高中物理竞赛运动学
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。
全国高中物理竞赛专题一 运动学
全国高中物理竞赛专题一运动学全国高中物理竞赛专题一：运动学的奥秘运动学是物理学的基础分支之一，它研究的是物体位置随时间的变化以及物体速度和加速度的测量方法。
在全国高中物理竞赛中，运动学是必考的重要专题之一。
本文将带领大家深入探讨运动学的基本概念和规律，帮助大家更好地备战物理竞赛。
一、基本概念1、位移、速度和加速度位移、速度和加速度是描述物体运动的三个基本物理量。
位移指的是物体在空间中的位置变化，速度是物体在一定时间内位移的变化量，而加速度则是物体速度的变化率。
2、匀速运动和变速运动根据速度是否变化，可以将运动分为匀速运动和变速运动。
匀速运动是指速度大小和方向保持不变的运动，而变速运动则是指速度大小或方向发生变化的运动。
3、自由落体运动和竖直上抛运动自由落体运动是物体在重力作用下沿竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动。
竖直上抛运动则是物体以一定初速度沿竖直方向做减速直线运动，直至速度为零后返回。
这两种运动是高中物理竞赛中常见的考点。
二、基本规律1、位移公式根据匀速运动和变速运动的定义，我们可以得到位移公式：匀速直线运动：x = vt变速直线运动：x = v0t + 1/2at^2其中v0是初速度，a是加速度。
2、速度公式根据位移公式的微分形式，我们可以得到速度公式：匀速直线运动：v = v0 = const变速直线运动：v = v0 + at3、加速度公式根据速度公式的微分形式，我们可以得到加速度公式：匀速直线运动：a = 0变速直线运动：a = (v - v0)/t4、自由落体运动和竖直上抛运动的公式自由落体运动：v = gt, h = 1/2gt^2, t = sqrt(2h/g)竖直上抛运动：v = v0 - gt, h = v0t - 1/2gt^2, t = (v0 - gt)/g 其中g是重力加速度。
三、典型例题解析例1：一物体从高空自由下落，已知物体下落的加速度为g/2，求物体在时间t内的位移。
高中物理竞赛辅导讲义 第 篇 运动学
高中物理竞赛辅导讲义第2篇 运动学【知识梳理】一、匀变速直线运动二、运动的合成与分解运动的合成包括位移、速度和加速度的合成，遵从矢量合成法则（平行四边形法则或三角形法则）。
我们一般把质点对地或对地面上静止物体的运动称为绝对运动，质点对运动参考照系的运动称为相对运动，而运动参照系对地的运动称为牵连运动。
以速度为例，这三种速度分别称为绝对速度、相对速度、牵连速度，则v 绝对 = v 相对 + v 牵连或 v 甲对乙 = v 甲对丙 + v 丙对乙位移、加速度之间也存在类似关系。
三、物系相关速度正确分析物体（质点）的运动，除可以用运动的合成知识外，还可充分利用物系相关速度之间的关系简捷求解。
以下三个结论在实际解题中十分有用。
1．刚性杆、绳上各点在同一时刻具有相同的沿杆、绳的分速度（速度投影定理）。
2．接触物系在接触面法线方向的分速度相同，切向分速度在无相对滑动时亦相同。
3．线状交叉物系交叉点的速度，是相交物系双方运动速度沿双方切向分解后，在对方切向运动分速度的矢量和。
四、抛体运动： 1．平抛运动。
2．斜抛运动。
五、圆周运动： 1．匀速圆周运动。
2．变速圆周运动：线速度的大小在不断改变的圆周运动叫变速圆周运动，它的角速度方向不变，大小在不断改变，它的加速度为a = a n + a τ，其中a n 为法向加速度，大小为2n v a r =，方向指向圆心；a τ为切向加速度，大小为0lim t v a tτ∆→∆=∆，方向指向切线方向。
六、一般的曲线运动一般的曲线运动可以分为很多小段，每小段都可以看做圆周运动的一部分。
在分析质点经过曲线上某位置的运动时，可以采用圆周运动的分析方法来处理。
对于一般的曲线运动，向心加速度为2n v a ρ=，ρ为点所在曲线处的曲率半径。
七、刚体的平动和绕定轴的转动1．刚体所谓刚体指在外力作用下，大小、形状等都保持不变的物体或组成物体的所有质点之间的距离始终保持不变。
刚体的基本运动包括刚体的平动和刚体绕定轴的转动。
高二物理竞赛运动学的一些基本概念PPT(课件)
2、由加速度和初始条件求速度方程和运动方程的问题 称为运动学的第二类问题。
