高中物理奥赛-补充静力学
全国高中物理竞赛初赛考纲_全国中学生物理竞赛大纲-精选文档
第 1 页 2019全国高中物理竞赛初赛考纲_全国中学生物理竞赛大纲
2019全国高中物理竞赛初赛考纲
全国中学生物理竞赛内容提要--理 论 基 础
(2019年开始实行)
说明：
本次拟修改的部分用楷黑体字表示，新补充的内容将用“※”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容;※※则表示原属预赛考查内容，在本次修改中建议改成复赛、决赛考查的内容。
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
运动的合成与分解 抛体运动 圆周运动※曲线运动中的切向加速度和法向加速度
相对速度伽里略速度变换
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 第 2 页 摩擦力
弹性力 胡克定律※应力和应变(旧称胁强和胁变) ※杨氏模量和切变模量
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) 视重
※非惯性参考系※平动加速参考系(限于匀变速直线和匀速圆周运动)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※平行力的合成重心
刚体的平衡条件 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※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 第 3 页 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
03自主招生物理讲义：静力学拓展【讲师版】
自主招生 物理
静力学拓展
知识定位
静力学作为高中物理的重要基础，在自主招生的考试中也是常客，除了基础的物体的平衡以及受力分析技巧的考察外，摩擦角等技巧也是经常出现在自主招生考试中。总体而言，静力学考点在自主招生考试中的难度（除了华约的计算题，以及早年清华大学外）相对比较容易。
知识梳理
➢ 知识点一：摩擦角
➢ 知识点二：一般物体的平衡条件
例题精讲 【试题来源】2011年卓越自主招生
【题目】1、明理同学平时注意锻炼身体，力量较大，最多能提起m=50kg的物体。一重物放置在倾角θ=15°的粗糙斜坡上，重物与斜坡间的摩擦因数为μ=33≈0.58。试求该同学向上拉动的重物质量M的最大值?
【答案】70.7kg
【解析】
设该同学拉动重物的力F的方向与斜面成角度φ，根据力的平衡，在垂直于斜面的方向上有
FN+F sin φ-Mg cosθ=0 ①
式中FN是斜面对重物的支持力，其大小等于重物对斜面的正压力。
沿斜面的方向上有
Fcosφ-μFN- Mg sinθ=Ma ② 根据题意，重物刚能被拉动，加速度a近似为零，由牛顿运动定律
Fcosφ-μFN- Mg sinθ=0 ③
联立①③式得
sincossincosgFM④
令tan⑤
联立④⑤式得
)sin()cos(gFM⑥
要使质量最大，分子须取最大值，即
1)cos(，⑦
此时能拉动的重物的质量的最大值为
)sin(1gFMmax⑧
由题给数据，知
33tan，30⑨
于是该同学能拉动的重物质量不超过Mmax，有
kg7.702)1530sin(1mgmgMMmax⑩
物理竞赛学什么，你清楚吗？
物理竞赛学什么，你清楚吗？
上期文章我们说过，搞竞赛要找好苗子，首先他是热情的，勤奋的，其次是有抱负的，不畏艰难的；当然不能是临时抱佛脚的是学生自身的必备条件。当然碰到好的竞赛辅导老师，有利的家庭环境和学校环境，合理的学习训练规划以及临场心态和运气也是学习竞赛不可或缺的条件。
今天我们的主题是“物理竞赛怎么学”
1首先，要清楚物理竞赛的考试形式及流程
物理竞赛分为预赛、复赛和决赛。
预赛由全国竞赛委员会统一命题，采取笔试的形式，所有在校的中学生都可以报名参加。
在预赛中成绩优秀的学生由地、市、县推荐，可以参加复赛。复赛包括理论和实验两部分，理论部分由全国竞赛委员会统一命题；实验部分由各省、自治区、直辖市竞赛委员会命题；最初理论部分140分，实验部分60分，后改为理论部分160分，实验部分40分。
根据复赛中理论和实验的总成绩，由省、自治区、直辖市竞赛委员会推荐成绩优秀的学生参加决赛。决赛由全国竞赛委员会命题和评奖。每届决赛设一等奖15名左右，二等奖30名左右，三等奖60名左右。
此外，还设总成绩最佳奖、理论成绩最佳奖、实验成绩最佳奖和女同学成绩最佳奖等单项特别奖。
