-1-3）接触处的切平面方位不受力，其法向支承力
⎩⎨
⎧压物体指向沿法线
方位::N
3、光滑铰链
物体局部接触处仍属于光滑面，但由 于接触位置难于事先确定，这类接触反力的方位，除了某些情况能由平衡条件定出外，一般按坐标分量形式设定。
（1）圆柱形铰链（图1-1-4,图1-1-5，
A
C
c
图1-1-3 A
图1-1-2
⎩⎨
⎧待定指向轴沿方位::x X
⎩⎨
⎧待定指向轴沿方位::y Y
图中AC 杆受力如图，支座B 处为可动铰，水平方向不受约束，反力如图。
（2）球形铰链（图1-1-7,图1-1-8）由一个球碗和一个球头组成，其反力可分解为
待定指向沿坐标轴方位::⎪⎭⎪⎬
⎫
Z Y X
4、固定端（图1-1-9，图1-1-10）
如插入墙内的杆端，它
除限制杆端移动外，还限制转动，需增添一个反力偶A M 。
待定
指向沿坐标轴方位::⎭⎬
⎫Y X
⎩⎨
⎧待定转向平面力系作用面方位::A M
摩擦力 物体与物体接触时，在接触面上有一种阻止它们相对滑动的作用力称为摩擦力。
不仅固体与固体的接触面上有摩擦，固体与液体的接触面或固体与气体的接触面上也有摩擦，我们主要讨论固体与固体间的摩擦。
1．1．2、摩擦分为静摩擦和滑动摩擦
当两个相互接触的物体之间存在相对滑动的趋势（就是说：假如它们之间的接
A
x 图1-1-7 图
1-1-8
A M
x 图1-1-10
触是“光滑的”，将发生相对滑动）时，产生的摩擦力为静摩擦力，其方向与接触面上相对运动趋势的指向相反，大小视具体情况而定，由平衡条件或从动力学的运动方程解算出来，最大静摩擦力为
N f 0max μ=
式中0μ称为静摩擦因数，它取决于接触面的材料与接触面的状况等，N 为两物体间的正压力。
当两个相互接触的物体之间有相对滑动时，产生的摩擦力为滑动摩擦力。
滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,其大小与两物体间的正压力成正比。
N f μ=
μ 为滑动摩擦因数，取决于接触面的材料与接触面的表面状况，在通常的相
对速度范围内，可看作常量，在通常情况下，μμ与0可不加区别，两物体维持相对静止的动力学条件为静摩擦力的绝对值满足
N f f μ=≤max
在接触物的材料和表面粗糙程度相同的条件下，静摩擦因数0μ略大于动摩擦因数μ。
摩擦角 令静摩擦因数0μ等于某一角ϕ的正切值，即ϕμtg =0，这个ϕ角就称为摩擦角。
在临界摩擦（将要发生滑动状态下）,tg N f ==0max μϕ。
支承面作用于物体的沿法线方向的弹力N 与最大静摩擦力max f 的合力F （简称全反力）与接触面法线方向的夹角等于摩擦角，如图1-1-11所示（图中未画其他力）。
在一般情况下，静摩擦力0f 未达到最大值，即
ϕμμtg N f
N f N f ≤≤≤00000,,
因此接触面反作用于物体的全反力F '的作用线与面法线的夹角
N f
a r c t g 0
=α，不会大于
摩擦角，即ϕα≤。
物体不会滑动。
由此可知，运用摩擦角可判断物体是否产生滑动的条件。
如图1-1-12放在平面上的物体A ，用力F 去推它，设摩擦角为ϕ，推力F 与法线夹角为α，当ϕα<时，无论F 多大，也不可能推动物块A ，只有ϕα>时，才可能推动A 。
摩擦力作用的时间 因为只有当两个物体之间有相对运动或相对运动趋势时，才有摩擦力，所以要注意摩擦力作用的时间。
如一个小球竖直落下与一块在水平方向上运动的木块碰撞后，向斜上方弹出，假设碰撞时间为t ∆，但可能小球不需要t ∆时间，在水平方向上便已具有了与木块相同的速度，则在剩下的时间内小球和木块尽管还是接触的，但互相已没有摩擦力。
如图1-1-14，小木块和水平地面之间的动摩擦因数为μ，用一个与水平方向成多大角度的力F 拉着木块匀速直线运动最省力？
将摩擦力f 和地面对木块的弹力N 合成一个力F '，摩擦角为
μϕ11
--==tg N f
tg ，这样木块受三个力：重
力G ，桌面对木块的作用力F '和拉力F ，如图1-1-14，作出力的三角形，很容易看
出当F 垂直于F F 时'最小，即有F 与水平方向成μϕ1
-=tg 时最小。
例1、 如图1-1-15所示皮带速度为0v ，物A 在皮带上以速度1v
垂直朝皮带
图1-1-11
图
1-1-12
图1-1-13
f F
G
F '
图1-1-14
边运动，试求物A 所受摩擦力的方向。
解：物A 相对地运动速度为r r V V V V +=01,，滑动摩擦力f 与r V 方向相反如图所示。
例2、物体所受全反力R 与法向的夹角m ϕα>的情形可能出现吗？
解：不可能。
因为若有m ϕα>则m tg tga ϕ>即μ
>N f。
max f f >∴，这是不可
能的。
然而在要判断一个受摩擦物体是否静止时，可事先假定它静止，由平衡求
出
)
(
1N F
tg -=α,有如下三种情形：
⎪⎩⎪
⎨⎧>=<滑动临界状态静止m
m m ϕϕϕα
1
F 2
F
3
F
4F
合F
图1-1-16
V 图1-1-15。