解法：积分
dvadtv tຫໍສະໝຸດ dv adtv00
v v0
t2 t1
adt
r r0
t2 t1
vdt
例题1-1
已知质点的运动方程是
r ( R ct o ) i ( s R si t)jn
式中R， 都是正值常量。
初始条 轨件为迹方， 程， (，tr对a上j式e进ct行o积r分y，)得
设小球上升运动的瞬时速率为v，阻力系数为k，则空气阻力为
力学(mechanics)是研究物体机械运动的规律及其应用的
速度和加速度互相垂直。
速度是位质置矢点量随在时间空的变间化率连。 续经过的各点连成的曲线即质点的运动轨迹。
物理上常用某一点到参考点的距离和方位表示该点的位置，为此引入位置矢量。
第1篇 力 学
力学(mechanics)是研究物体机械运动的规律及其应用的 位置矢科量：学描述。质点通位置常的物把理量经。 典力学分为运动学（kinematics)、动力学
运动学：研究物体运动的描述。
解：根(d据y质n点a速m度的i定cs义)和静力学(statics)。
解 选取竖直向上为y轴的正方向，坐标原点在抛点处。 教材上用黑体来表示矢量。
求质点的速度和加速度的大小，并讨论它们的方向。
解：根据v质 点速dr度的定 ( 义 R si t ) i n (R ct o ) j s dt 则有 v x ω sR ω in ; tvy ω cR ω ost
速度的大小
v v x 2 v y 2(R sit) n 2 (R co t)2 sR
根据初始条件，y = 0 时v = v0 ，作定积分
高中物理竞赛专题 运动学综合
截止到目前，我们已经把运动学的主要框架知识都学习完了，但是从学完知识到灵活运用，还有很远的一段路程。
大家应该重点从公式和物理量的推导，方法，模型的总结几个方面去反复复习。
运动学思想方法总结：1．坐标系方法：坐标系是定量研究世界的一个非常重要的工具，利用坐标系可以很容易的定义物理量（比如，位置，位移，轨迹，速度，加速度等等），分析物理量之间的关系（最大，最小，曲率半径等等）．坐标系方法除了我们学习过的正交分解和斜分解，还有以后会学习到的极坐标等等．要注意根据不同的例题采用不同的方法．【例1】 如图()a 所示，冰球沿与冰山底边成60β=︒的方向滚上山，上山初速度010m/s v =，它在冰山上痕迹已部分消失，尚存痕迹如图()b 所示，求冰山与水平面的夹角α（冰球在冰山上加速度为gsin α，方向沿着斜面向下，其中g 为重力加速度，近似取10m/s 2）。
例题精讲方法提示本讲导学高中物理竞赛专题运动学综合【例2】如图所示，已知在倾角为θ的斜面上，以初速度v及与斜面成θ角的方向发射一小球，斜面与小球发生完全弹性碰撞，即小球的速度会被“镜面反射”．问：⑴小球恰能到原始出发点，问总时间t总为多少？⑵为了实现这个过程，θ必须满足什么条件？【例3】一轮胎在水平地面上沿着一直线无滑动地滚动。
(这种情况下，轮胎边缘一点相对于轮胎中心的线速度等于轮胎中心对地的速率)，轮胎中心以恒定的速率v向前移动，轮胎的半径为R，在0t=时，轮胎边缘上的一点A正好和地面上的O点接触，试以O为坐标原点，在如图的直角坐标系中写出轮胎上A点的位矢、速度、加速度和时间的函数关系。
并写出A的轨迹方程（可以用参数方程描述，也就是说，可以引入一个新的自变量，x和y 都随着这个自变量的变化而变化。
最常见的参数方程，就是以时间t为参数的。
）A A'Oxyv【例4】一根长为l的均匀细杆可以绕通过其一端的水平轴O在竖直平面内转动，如图所示．杆最初在水平位置，杆上距O为a处放有一小物体（可视为质点），杆与其上小物体最初均处于静止状态．若此杆突然以匀角速ω绕O轴转动，设碰撞时细杆与水平面夹角为θ求B追上细杆时θ与ω的关系。
物理竞赛必备知识点总结
物理竞赛必备知识点总结一、力学1. 运动学（1）速度、加速度的定义及其计算方法；（2）匀变速直线运动的相关公式以及应用；（3）平抛运动、倾斜抛体运动的相关公式及其应用。
2. 动力学（1）牛顿三定律及其应用；（2）运动方程的推导和应用；（3）弹簧振子、简谐振动的相关公式及其应用；（4）摩擦力的计算及其应用。
二、热学1. 热力学基本概念（1）热力学系统、热力学平衡和热平衡的含义及其判定方法；（2）内能、热量和做功的关系；（3）理想气体状态方程及其应用。
2. 热力学第一定律（1）热功当量的含义及其计算；（2）绝热过程、等容过程、等压过程、等温过程的基本特征及其应用。
