大学物理竞赛辅导
01 物理竞赛辅导资料07 力学三把“金钥匙
物理竞赛辅导资料：力学三把“金钥匙”解决动力学问题，一般有三种途径：①牛顿第二定律和运动学公式(力的观点)；②动量定理和动量守恒定律(动量观点)；③动能定理、机械能守恒定律、功能关系、能的转化和守恒定律(能量观点)。
——以上这三种观点俗称求解力学问题的三把“金钥匙”。
三把“金钥匙”的合理选取：研究某一物体所受力的瞬时作用与物体运动状态的关系(或涉及加速度)时，一般用力的观点解决问题；研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时，一般选用动量定理；涉及功和位移时优先考虑动能定理；若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用时，优先考虑两大守恒定律，特别是出现相对路程的则优先考虑能量守恒定律。
一般来说，用动量观点和能量观点比用力的观点解题简便，因此在解题时优先选用这两种观点；但在涉及加速度问题时就必须用力的观点。
有些问题，用到的观点不只一个，特别像高考中的一些综合题，常用动量观点和能量观点联合求解，或用动量观点与力的观点联合求解，有时甚至三种观点都采用才能求解，因此，三种观点不要绝对化。
下面通过历年高考题说明各个观点的应用。
〖典型例题透析〗力学观点与能量观点的综合〖例1〗(1991年上海高考)如图所示，长为l 的轻绳一端系于固定点O ，另一端系质量为m 的小球。
将小球从O 点正下方4l 处，以一定初速度水平向右抛出，经一定时间绳被拉直，以后小球将以O 为支点在竖直平面内摆动。
已知绳刚被拉直时，绳与竖直线成600角，求：⑴小球水平抛出时的初速度v 0；⑵在绳被拉紧的瞬间，支点O 受到的冲量I ；⑶小球摆到最低点时，绳所受的拉力T 。
〖命题意图〗考查平抛运动、运动合成、冲量、机械能守恒定律及其应用、牛顿第二定律。
〖解题思路〗⑴小球在绳拉直前做平抛运动，令做平抛运动的时间为t ，则有：水平方向：lsin 600=v 0t …………①竖直方向：0260214cos l gt l =+…………② 由①、②式解得：g l t 2=，gl v 6210= ⑵在绳拉直前瞬时，小球速度的水平分量为v o ，竖直分量为gt ，如图所示。
全国物理竞赛培训计划方案
全国物理竞赛培训计划方案一、前言全国物理竞赛是一个展示学生物理学知识和解决问题能力的重要平台，是对学生物理学学习成果的一次检验和验证。
为了提高学生在物理竞赛中的竞争力和表现水平，我们制定了以下的全国物理竞赛培训计划方案。
二、培训目标1. 帮助学生掌握物理理论知识，提高物理解决问题的能力。
2. 培养学生动手能力，提高实验操作技能。
3. 加强学生的物理思维训练，提高物理竞赛的应试能力。
4. 培养学生的团队合作精神，提高团队协作能力。
三、培训内容1. 物理理论知识掌握通过系统的讲解和深入浅出的解析，帮助学生掌握物理的基本理论知识，包括力学、热学、电磁学、光学等。
2. 实验操作技能培养通过实验课程和实际操作，提高学生的实验操作技能，培养学生动手能力。
3. 物理思维训练通过解题训练和思维导向的教学，提高学生的物理思维能力，使学生能够独立解决物理问题。
4. 应试能力训练通过模拟测试和真实比赛情况的训练，帮助学生提高应试能力，熟悉比赛规则和流程。
5. 团队协作能力培养通过团队训练和合作项目，培养学生的团队合作精神，提高团队协作能力。
四、培训方法1. 授课结合实践教师以讲解为主，辅以实例和案例分析，培养学生的理论知识掌握能力。
2. 实验操作训练安排实验课程，进行实验操作训练，培养学生的实验操作技能。
3. 解题训练安排解题训练课程，指导学生如何解题，培养学生的物理思维能力。
4. 模拟测试安排模拟测试，模拟真实的竞赛环境，提高学生的应试能力。
5. 团队合作项目安排团队合作项目，培养学生的团队合作精神和协作能力。
五、培训计划1. 课程设置（1）力学：完整讲解牛顿定律、动能定理、角动量定理等知识点。
（2）热学：完整讲解热力学定律、传热传质等知识点。
（3）电磁学：完整讲解库仑定律、安培定律、麦克斯韦方程等知识点。
（4）光学：完整讲解光的折射、光的波动、光的衍射等知识点。
2. 实验课程安排（1）力学实验：波浪实验、牛顿环实验等。
大学物理竞赛专题辅导之力学
dt
作用力
电 磁 相 互 作 用
, mg 运动轨道椭圆、 万有引力 GMm 2 r q1q2 1 抛物线、双曲线 库仑力
4 0 r 2
洛伦兹力 弹性力
qvB
-kx
圆周运动
x A cos( t )
动静摩擦力、安培力、核力…..
