高中物理竞赛视频

导读：　高中物理竞赛视频(共5篇)...

本文是中国招生考试网（www.chinazhaokao.com）成考报名频道为大家整理的《高中物理竞赛视频》，供大家学习参考。

高中物理竞赛视频(一)
高中物理竞赛讲义(超级完整版)(1)

最新高中物理竞赛讲义

（完整版）

目录

最新高中物理竞赛讲义（完整版） ........................................................ 1

第0部分 绪言 ..................................................................................... 5

一、高中物理奥赛概况 .................................................................... 5

二、知识体系 ................................................................................... 5

第一部分 力＆物体的平衡 .................................................................. 6

第一讲 力的处理 .............................................................................. 6

第二讲 物体的平衡 .......................................................................... 8

第三讲 习题课 ................................................................................. 9

第四讲 摩擦角及其它 .................................................................... 13

第二部分 牛顿运动定律 ...................................................................... 15

第一讲 牛顿三定律 ........................................................................ 16

第二讲 牛顿定律的应用 ................................................................ 16

第二讲 配套例题选讲 .................................................................... 24

第三部分 运动学 ................................................................................. 24

第一讲 基本知识介绍 .................................................................. 24

第二讲 运动的合成与分解、相对运动 ......................................... 26

第四部分 曲线运动 万有引力 ........................................................ 28

第一讲 基本知识介绍 .................................................................... 28

第二讲 重要模型与专题 ................................................................ 30

第三讲 典型例题解析 .................................................................... 38

第五部分 动量和能量 .......................................................................... 38

第一讲 基本知识介绍 .................................................................... 38

第二讲 重要模型与专题 ................................................................ 40

第三讲 典型例题解析 .................................................................... 53

第六部分 振动和波 ............................................................................. 53

第一讲 基本知识介绍 .................................................................... 53

第二讲 重要模型与专题 ................................................................ 57

第三讲 典型例题解析 .................................................................... 66

第七部分 热学 ..................................................................................... 66

一、分子动理论 ............................................................................. 66

二、热现象和基本热力学定律 ...................................................... 68

三、理想气体 ................................................................................. 70

四、相变 ......................................................................................... 77

五、固体和液体 ............................................................................. 80

第八部分 静电场 ................................................................................. 81

第一讲 基本知识介绍 .................................................................... 81

第二讲 重要模型与专题 ................................................................ 84

第九部分 稳恒电流 ............................................................................. 95

第一讲 基本知识介绍 .................................................................... 95

第二讲 重要模型和专题 ................................................................ 98 第十部分 磁场 ................................................................................... 107

第一讲 基本知识介绍 .................................................................. 107 第二讲 典型例题解析 .................................................................. 111 第十一部分 电磁感应 ........................................................................ 117

第一讲、基本定律 ........................................................................ 117 第二讲 感生电动势 ...................................................................... 120 第三讲 自感、互感及其它 .......................................................... 124 第十二部分 量子论 ........................................................................... 127

第一节 黑体辐射 .......................................................................... 127

第二节 光电效应 .......................................................................... 130

第三节 波粒二象性 ...................................................................... 136

第四节 测不准关系 ...................................................................... 139

第0部分 绪言

一、高中物理奥赛概况

1、国际（International Physics Olympiad 简称IPhO）

① 1967年第一届，（波兰）华沙，只有五国参加。

② 几乎每年一届，参赛国逐年增加，每国代表不超过5人。

③ 中国参赛始于1986年的第十七届，此后未间断，成绩一直辉煌。 ④ 1994年第二十五届，首次在中国（北京）承办。

⑤ 考试内容：笔试和试验各5小时，分两天进行，满分各为30分和20分。成绩最佳者记100% ，积分在90%以上者获金奖，78%~89者获银奖，65~77%者获铜奖。

2、国家（Chinese Physics Olympiad 简称CPhO）

①1984年以前，中学物理竞赛经常举行，但被冠以各种名称，无论是组织，还是考纲、知识体系都谈不上规范。

② 1984年开始第一届CPhO，此后每学年举办一届。

③ 初赛：每年九月第一个星期天考试。全国命题，各市、县组考，市统一阅卷，选前30名（左右）参加（全省）复赛。

复赛：九月下旬考试。全省命题，各省组织。理论考试前20名参加试验考试，取理论、试验考试总分前10名者参加省集训队。集训队成员经短期培训后推荐3~7名参加（全国）决赛。