3. 热力学第二定律（1）卡诺循环的原理及其效率；（2）热机和制冷机的效率公式及其应用。
三、电磁学1. 电学基础（1）库仑定律及其应用；（2）电场强度、电势以及电势差的定义及计算方法；（3）电场中带电粒子的运动方程及其应用。
2. 磁学基础（1）洛伦兹力的计算及其应用；（2）电流和磁场的相互作用；（3）安培环路定理、比奥-萨伐特定律及其应用。
3. 电磁感应（1）法拉第电磁感应定律的条件和公式；（2）楞次定律的应用；（3）自感系数和互感系数的计算及其应用。
四、光学1. 几何光学（1）光的直线传播及其应用；（2）折射定律、全反射定律及其应用；（3）薄透镜成像公式、放大倍数计算及其应用。
2. 波动光学（1）双缝干涉、多缝干涉及其应用；（2）多普勒效应的计算和应用；（3）光的偏振和光栅原理及其应用。
五、原子物理1. 光电效应（1）光电效应的基本概念和实验事实；（2）光电发射功函数及其与光强的关系；（3）反光电效应及其应用。
2. 波尔模型（1）原子光谱的特点及其解释；（2）氢原子光谱的解释及其能级计算。
六、现代物理1. 相对论（1）相对论长度收缩及其推导；（2）相对论时间膨胀及其推导；（3）相对论动量和能量的变化及其应用。
2. 量子力学（1）波粒二象性及其实验事实；（2）薛定谔方程的基本概念及其应用；（3）不确定性原理的解释及其应用。
高中物理竞赛——运动学基本知识
高中物理竞赛——运动学基本知识一． 基本概念 1． 质点 2． 参照物3． 参照系——固连于参照物上的坐标系（解题时要记住所选的是参照系，而不仅是一个点）4．绝对运动，相对运动，牵连运动：v 绝=v 相+v 牵 二．运动的描述 1．位置：r=r(t)2．位移：Δr=r(t+Δt)－r(t) 3．速度：v=lim Δt→0Δr/Δt.在大学教材中表述为：v =d r/dt, 表示r 对t 求导数４．加速度a =a n +a τ。
a n :法向加速度，速度方向的改变率，且a n =v 2/ρ,ρ叫做曲率半径，（这是中学物理竞赛求曲率半径的唯一方法）a τ: 切向加速度，速度大小的改变率。
a =d v /dt5．以上是运动学中的基本物理量，也就是位移、位移的一阶导数、位移的二阶导数。
可是三阶导数为什么不是呢？因为牛顿第二定律是F=ma,即直接和加速度相联系。
（a 对t 的导数叫“急动度”。
）6．由于以上三个量均为矢量，所以在运算中用分量表示一般比较好三．等加速运动v(t)=v 0+at r(t)=r 0+v 0t+1/2 at 2一道经典的物理问题：二次世界大战中物理学家曾经研究，当大炮的位置固定，以同一速度v 0沿各种角度发射，问：当飞机在哪一区域飞行之外时，不会有危险？（注：结论是这一区域为一抛物线，此抛物线是所有炮弹抛物线的包络线。
此抛物线为在大炮上方h=v 2/2g 处，以v 0平抛物体的轨迹。
）练习题：一盏灯挂在离地板高l 2,天花板下面l 1处。
灯泡爆裂，所有碎片以同样大小的速度v 朝各个方向飞去。
求碎片落到地板上的半径（认为碎片和天花板的碰撞是完全弹性的，即切向速度不变，法向速度反向；碎片和地板的碰撞是完全非弹性的，即碰后静止。
）四．刚体的平动和定轴转动1． 我们讲过的圆周运动是平动而不是转动2． 角位移φ=φ（t ）, 角速度ω=d φ/dt , 角加速度ε=d ω/dt 3． 有限的角位移是标量，而极小的角位移是矢量 4． 同一刚体上两点的相对速度和相对加速度两点的相对距离不变，相对运动轨迹为圆弧，VA =VB +V AB ,在AB 连线上投影：[V A ]AB =[V B ]AB ,a A =a B +a AB,a AB =,a n AB +,a τAB , ,a τAB 垂直于AB,,a n AB =V AB 2/AB例：A ，B ，C 三质点速度分别V A ，V B ，V C 求G 的速度。
高中物理竞赛辅导资料第一章运动学
x t 图关键要将一
些特殊点的位置先求出来，如 t 1 、2、3、4、5、6、7、8s 末各时刻的位移，再将这些点用平滑的曲线 连接起来。如下图所示。 例 2 用边长为 l 的正方形薄板做成一个小屋，置于地面上，并且屋顶面相互垂直，如图所示。已知 水滴沿屋顶从 A 点流到 B 点所需的时间为从 B 点滴落地面所需时间的 2 倍。假定水滴从 A 点以初速度零开 始滴下，试求水滴从 A 流到地面所需的时间。
r xi yj zk .