2其次，物理竞赛考什么
主要涉及：力学、热学、电学、光学、近代物理、数学基础、其他方面
力学
a)运动学
b)牛顿运动定律力学中常见的几种力
c)物体的平衡
d)动量 e)冲量矩质点和质点组的角动量角动量守恒定律
f)机械能
g)流体静力学
h)振动
i)波和声
热学
a)分子动理论
b)热力学第一定律
c)热力学第二定律
d)气体的性质
e)液体的性质
f)固体的性质
g)物态变化
h)热传递的方式
i)热膨胀
电学
a)静电场
b)稳恒电流
c)物质的导电性
d)磁场
e)电磁感应
f)交流电
g)电磁震荡和电磁波
光学
a)几何光学
b)波动光学
c)光的本性
近代物理
a)原子结构
b)原子核 c)不确定关系实物粒子的波粒二象性
高中物理力学知识点总结
高中物理力学知识点总结
力学包括静力学、运动学和动力学。即：力，牛顿运动定律，物体的平衡，直线运动，曲线运动，振动和波，功和能，动量和冲量，等。
一、重要概念和规律
（一）重要概念
1．、力矩
力是物体间的相互作用。其效果使物体发生形变和改变物体的运动状态即产生加速度。力不能脱离物体而独立存在．有力作用时，同时存在受力物体和施力物体但物体间不一定接触。力是矢量。力按性质可分重力（G=mg）、弹力（胡克定律f=kX）、摩擦力（0＜f静＜f最大、，f=μN）、分子力、电磁力等。按效果可分拉力、压力、支持力，张力、动力、阻力、向心力、回复力等。对于各种力要弄清它的产生原因、特点、大小、方向、作用点和具体效果。
力矩是改变物体转动状态的原因。力矩M=FL通常规定使物体顺（逆）时针转动的力矩为负（正）。注意力臂L是指转轴至力的作用线的垂直距离。
2．点、参照物
质点指有质量而不考虑大小和形状的物体。平动的物体一般视作质点。
参照物指假定不动的物体。一般以地面做参照物。
3．置、位移（s）、速度（v）、加速度（a） 质点的位置可以用规定的坐标系中的点表示．
位移表示物体位置的变化，是由始位置引向末位置的有向线段。位移是矢量，与路径无关．而路程是标量，是物体运动轨迹的实际长度，与路径有关。
速度表示质点运动的快慢和方向，它的方向就是位移变化的方向。其大小称为速率。在S-t图象中，某点的速度即为图线在该点物线的斜率。在匀速四周运动中，用线速度v=s/t和角速度ω=φ/t，v是矢量，方向为该点的切线方向，两者的关系为v=ωR。
加速度表示速度变化的快慢，它的方向与速度变化的方向相同，但不一定限速度方向相同。在v-t图象中某点的加速度即为图线在该点切线的斜率。
在匀速圆周运动中，用向心加速度a=v2/R和a=ω2R描述，其方向始终指向圆心。
4．量（m）、惯性
质量表示物体内含有物质的多少，是一标量且为恒量．惯性指物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质，是物体固有的属性。惯性由质量来量度，物体的质量越大，其惯性就越大，就越难改变它的运动状态。
高考必备14 静力学(2)-2021年高三物理重点模型训练(解析版)
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高考必备：模型+典例+方法+练习
五、动杆死结 死杆活结模型
【典例】城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂．如图是这类结构的一种简化模型，硬杆左端可绕通过B点且垂直于纸面的轴无摩擦的转动，右端O点通过钢索挂于A点，钢索和硬杆所受的重力均可忽略．有一质量不变的重物悬挂于O点，现将钢索缓慢变短，并使钢索的悬挂点A缓慢向下移动，以保证硬杆始终处于水平．则在上述变化过程中，下列说法中正确的是( )
A．钢索对O点的拉力变大
B．硬杆对O点的弹力变小
C．钢索和硬杆对O点的作用力的合力变大
D．钢索和硬杆对O点的作用力的合力变小
【答案】A
【解析】以O点为研究对象，分析受力，作出受力分析图，根据平衡条件得：钢索AO对O点的拉力FAOsin θ＝G＝mg，则FAO＝mgsin θ，杆BO对O点的支持力FBO＝Gtan θ＝mgtan θ，将钢索缓慢变短，并使钢索的悬挂点A缓慢向下移动，θ减小，则FAO增大，FBO增大，故A正确，B错误；BO始终水平，O点始终平衡，钢索和硬杆对O点的作用力的合力与重力平衡，保持不变，故C、D错误．
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【思想方法】
1.动杆和定杆问题