能够由牛顿第二定律严格求解坐标的问题并不多
力学动量、角动量、动能三大定理
ma = F dP F dt dJ d r P rF L dt dt d 1 mv 2 F dr 2
动量定理
角动量定理
动能定理 冲量定理 冲量矩定理
2 2
题目给出初始速度v0>0的限制，因此初始速度满足的 2 条件是 qRB qRB (1) 0<v Rq
0
2m
2m
(2)设质点到达最低点b处的速度大小为v,则机械能守 1 mv 2 = 1 mv 2 2mgR 恒得到 2 0 2 (2) 2
v 2 = v0 4 gR
2
2
又因为 0 q 2 ，所以上式中
qBR qBR 0 Rg cos q 2m 2m
2
因而左端
2 v1 2 Rg (1 cos q ) 0
这样得到两种夹角范围初始速度满足的条件是 2 2 ) ( 0 v v q 0 q 0 2 2 Rg (1 cos q ) 2 2
P F t J L
力学的守恒定律 动量、角动量、能量守恒
力学的物理模型 质点、质点组、刚体
2023年物理竞赛辅导工作计划
2023年物理竞赛辅导工作计划一、前期准备阶段（1月-2月）1.制定明确目标：明确辅导团队的目标和任务，建立“2023年物理竞赛冠军”为目标，并制定具体的计划和策略。
2.选拔人员：组建一支强大的辅导团队，包括物理老师和竞赛经验丰富的学生，以确保辅导的质量和深度。
3.资料整理：收集整理过去几年物理竞赛相关的试题、参考答案、辅导材料和练习册等，为后续辅导活动提供依据。
4.制定课程大纲：根据竞赛的内容要求和规则，制定一份详细的课程大纲，确定需要辅导学生掌握的知识点和技能。
二、知识巩固和提升阶段（3月-5月）1.知识点梳理：根据课程大纲，对各个知识点进行深入理解和梳理，与学生进行全面的知识点复习和讲解。
2.解题技巧培训：针对物理竞赛常见的解题技巧和策略，组织讲座和培训，让学生了解并掌握解题的方法和思路。
3.模拟考试：进行定期的模拟考试，评估学生的学习进展和掌握程度，发现问题并进行针对性的辅导和提升。
4.习题训练：选择一些典型的竞赛习题，引导学生进行大量练习，提高解题能力和效率。
5.理论与实践结合：通过实验和实际应用，帮助学生将理论知识与实际问题相结合，培养实践能力和创新思维。
三、辅导策略调整和深化阶段（6月-8月）1.根据模拟考试和习题训练的结果，对学生的表现和问题进行分析，进行一对一或小组辅导，帮助学生解决难题和提高水平。
2.举办小型竞赛：组织学生进行小型竞赛，以检验他们的竞赛能力和应对能力，提供实际的竞赛经验。
3.参加省级和全国性竞赛：选拔并组织学生参加省级和全国性的物理竞赛，为学生提供实战经验，并通过与其他学校的交流比赛，激发学生的竞争意识。
4.开设专题讲座：邀请物理竞赛的专家和成功选手进行讲座，分享他们的经验和学习方法，为学生提供参考和启发。
四、总结归纳和备战阶段（9月-11月）1.总结经验教训：对整个辅导过程进行总结和归纳，查找存在的问题和不足，并进行改进和优化。
2.备战决赛：针对即将到来的决赛阶段，进行有针对性的辅导，进一步提高学生的竞赛水平和能力，为冠军争夺做准备。
物理学科竞赛培训的内容与方法
物理学科竞赛培训的内容与方法物理学科竞赛是一项具有挑战性和高度专业性的活动，对于培养学生的物理思维能力、创新能力和解决实际问题的能力具有重要意义。
为了帮助学生在竞赛中取得优异成绩，科学合理的培训内容和方法至关重要。