2．运动方程 质点在空间运动时，位矢随时间变化的规律即为运动方程，记为：
r r (t ) x(t )i y(t ) j z(t )k .
（1）运动方程中包含了质点运动的全部信息。或者说知道了也就可以解决质点的运动问题。 （2）运动方程的分量式 x=x(t)、y=y(t)、z=z(t)，是运动方程的分量式。 （3）轨道（轨迹）方程 在运动方程的分量式中，消去时间 t 得 f(x, y, z)=0，此方程称为质点的轨迹方程；轨迹是直线的称为 直线运动；轨迹是曲线的称为曲线运动。 3．位移 t 时刻，质点在 P1 点，位矢为 r1 ；t+Δ t 时刻，质点在 P2 点，位矢为 r2 ，则在Δ t 这段时间内位矢的 增量 r r2 r1 称为质点在Δ t 时间内的位移。 4. 路程Δ S 与位移大小 | r | 的区别：路程是Δ t 内走过的轨道的长度，而位移大小是质点实际移动的直 线距离，位移和位矢均为向量，但路程为标量，路程用Δ S 表示。即使在直线运动中，位移和路程也是截 然不同的两个概念。 三、速度
解析：由图中的阴影三角形 BDE 可得
4 / 70
x BE ED
2l l 2
2 1 l 2
物理竞赛习题运动学
第 3 页 (共 111 页)
解：根据题述情况，A、B 、C 三者的速度在空间上是对称的，它们应该是大小相等而其方 向则是两两之间夹角均为 120◦ . 据此可作出三者的速度矢量图，如图，由图中的几何关系容 易得到 vB A vA = √ = 12m/s. 3 即三者的速度大小均为 12m/s，B 的速度方向为南偏东 30◦ ，C 的速度方向为北偏东 30◦
′ S2 = S1 +
1 × 2 × 3 = 6m 2
(2)
1 × 3 × 3 = 1.5m 2 1 × 3 × 3 = 10.5m 2
(3)
(4)
从图中看出 1 ∼ 3 秒内加速度是不变的，因此可得第 2 秒时的加速度为： a= 0−3 = −1.5ms−2 2 (5)
4. 火车从 A 城由静止开始沿平直轨道驶向 B 城.A，B 两城相距为 S . 火车先以加速度 a1 作匀加 速运动，当速度达到 v 后再匀速行驶一段时间，然后刹车，并以加速度大小为 a2 作匀减速行 驶，使之正好停在 B 城. 求火车行驶的时间 t.
高中物理竞赛练习题 运动学部分
得分 评卷人 一、选择题（每小题 3 分，共 24 分）
1. 一质点自 O 点出发作匀加速直线运动，途中依次经过 A、 B 、 C 、 D、 E 诸点，已知 AB = BC = CD = DE ，质点经过 B 点时的瞬时速度为 vB ，质点通过 AE 段的平均速度为 v ¯，则应 有（ A ） 。 A ．v ¯ > vB C ．v ¯ < vB B ．v ¯ = vB D ．以上三种情况都有可能
解：设加速度为 a,AB = BC = CD = DE = l,OA = x, 质点在 A 处速度为 vA , 则 √ √ 2 + 8al vA + vA vA + vE 2 vB = vA + 2al, v ¯= = 2 2 √ 2 √ vA + vA +8al 2 假设 v ¯ > vB ，得到 > vA + 2al 2 √ 2 2 两边平方，化简得 vA vA + 8al > vA 由题意 vA > 0, 因此假设成立，即选 A
全国高中物理竞赛专题一 运动学
222z y x r ∆+∆+∆=∆ 竞赛专题一 运动学【基本知识】一、 质点的位置、位置矢量和位移1、质点 如果物体的大小和形状可以忽略不计，就可以把物体当做一个有质量的点。
称该点为质点。
2、参考系 物理学中把选作为标准的参考物体系统为参考系。
3、位置矢量 由参考点指向质点所在位置的有向线段称为位置矢量，简称位矢或矢径。