杆所受到的弹力方向可以沿着杆，也可以不沿杆，因此在分析问题时，要注意是动杆还是定杆。若轻杆用转动轴或铰链连接，当处于平衡时杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否则会引起杆的转动;若轻杆被固定不发生转动，则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向。
2.“活结”和“死结”问题
当绳绕过滑轮或挂钩时，由于滑轮或挂钩对绳无约束，因此绳上各处的力是相等的，即滑轮或挂钩只改变力的方向不改变力的大小;若结点不是滑轮，是称为“死结”的结点，则两侧绳上的弹力不一定相等。
3.物体的平衡问题中，常常遇到“动杆和定杆
活结与死结”的问题，我们要明确几个问题：①动杆上的弹力必须沿着杆子的方向，定杆上的弹力可以按需供给；②活结两边的绳子上的张力一定相同，死结两边的绳子上的张力可以不同；③动杆配死结，定杆配活结。
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－as 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 -as 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 - mas；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as的乘积，而方向与 as 相反，即 samf
（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as，物体受相对此参考系加速度为a',牛顿定律可以写成：amfF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。
高中物理必备全部知识点总结
让“无理”变得有理
物理
一、静力学：
1．几个力平衡，则一个力是与其它力合力平衡的力。
2．两个力的合力：F 大+F小F合F大－F小。
三个大小相等的共面共点力平衡，力之间的夹角为1200。
3．力的合成和分解是一种等效代换，分力与合力都不是真实的力，求合力和分力是处理力学问题时的一种方法、手段。
4．三力共点且平衡，则312123sinsinsinFFF（拉密定理）。
5．物体沿斜面匀速下滑，则tan。
6．两个一起运动的物体“刚好脱离”时：
貌合神离，弹力为零。此时速度、加速度相等，此后不等。
7．轻绳不可伸长，其两端拉力大小相等，线上各点张力大小相等。因其形变被忽略，其拉力可以发生突变，“没有记忆力”。
8．轻弹簧两端弹力大小相等，弹簧的弹力不能发生突变。
9．轻杆能承受纵向拉力、压力，还能承受横向力。力可以发生突变，“没有记忆力”。
10、轻杆一端连绞链，另一端受合力方向：沿杆方向。
二、运动学：
1．在描述运动时，在纯运动学问题中，可以任意选取参照物；
在处理动力学问题时，只能以地为参照物。
2．匀变速直线运动：用平均速度思考匀变速直线运动问题，总是带来方便：
TSSVVVVt2221212
3．匀变速直线运动：
时间等分时， SSaTnn12 ，
位移中点的即时速度VVVS212222， VVSt22
纸带点痕求速度、加速度：
TSSVt2212 ，212TSSa，aSSnTn121
4．匀变速直线运动，v0 = 0时：
时间等分点：各时刻速度比：1：2：3：4：5
各时刻总位移比：1：4：9：16：25
各段时间内位移比：1：3：5：7：9
位移等分点：各时刻速度比：1∶2∶3∶……
高中物理竞赛陈连余-金陵中学
金陵中学校本课程纲要
主讲教师 陈连余 授课对象 高中物理兴趣班
课程名称 物理思维方法训练 课程类型 科学素养类
课
程
目
标 金陵中学的高中物理竞赛课程是一门普通高中科学学习领域的一门选修课程，与高中物理课程学习相衔接，以高中物理知识及高中数学知识为依托，旨在进一步提高物理兴趣学生的物理素养。具体地说：
1．给喜欢物理学，渴求获得比高中教材所提供的更多的基础物理知识，给他们更妙的解决物理问题方法。通过物理思维方法的训练，改良学生的思维习惯，提高思维品质；
2．为有志于对物理学有着浓厚兴趣的学生提供一个讨论、交流和发展的平台。
3．给有意在全国中学生物理竞赛与国际奥林匹克竞赛中有所建树的物理爱好者以较为专业的系列辅导。
课
程
内
容
或
活
动
在物理知识方面以《全国中学生物理竞赛内容提要》为纲要，
一、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。矢量的合成和分解。
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
