物理竞赛知识点梳理提纲

物理竞赛知识点梳理提纲

全国中学生物理竞赛内容提要详解

2016-9-1

无锡市第一中学

魏熙锴 出品

目录

Part 1 力学 (4)

1．运动学 (4)

2．动力学 (6)

3．物体平衡 (8)

4．动量 (10)

5．机械能 (12)

6．角动量 (15)

7．有心运动 (16)

8．刚体 (18)

9．流体力学 (20)

10．振动 (22)

11．波动 (28)

Part 2 热学 (31)

1．分子动理论 (31)

2．气体的性质 (34)

3．热力学第一定律 (37)

4．热力学第二定律 (39)

5．液体的性质 (40)

6．固体的性质 (42)

7．物态变化 (42)

8．热传递的方式 (43)

9．热膨胀 (45)

Part 3 电磁学 (46)

1．静电场 (46)

2．稳恒电流 (51)

3．物质的导电性 (54)

4．磁场 (57)

5．电磁感应 (59)

6．交流电 (60)

7．电磁振荡和电磁波 (62)

Part 4 光学 (64)

1．几何光学 (64)

2．波动光学 (69)

Part 5 近代物理 (74)

1．光的本性 (74)

2．原子结构 (75)

3．原子核 (78)

4．粒子 (80)

5．狭义相对论 (82)

6．太阳系，银河系，宇宙和黑洞的初步知识（略） (87)

Part 1 力学

1．运动学

考纲要求：

参考系

略

坐标系直角坐标系平面极坐标自然坐标系

自然坐标系是沿质点的运动轨道建立的坐标系·在质点运动轨道上任取一点作为坐标原点O,质点在任意时刻的位置，都可用它到坐标原点O的轨迹的长度来表示。

矢量和标量

略

质点运动的位移和路程速度加速度

vv⃗=ddxx⃗dddd

aa⃗=ddvv⃗=dd2xx⃗2

匀速及匀变速直线运动及其图像

略

运动的合成与分解抛体运动圆周运动

ωω�⃗=ddθθ⃗dddd

vv⃗=ωω�⃗×rr⃗

aa=vv2RR

ββ⃗=ddωω�⃗dddd=dd2θθ⃗dddd2 圆周运动中的切向加速度和法向加速度

aa⃗=ddvv⃗dddd

=dd(ωω�⃗×rr⃗)dddd

=ddωω�⃗×rr⃗dddd+ωω�⃗×ddrr⃗dddd

=ββ⃗×rr⃗+ωω�⃗×vv⃗

=aaττ����⃗+aa nn����⃗

切向法向

曲率半径角速度和※角加速度

aa nn=vv2ρρ 相对运动伽里略速度变换

vv⃗绝对=vv⃗相对+vv⃗牵连

2．动力学

考纲要求：

重力弹性力摩擦力

略

惯性参考系

略

牛顿第一、二、三运动定律胡克定律万有引力定律

牛顿第一定律：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。

牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同。

FF⃗=mmaa⃗

牛顿第三定律：相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

胡克定律：固体材料受力之后，材料中的应力与应变（单位变形量）之间成线性关系。（注意弹簧的串并联类比电阻并串联）

FF⃗=−kkxx⃗

万有引力定律：任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关。

FF⃗=−GG MMmm rr⃗2rr

均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式

引力场高斯定理：

�gg⃗∙ddss⃗=−4ππGGMM

均匀球壳，壳内引力场强为0，壳外可将该球壳等效为其质心处的质点，质量不变求解。

非惯性参考系平动加速参考系中的惯性力

惯性力是指当物体有加速度时，物体具有的惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向，而此时若以该物体为参考系，并在该参考系上建立坐标系，看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上令该物体在坐标系内有发生位移的趋向，因此称之为惯性力。

当系统存在一加速度a时，则惯性力的大小遵从公式：

FF⃗=−mmaa⃗

(m为物体质量) 。

方向与加速度方向相反。

匀速转动参考系惯性离心力、视重

惯性离心力：

FF=mmωω2rr⃗

视重：物体与支持物相对静止并不受地球、支持物以外其它作用时，物体对支持物的作用力。

科里奥利力

FF=−2mmωω�⃗×vv⃗

3．物体平衡

考纲要求：

共点力作用下物体的平衡

平衡条件：

�FF⃗=0

力矩刚体的平衡条件

力矩：

MM��⃗=rr⃗×FF⃗

平衡条件：

�MM��⃗=0

平衡的能量判据：

ddEE pp ddxx=0

稳定平衡随遇平衡不稳定平衡

dd2EE pp ddxx>0dd2EE pp ddxx=0dd2EE pp ddxx<0

虚功原理

虚功原理：一个原为静止的质点系，如果约束是理想双面定常约束，则系统