其大小为方位是4、位移 由初位置指向末位置的矢量称为位移，它等于质点在t ∆时间内位置矢量的增量，即 12r r r -=∆k j i z y x r ∆+∆+∆=∆其中12x x x -=∆ 12y y y -=∆ 12z z z -=∆位移的大小为位移的方位是rx ∆∆=αcosry ∆∆=βcosrz ∆∆=γcos二、直线运动的速度和加速度 1、速度平均速度 质点在t t t ∆+~内产生的位移r ∆与t ∆之比，称为此时间间隔内的平均速度，表达式是为tr v ∆∆=瞬时速度 当0→∆t 时，平均速度的极限值，即位移矢量对时间的一阶导数，称为质点在t 时刻的瞬时速度，简称速度，表达式为dtd t r r v t =∆∆=→∆lim 02、、 加速度平均加速度 在t t t ∆+~内质点速度的增量与时间之比，称为时间间隔内的平均加速度，表达式为tv a ∆∆=瞬时加速度 平均加速度的极限值，即速度对时间的一阶导数，或位置矢量对时间的二阶导数，称为质点在t 时刻的瞬时加速度，简称加速度，表达式为dt d dt d tr v v a t 20lim ==∆∆=→∆（1）加速度具有瞬时性，即)(t a a =。
只有质点做匀变速直线运动时，=a 恒矢量，这时有如下运动公式k z j y i x r++=222z y x r ++= r x /cos =αr /y cos =βr /z cos =γyy2,z 2)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-+=-+=)(22102022000x x a v v at t v x x at v v （2）加速度具有相对性，对于不同的参考系来说，质点的加速度一般不同。
高中物理竞赛辅导教程(新大纲版)
高中物理竞赛辅导教程(新大纲版)一、力学部分1. 运动学- 基本概念：位移、速度、加速度。
位移是矢量，表示位置的变化；速度是描述物体运动快慢和方向的物理量，加速度则反映速度变化的快慢。
- 匀变速直线运动公式：v = v_0+at，x=v_0t+(1)/(2)at^2，v^2-v_{0}^2 = 2ax。
这些公式在解决直线运动问题时非常关键，要注意各物理量的正负取值。
- 相对运动：要理解相对速度的概念，例如v_{AB}=v_{A}-v_{B}，在处理多个物体相对运动的问题时很有用。
- 曲线运动：重点掌握平抛运动和圆周运动。
平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动；圆周运动中要理解向心加速度a =frac{v^2}{r}=ω^2r，向心力F = ma的来源和计算。
2. 牛顿运动定律- 牛顿第二定律F = ma是核心。
要学会对物体进行受力分析，正确画出受力图。
- 整体法和隔离法：在处理多个物体组成的系统时，整体法可以简化问题，求出系统的加速度；隔离法用于分析系统内单个物体的受力情况。
- 超重和失重：当物体具有向上的加速度时超重，具有向下的加速度时失重，加速度为g时完全失重。
3. 动量与能量- 动量定理I=Δ p，其中I是合外力的冲量，Δ p是动量的变化量。
- 动量守恒定律：对于一个系统，如果合外力为零，则系统的总动量守恒。
在碰撞、爆炸等问题中经常用到。
- 动能定理W=Δ E_{k}，要明确功是能量转化的量度。
- 机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的系统内，机械能守恒。
要熟练掌握机械能守恒定律的表达式E_{k1}+E_{p1}=E_{k2}+E_{p2}。
二、电磁学部分1. 电场- 库仑定律F = kfrac{q_{1}q_{2}}{r^2}，描述真空中两个静止点电荷之间的相互作用力。
- 电场强度E=(F)/(q)，电场线可以形象地描述电场的分布情况。
- 电势、电势差：U_{AB}=φ_{A}-φ_{B}，电场力做功与电势差的关系W = qU。
高中物理竞赛辅导讲义：运动学
运动学§2.1质点运动学的基本概念2．1．1、参照物和参照系要准确确定质点的位置及其变化，必须事先选取另一个假定不动的物体作参照，这个被选的物体叫做参照物。
为了定量地描述物体的运动需要在参照物上建立坐标，构成坐标系。