一、培训内容1、基础知识的深化与拓展物理竞赛的基础是扎实的物理学科知识。
这包括力学、热学、电磁学、光学、近代物理等各个领域。
在培训过程中，不仅要对高中物理教材中的知识点进行系统梳理和深化，还要拓展到大学物理的相关内容。
例如，在力学部分，要深入讲解牛顿运动定律、动量定理、能量守恒定律等，并引入分析力学的基本概念；在电磁学方面，要拓展到麦克斯韦方程组、电磁波的传播等。
2、解题技巧与方法的训练掌握有效的解题技巧和方法是在竞赛中取得高分的关键。
培训中要引导学生学会分析题目中的关键信息，选择合适的物理模型和解题思路。
例如，对于复杂的力学问题，可以运用微元法、等效法等；在处理电磁学问题时，善于运用对称性、叠加原理等。
同时，要进行大量的习题训练，让学生在实践中熟练运用各种解题技巧。
3、实验能力的培养物理是一门实验科学，实验能力在竞赛中占有重要地位。
培训要包括实验原理、实验设计、数据处理和误差分析等方面。
学生需要熟悉常见的物理实验仪器的使用方法，能够独立完成一些基础实验和创新实验。
此外，还要培养学生对实验数据的敏感度和分析能力，以及根据实验结果进行改进和创新的能力。
4、前沿知识的了解物理学科的发展日新月异，了解前沿知识能够拓宽学生的视野，激发他们的创新思维。
在培训中，可以适当介绍一些最新的物理研究成果和应用，如量子计算、超导材料、引力波探测等。
这不仅有助于学生在竞赛中应对一些创新性的题目，也能为他们未来从事物理研究打下基础。
二、培训方法1、分层教学由于学生的物理基础和学习能力存在差异，采用分层教学的方法能够更好地满足不同学生的需求。
根据学生的前期测试成绩和学习情况，将他们分为基础班、提高班和精英班。
针对基础班，重点加强基础知识的巩固和基本解题能力的培养；提高班则侧重于知识的拓展和解题技巧的提升；精英班则注重创新思维和综合应用能力的训练，以及前沿知识的探讨。
北京工业大学大学物理竞赛辅导热学题16
1 T2 T1
1
T2 4T2
75%
19
练1.在一个封闭的容器中有1mol的氢气 （可视作理想气体），这时决定分子无规 则热运动的平均自由程的物理量为 （A）压强P； （B）体积V； (C) 温度T； （D）平均碰撞频率．
答案： （B）
因： v 1 Z 2d2n
N
2021/4/14 星期三
v0
40 91 v0
10
4. N个粒子的速率分布为 dN=Kdv（V>v>0，K为常数）
dN=0 (v>V) 求：(1）f(v)=?
(2) 用N和V定出K； (3) 用V表示算术平均速率和方均根速率
解：（1） f(v) dN K （V>v>0）
Ndv N
= 0 (v>V)
2021/4/14 星期三
[5] ①改变各式积分区间, 说明物理意义.
2021/4/14 星②期三 写出有限区间分子的平动动能之和3 及平均平动动能的表达式.
解：①改变各式积分区间, 说明物理意义.
② v1----v2区间分子的平动动能之和
(1) v2 1 mv 2Nf (v)dv v1 2
v2 1 mv 2f (v)dv
(2) v1 2
2021/4/14 星期三
v2 f (v)dv
v1
4
2.（24届第7题）理想气体处于平衡状态，
根据麦克斯韦速率分布函数
为 f ( v ) 4 (
m
3
)
2
e
mv2
2kT，v2 可导出分子平
2 kT
动动能在到＋d 区间的概率为f( )d
=_____________，其中，再根据这一分
(优选)大学物理竞赛辅导力学.