共点力作用下物体的平衡。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。
课
程
内
容
或
活
动
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。
高一下学期物理升高二暑假衔接01复习：静力学
高一升高二暑假衔接01复习：静力学
1．如图所示，轻绳PQ能承受的最大张力为80N，现用它悬挂一质量为4kg的物体，然后在轻绳的中点O施加一水平方向的力F，该中点缓慢向左移动，已知重力加速度g=10m/s2，则当轻绳断裂瞬间，绳的PO段与竖直方向的夹角为________．
2．如图所示，质量分布均匀的细棒中心为O点，O1为光滑铰链，O2为光滑定滑轮，O与O2由一根轻质细绳连接，水平外力F作用于细绳的一端，用N表示铰链对杆的作用力，现在水平外力F作用下， θ从2π缓慢减小到0的过程中：F大小的变化情况是：________________；N大小的变化情况是：________________。
3．如图所示，A为长木板，在水平面以速度v1向右运动，物块B在木板A的上面以速度v2向右运动，则v1、v2关系不同时，A、B间的摩擦力情况：
（1）若是v1=v2，A、B之间无滑动摩擦力（ ）_________________________________________________
（2）若是v1>v2，A受到了B所施加向________的滑动摩擦力；
（3）若是v1
4．如图所示在竖直墙面有一根细线悬挂着一半径为3r的球A，A球的下方悬空，与此同时一与A球完全相同的B球放置在水平地面（与A球紧贴但无发生形变）。现将一半径为2r的C球放置在A、B球之间，整个系统保持静止。一切摩擦均忽略不计。若三个球的质
量均为m，且细线与竖直方向呈37°夹角的关系，则：
（1）细线的拉力为________；
（2）B球受到的摩擦力大小为________；
（3）A球受到的支持力为________；
（4）只增加C球的半径，在B球保持静止下，B球受到的摩擦力将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
5．如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的金属球B置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计金属球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处于静止状态，则：
高中物理静力学之动态平衡
动态平衡分析
（一）共点力的平衡
1.共点力：物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能相交于一点的力.
2.平衡状态：在共点力的作用下，物体处于静止或匀速直线运动的状态.
3.共点力作用下物体的平衡条件：合力为零，即＝合F0.
4.力的平衡：作用在物体上几个力的合力为零，这种情形叫做力的平衡.
(1)若处于平衡状态的物体仅受两个力作用，这两个力一定大小相等、方向相反、作用在一条直线上，即二力平衡.
(2)若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上.
(3)若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用，则宜用正交分解法处理，此时的平衡方程可写成：00yxFF
（二）物体的动态平衡问题
物体在几个力的共同作用下处于平衡状态，如果其中的某个力（或某几个力）的大小或方向，发生变化时，物体受到的其它力也会随之发生变化，如果在变化的过程中物体仍能保持平衡状态，我们就可以依据平衡条件，分析出物体受到的各力的变化情况。
分析方法：
（1）矢量三角形法
①如果物体在三个力作用下处于平衡状态，其中只有一个力的大小和方向发生变化，而另外两个力中，一个大小、方向均不变化；一个只有大小变化，方向不发生变化的情况。
②如果物体在三个力作用下处于平衡状态，其中一个力的大小和方向发生变化时，物体受到的另外两个力中只有一个大小和方向保持不变，另一个力的大小和方向也会发生变化的情况下，考虑三角形的相似关系。
（三）例题与习题：
1．如图所示，小球用细绳系住放在倾角为的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，细绳上的拉力将：
A．逐渐变大
B．逐渐变小
C．先增大后减小
D．先减小后增大 O A B C D
θ