通常选用直角坐标系O –xyz ，有时也采用极坐标系。
平面直角坐标系一般有三种，一种是两轴沿水平竖直方向，另一是两轴沿平行与垂直斜面方向，第三是两轴沿曲线的切线和法线方向（我们常把这种坐标称为自然坐标）。
2．1．2、位矢 位移和路程 在直角坐标系中，质点的位置可用三个坐标x ，y ，z 表示，当质点运动时，它的坐标是时间的函数x=X （t ） y=Y （t ） z=Z （t ） 这就是质点的运动方程。
质点的位置也可用从坐标原点O 指向质点P （x 、y 、z ）的有向线段来表示。
如图2-1-1所示,也是描述质点在空间中位置的物理量。
r 的长度为质点到原点之间的距离，r 的方向由余弦、、决定,它们之间满足当质点运动时,其位矢的大小和方向也随时间而变,可表示为r =r (t)。
在直角坐标系中,设分别为、、沿方向x 、y 、z 和单位矢量，则r 可表示为位矢r 与坐标原点的选择有关。
研究质点的运动，不仅要知道它的位置，还必须知道它的位置的变化情况，如果质点从空间一点),,(1111z y x P 运动到另一点),,(2222z y x P ，相应的位矢由r 1变到r 2，其改变量为r称为质点的位移，如图2-1-2所示，位移是矢xyzOr 2图2-1-2x yz图2-1-1量，它是从初始位置指向终止位置的一个有向线段。
它描写在一定时间内质点位置变动的大小和方向。
它与坐标原点的选择无关。
2．1．3、速度平均速度 质点在一段时间内通过的位移和所用的时间之比叫做这段时间内的平均速度平均速度是矢量，其方向为与的方向相同。
平均速度的大小，与所取的时间间隔有关，因此须指明是哪一段时间（或哪一段位移）的平均速度。
高中物理竞赛(运动学)
运动学一.质点的直线运动运动 1.匀速直线运动 2.匀变速直线运动 3.变速运动: ①微元法问题：如图所示，以恒定的速率v 1拉绳子时，物体沿水平面运动的速率v 2是多少？设在∆t （∆t →0）的时间内物体由B 点运动到C 点，绳子与水平面成的夹角由α增大到α+∆α，绳子拉过的长度为∆s 1，物体运动的位移大小为∆s 2。
因∆t →0，物体可看成匀速运动（必要时可看成匀变速度运动），物体的速度与位移大小成正比，位移比等于速率比，v 平= v 即=∆s /∆t ，∆s 1与∆s 2有什么关系？ 如果取∆ACD 为等腰三角形，则B D =∆s 1，但∆s 1≠∆s 2cos α。
如果取∆ACD '为直角三角形，则∆s 1=∆s 2cos α,但D 'B ≠∆s 1。
②普通量和小量；等价、同价和高价有限量（普通量）和无限量∆x →0的区别.设有二个小量∆x 1和∆x 2，当121→x x ∆∆, ∆x 1和∆x 2为等价无穷小，可互相代替，当→21x x∆∆普通量, ∆x 1和∆x 2为同价无穷小，当∞→21x x ∆∆（或012→x x∆∆）, ∆x 2比∆x 1为更高价无穷小。
在研究一个普通量时,可以忽略小量；在研究一个小量时,可以忽略比它阶数高的小量。
如当α→0时，AB 弧与AB 弦为等价，α（圆周角）和θ（弦切角）为同价。
如图∆OAB 为等腰三角形，∆OAD 为直角三角形，OA =OB =OD +BD =OD 。
OAADOA AB OD AD OA AD ====ααα,tan ,sin ，即ααα==tan sin （等价）。
22sin 2cos 122ααα==-，比α更高价的无穷小量。
回到问题①：因为DD '为高价无穷小量，绳子拉过的长度∆s 1=BD =BD '，因直角三角形比较方便，常取直角三角形。
（v2=v 1/cos α）例：如图所示，物体以v 1的速率向左作匀速运动，杆绕O 点转动，求 （1）杆与物体接触点P 的速率？（v 2=v 1cos α） （2）杆转动的角速度？（ω=v 1sin α/OP ）。
高中物理竞赛专题运动学课件
A
t x Ox
II: X<0 V<0 a>0
III: X<0 V>0 a>0
I: X>0 V<0 a<0
IV: X>0 V>0 a<0