质点运动学
1、描述质点运动的 基本量：
1)位置矢量 r xi yj zk
r x2 2)位移 3)速度
4)加速度
y2 z2
v
r dr
dt
a
dv
dt
cos x , cos y , cos z
r rrຫໍສະໝຸດ i yj zkvxv
i v
v
yj
一 质心
有n 个质点组成的质点系，其质心位置可由下式确定
rc
m1r1 m2r2 miri mnrn
m1 m2 mi mn
n mi ri
i 1 n
mi
n
i 1
若取 m' mi 为质点系内各质点的质量总和
i
上式可写为
m' drc
n
dt i1
1m'rc
mi
质点系的动量定理
t2
t1
n i1
Fi外
dt
n i1
mivi2
-
n i1
miv i1
3）质点系的动量守恒定律（惯性系）
n
如 Fi 0
则
mivi 常矢量
i 1
i
n
如 Fix 0 i 1
则
mivi x 常量
i
注意：
1、动量守恒定律
只适用于惯性系。定律中的速度应 是对同一惯性系
求：v,
a
以及 轨迹方程 等。
解法：求导
若已知
r
r (t)
则
v
dr
dt
a
dv dt
d
2
r
dt 2
若已知 s s( t )
物理竞赛指导
基础：程稼夫《力学第二版》《电磁学》《专题讲座》,崔宏宾《热光近代物理》复习：更高更妙。
决赛：舒幼生《力学》，赵凯华《电磁学》，钟锡华《光学》，热学不很清楚。
还想看量子物理的推荐曾谨言《量子力学》。
刷题就用江四喜《物理竞赛专题精编》（备战复赛时用）《物理学难题集萃》《国际奥赛培训与选拔》决赛时用，还嫌不够可以刷中科大《物理学大题典》，不过能经国家集训队的话自己根本无需找题，自会有人给你大量题做的。
至于四大力学，有心冲集训队的可以看看，没这个实力的等到大学看也不迟。
范小辉的第六版的新编奥赛指导，张大同的通向金牌之路，不过很难受，我刚学，求指导。
建议从普通大学物理看起。
非物理专业的大学物理学比较通俗，没有过多运算和数学推导。
竞赛考纲也要看。
竞赛中同一类的题可能有不同表述，有条件的话可以找一些自招的物理笔试题，这样导向性比较好。
辅导讲义是用来结合有关知识解题的、、、完了。
但是你不看大学物理教材！！！！！复赛之路会很艰辛！！自学那就是没老师！！所以我建议你看非物理专业的大学物理学！！大学物理学是本书！！！至于哪个版本，自己挑吧、竞赛里的一大堆微积分，变分，线性回归你根本看不懂！！基础：程稼夫《力学第二版》《电磁学》《专题讲座》,崔宏宾《热光近代物理》复习：更高更妙。
决赛：舒幼生《力学》，赵凯华《电磁学》，钟锡华《光学》，热学不很清楚。
还想看量子物理的推荐曾谨言《量子力学》。
刷题就用江四喜《物理竞赛专题精编》（备战复赛时用）《物理学难题集萃》《国际奥赛培训与选拔》决赛时用，还嫌不够可以刷中科大《物理学大题典》，不过能经国家集训队的话自己根本无需找题，自会有人给你大量题做的。
至于四大力学，有心冲集训队的可以看看，没这个实力的等到大学看也不迟。
程稼夫三本书加崔宏宾《热光近代物理》已涵盖全了。
程书高妙普物全国中学生物理竞赛内容提要（2013年开始实行）一．理论基础力学1．运动学：参考系坐标系直角坐标系※平面极坐标质点运动的位移和路程速度加速度矢量和标量矢量的合成和分解※矢量的标积和矢积匀速及匀变速直线运动及其图像运动的合成抛体运动圆周运动圆周运动中的切向加速度和法向加速度※任意曲线运动中的切向加速度和法向加速度，曲率半径相对运动伽里略速度变换刚体的平动和绕定轴的转动角速度和角加速度2．牛顿运动定律力学中常见的几种力牛顿第一、二、三运动定律惯性参考系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）※非惯性参考系※平动加速参考系中的惯性力※匀速转动参考系中的惯性离心力3．物体的平衡共点力作用下物体的平衡力矩刚体的平衡条件重心物体平衡的种类4．动量冲量动量质点与质点组的动量定理动量守恒定律※质心※质心运动定理反冲运动及火箭5．※角动量※冲量矩※角动量※质点和质点组的角动量定理（不引入转动惯量）※角动量守恒定律6．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恢复系数7．在万有引力作用下物体的运动开普勒定律行星和人造天体的圆轨道运动和椭圆轨道运动8．流体静力学静止流体中的压强浮力9．振动简谐振动 x＝Acos（ωt＋Φ）振幅频率和周期相位振动的图像参考圆振动的速度 v＝－ωAsin（ωt＋Φ）（线性）恢复力由动力学方程确定简谐振动的频率简谐振动的能量同方向同频率简谐振动的合成阻尼振动受迫振动和共振（定性）10 波和声横波和纵波波长频率和波速的关系波的图像※平面简谐波的表示式 y＝Acosω（t－x/v）波的干涉※驻波波的衍射（定性）声波声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声※多普勒效应热学1．分子动理论原子和分子的数量级分子的热运动布朗运动气体分子热运动速率分布律（定性）温度的微观意义分子热运动的动能※气体分子的平均移动动能，玻尔兹曼常量分子力分子间的势能物体的内能2．气体的性质※温标，热力学温标，气体实验定律理想气体状态方程，普适气体恒量理想气体状态方程的微观解释（定性）3．热力学第一定律热力学第一定律理想气体的内能热力学第一定律在理想气体等容、等压、等温和绝热过程中的应用，※定容摩尔热容量和定压摩尔热容量※等温过程中的功（不要求导出）※绝热过程方程（不要求导出）※热机及其效率※致冷机和致冷系数4．※热力学第二定律※热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述※可逆过程与不可逆过程※宏观过程的不可逆性※理想气体的自由膨胀※热力学第二定律的统计意义5．液体的性质液体分子运动的特点表面张力系数※球形液面两边的压强差浸润现象和毛细现象（定性）6．固体的性质晶体和非晶体空间点阵固体分子运动的特点7．物态变化熔化和凝固熔点熔化热蒸发和凝结饱和气压沸腾和沸点汽化热临界温度固体的升华空气的湿度和湿度计露点8．热传递的方式传导※导热系数对流辐射※黑体辐射的概念※斯特藩定律9热膨胀热膨胀和膨胀系数电学1．静电场电荷守恒定律库仑定律静电力常量和真空介电常数电场强度电场线点电荷的场强场强叠加原理匀强电场※无限大均匀带面的场强（不要求导出）均匀带电球壳壳内的场强和壳外的场强公式（不要求导出）电势和电势差等势面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）静电场中的导体静电屏蔽电容平行板电容器的电容公式※球形电容器的电容公式电容器的连接电容器充电后的电能电介质的极化，介电常量2．稳恒电流欧姆定律，电阻率和温度的关系电功和电功率电阻的串、并联电动势，闭合电路的欧姆定律一段含源电路的欧姆定律※基尔霍夫定律电流表，电压表，欧姆表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）真空中的电流示波器半导体的导电特性p型半导体和n型半导体※P－N结晶体二极管的单向导电性※及其微观解释（定性）三极管的放大作用（不要求机理）超导现象4．磁场电流的磁场磁感应强度磁感线匀强磁场长直导线、圆线圈、螺线管中的电流的磁场分布（定性）※无限长直导线中电流的磁场表示式※圆线圈中电流的磁场在轴线上的表示式※无限长螺线管中电流的磁场表示式（不要求导出）※真空磁导率安培力洛伦兹力电子荷质比的测定质谱仪回旋加速器霍尔效应5．电磁感应法拉第电磁感应定楞次定律※感应电场（涡旋电场）※电子感应加速器自感和互感，自感系数，※通电自感的磁能（不要求推导）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、纯电容电路感抗和容抗※电流和电压的相位差整流滤波和稳压理想变压器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，电磁波谱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全反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※球面折射成像公式，※焦距与折射率、球面镜半径的关系薄透镜成像公式及作图法眼睛放大镜显微镜望远镜2．波动光学光程光的干涉双缝干涉光的衍射现象单缝衍射（定性）※分辩本领（不要求导出）光谱和光谱分析近代物理1．光的本性光电效应爱因斯坦方程光的波粒二象性光子的能量与动量2．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原子的受激辐射激光的产生（定性）和它的特性3．原子核原子核的量级天然放射现象原子核的衰变半衰期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4．粒子“基本”粒子，轻子与夸克（简单知识）四种基本相互作用实物粒子具有波粒二象性※德布罗意关系 p＝h/λ※不确定关系?p?x≥h/4π5．※狭义相对论爱因斯坦假设时间和长度的相对论效应相对论动量相对论能量相对论动量能量关系6．※太阳系，银河系，宇宙和黑洞的初步知识．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．※导数及其应用（限于高中教学大纲所涉及的内容）。