由参考圆上P点的水平投 影及其V, a 的x分量可以判 断简谐振动的速度、加速 度的方向。 y
V
V
aa
II
Ix
III
IV
• 直角坐标系
矢量及其分量
A
矢量A用分量表示：
B
v+v
v
v
v+v
方向的改变
矢量速度的变化
具有加速度
大小的改变
径矢运r动微学分问速题度（v一）dr
微分
加速度a
dv
dt
dt
径矢Δ r
t
vdt
积分 速Δ度v
t
adt
积分 加速度a
t0
t0
坐标系的运
需初始条件
用
矢量表示的优点：给定了参考系时，与选择的 坐标形式无关，便于作一般性的定义陈述和关 系式推导。然而，在做具体计算时，必须根据 问题的特点选择适当的坐标系。
O 极点
极轴
v 0
v R v0
a 2 R 2 R 2
a 2 0
v0
a v02 / R
极点 O
极轴
练习数学：方试法在：直 角解坐匀曲标速径系圆通中周幽求运 动的物理加方速法度：。
直观简洁
/ 2 v0t / 2R 2R cos 2R cos(v0t / 2R) v v0 sin(v0t / 2R) v v0 cos(v0t / 2R)
t0
高中物理竞赛知识点
高中物理竞赛知识点高中物理竞赛涵盖了广泛而深入的物理知识，对于想要在竞赛中取得好成绩的同学来说，系统地掌握这些知识点至关重要。
一、力学1、运动学这部分包括直线运动、曲线运动。
直线运动中的匀变速直线运动，其速度、位移公式需要熟练掌握。
对于曲线运动，重点是平抛运动和圆周运动。
平抛运动要理解水平和竖直方向的分运动规律，圆周运动则要清楚线速度、角速度、向心加速度等概念，以及向心力的来源和计算。
2、牛顿运动定律牛顿第一定律揭示了物体的惯性本质；牛顿第二定律是力学的核心，F ＝ ma 这个公式要能灵活运用，解决各种受力情况下物体的运动问题；牛顿第三定律则说明了作用力和反作用力的关系。
3、机械能包括动能、势能（重力势能、弹性势能）的概念和计算。
机械能守恒定律是重点，要能判断在何种情况下机械能守恒，并运用其解决问题。
4、动量动量和冲量的概念要清晰，动量定理和动量守恒定律在碰撞、爆炸等问题中经常用到。
二、热学1、分子动理论了解物质是由大量分子组成的，分子在不停地做无规则运动，分子间存在相互作用力。
2、热力学定律热力学第一定律揭示了能量的守恒与转化，热力学第二定律则说明了热现象的方向性。
三、电磁学1、静电场库仑定律、电场强度、电势、电势能等概念是基础。
要能熟练运用电场线和等势面来分析电场的性质。
2、电路掌握串并联电路的特点，欧姆定律，电阻的串并联计算。
复杂电路可以用基尔霍夫定律来分析。
3、磁场磁感应强度的概念，安培力和洛伦兹力的计算。
带电粒子在磁场中的运动是重点和难点，需要掌握其运动规律和半径、周期的计算。
4、电磁感应法拉第电磁感应定律是关键，要能分析各种情况下的电磁感应现象，计算感应电动势。
四、光学1、几何光学光的直线传播、反射、折射定律，全反射现象。
能利用这些知识解决平面镜成像、凸透镜和凹透镜成像等问题。
2、物理光学光的干涉、衍射、偏振现象，了解双缝干涉实验和薄膜干涉的原理。
五、近代物理1、原子物理原子的结构模型，氢原子能级，原子核的组成，放射性衰变等内容都需要掌握。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
运动学
1如图所示，物体A 置于水平面上，A 前固定一滑轮B ，高台上有一定滑轮D ，一根轻绳一端固定在C 点，再绕过B 、D ，BC 段水平，当以恒定水平速度V 拉绳上的自由端时，A 沿水平面前进，求当跨过B 的两段绳子的夹角为α时，A 的运动
速度。
（V A
＝α
cos 1+V ）
2. 缠在轴上的线被绕过滑轮Ｂ 后，以恒定速度ｖ０ 拉出。
这时线轴沿水平平面无滑动滚动。
求线轴中心点Ｏ 的速度随线与水平方向的夹角 α 的变化关系。
线轴的内、外半径分别为ｒ 和Ｒ 。
3．均匀光滑细棒AB 长l ，以速度v 搁在半径为r 的固定圆环上作匀速平动，试求在图13位置时，杆与环的交点M 的速度和加速度.
图13
4一个半径为 R 的半圆柱体沿水平方向向右做加速度为 a 的匀加速运动。
在半圆柱体上搁置一根竖直杆，此杆只能沿竖直方向运动（如图）。
当半圆柱体的速度为 v 时，杆与半圆柱体接触点 P 与柱心的连线与竖直方向的夹角为θ，求此时竖直杆运动的速度和加速度。
5 A ，B ，C 三个芭蕾舞演员同时从边长为l 的三角形顶点A ，B ，C 出发，以相同的速率v 运动；运动中始终保持A 朝着B ，B 朝着C ，C 朝着A .试问经多少时间三人相聚？每个演员跑了多少路径？
6．三只小虫A 、B 、C 沿水平面爬行，A 、B 的速度都能达到v =1cm/s 。
开始时，这些虫子位于一个等边三角形的三个顶点上。
C 应具有什么样的速度，才能在A 、B 任意移动的情况下使三小虫仍保持正三角形？
7 在掷铅球时，铅球出手时距地面的高度为h ，若出手时的速度为V 0，求以何角度掷球时，水平射程最远？最远射程为多少？
（α=gh v v 22sin 2001
+-、 x=g gh v v 2200+）
7、模型飞机以相对空气v = 39km/h 的速度绕一个边长2km 的等边三角形飞行，设风速u = 21km/h ，方向与三角形的一边平行并与飞机起飞方向相同，试求：飞机绕三角形一周需多少时间？
9如图所示，合页构件由两菱形组成，边长分别为２L 和 L ，若顶点Ａ以匀加速度ａ水平向右运动，当 BC 垂直于 OC 时，A 点速度恰为 v ，求此时节点Ｂ 和节点 C 的加速度各为多大?
10、细杆AB长L ，两端分别约束在x 、y轴上运动，（1）试求杆上与A点相距aL（0＜ a ＜1)的P点运动轨迹；（2）如果v A为已知，试求P点的x 、y向分速度v Px和v Py 对杆方位角θ的函数。
11．一水枪需将水射到离喷口水平距离为3.0m的墙外，从喷口算起，墙高为4.0m.若不计空气阻力，取g=10m/s2，求所需的最小初速度及发射仰角.
12．如图14所示，两直杆交角为θ，交点为A.若两杆各以垂直于自身的速度v1和v2沿纸面运动，则交点A的速度大小为多少？
13．质点作匀变速运动，依次经过A、B、C三点的时刻分别是t A=1 s、t B=4 s、t C=8 s，且AB=4 m，∠ABC=60°.求质点运动的加速度.
14．如图15所示，AB杆的A端以匀速v运动，在运动时杆恒与一半圆周相切，半圆周的半径为R.当杆与水平线的交角为θ时，求杆的角速度ω及杆上与半圆相切点C的速度和杆与圆柱接触点C′的速度大小.
15 t=0时刻从水平面上的O点，在同一铅垂面上同时朝两方向发射初速率分别为
v A=10m/s、v B=20m/s的两质点A和B，如图12所示.试问(1)t=1秒时A、B相距多远？(2)在铅垂面xOy上，从原点O出发朝平面各方向射出相同速率v0的粒子，今以朝x正向(水平射出)的粒子为参考点，确定其他粒子在未落地前的t时刻的位置组成的曲线.
16、一盏灯挂在离地板高l2,天花板下面l1处。
灯泡爆裂，所有碎片以同样大小的速度v 朝各个方向飞去。
求碎片落到地板上的半径（认为碎片和天花板的碰撞是完全弹性的，即切向速度不变，法向速度反向；碎片和地板的碰撞是完全非弹性的，即碰后静止。
）
17、如图预18－l所示，杆OA长为R，可绕过O点的水平轴在竖直平面内转动，其端点A 系着一跨过定滑轮B、C的不可伸长的轻绳，绳的另一端系一物块M，滑轮的半径可忽略，B在O的正上方，OB之间的距离为H。
某一时刻，当绳的BA段与OB之间的夹角为α时，
杆的角速度为ω，求此时物块M的速率
v。
M
18以初速度v0 与水平方向成角α抛出石块，石块沿某一轨道飞行。
如果蚊子以大小恒定的速率v0 沿同一轨道飞行。
问蚊子飞到最大高度一半处具有多大的加速度？（空气阻力不计）
19 一只狼沿半径为R的圆形岛边缘按逆时针方向匀速率跑动，如图所示.当狼经过A点时，一只猎犬以相同的速率从圆心出发追击狼.设追击过程中，狼、犬和O点在任一时刻均在同一直线上，问猎犬沿什么轨迹运动？在何处追上狼？
20 图中所示为用三角形刚性细杆AB、BC、CD连成的平面连杆结构图。
AB和CD 杆可分别绕过A、D的垂直于纸面的固定轴转动，A、D两点位于同一水平线上。
BC杆的两端分别与AB杆和CD杆相连，可绕连接处转动（类似铰链）。
当AB杆绕A轴以恒定的角速度 转到图中所示的位置时，AB杆处于竖直位置。
BC杆与CD杆都与水平方向成45°角，已知AB杆的长度为l，BC杆和CD杆的长度由图给定。
求此时C点加速度
a的
c
大小和方向（用与CD杆之间的夹角表示）。