决赛：全国统一组织。按成绩挑选15~25名参加国家集训队，到有关大学强化训练，最后从中选拔5名优秀队员参加IPhO 。

④ 满分140分。除初赛外，均含理论和试验两部分（试验满分60分）。

3、湖南省奥赛简况

① 至1998年，湖南选手获CPhO决赛一等奖29人次，占全国的18.24% ；在IPhO中获金牌5枚、银牌2枚、铜牌2枚，居各省之首。

② 题型与风格：初赛第十一届（1992年）开始统一，只有天空和计算。复赛第十三届（1994年）开始统一，只有计算题六个，考试时量均为3小时。

二、知识体系

1、高中物理的三档要求：一般要求（会考）→高考要求→竞赛要求。

竞赛知识的特点：①初赛——对高中物理基础融会贯通，更注重物理方法的运用；②复赛——知识点更多，对数学工具的运用更深入。

2、教法贯彻

① 高一：针对“高考要求”，进度尽量超前高一新课，知识点只做有限添加。目标瞄准初赛过关。

② 高二：针对“竞赛要求”，瞄准复赛难度。高二知识一步到位，高一知识做短暂的回顾与加深。

③ 复赛对象在约15天的时间内模拟考试，进行考法训练。

高中物理竞赛视频(二)
2014新版高中物理竞赛教程

遂宁一中物理系列校本教材

遂宁一中高中物理教研组

2014年3月

总

主 编： 编：

副主编：

责任编辑：

目 录

开卷 绪言 ............................................................................................................................................................... 1

一、高中物理奥赛概况 ................................................................................................................................... 1

二、知识体系 ................................................................................................................................................... 2

三、全国中学生物理竞赛内容提要 ............................................................................................................... 3

主卷 竞赛内容讲解 ............................................................................................................................................... 12

第一章 物体的平衡 ....................................................................................................................................... 12

第一讲 力的处理 ................................................................................................................................... 12

第二讲 物体的平衡 ............................................................................................................................... 16

第三讲 习题课 ....................................................................................................................................... 17

第四讲 摩擦角及其它 ........................................................................................................................... 22

第二章 牛顿运动定律 ................................................................................................................................... 26

第一讲 牛顿三定律 ............................................................................................................................... 26

第二讲 牛顿定律的应用 ....................................................................................................................... 27

第三章 运动学 ............................................................................................................................................... 39

第一讲 基本知识介绍 ........................................................................................................................... 39

第二讲 运动的合成与分解、相对运动................................................................................................ 41

第一讲 基本知识介绍 ........................................................................................................................... 45

第二讲 重要模型与专题 ....................................................................................................................... 47

第五章 动量和能量 ....................................................................................................................................... 58

第一讲 基本知识介绍 ........................................................................................................................... 58

第二讲 重要模型与专题 ....................................................................................................................... 61

第六章 振动和波 ........................................................................................................................................... 79

第一讲 基本知识介绍 ........................................................................................................................... 79

第二讲 重要模型与专题 ....................................................................................................................... 84

第七章 热学 ................................................................................................................................................... 96

第一讲 分子动理论 ............................................................................................................................. 96

第二讲 热现象和基本热力学定律 ....................................................................................................... 99 第三讲 理想气体 ................................................................................................................................. 101 第四讲 相变 ......................................................................................................................................... 110 第五讲 固体和液体 ............................................................................................................................. 115

第八章 静电场 ............................................................................................................................................. 117

第一讲 基本知识介绍 ......................................................................................................................... 117 第二讲 重要模型与专题 ..................................................................................................................... 121

第九章 稳恒电流 ......................................................................................................................................... 136

第一讲 基本知识介绍 ......................................................................................................................... 136 第二讲 重要模型和专题 ..................................................................................................................... 142

第十章 磁场 ................................................................................................................................................. 153

第一讲 基本知识介绍 ......................................................................................................................... 153 第二讲 典型例题解析 ......................................................................................................................... 158 第十一章 电磁感应 ..................................................................................................................................... 166

第一讲 基本定律 ................................................................................................................................. 166 第二讲 感生电动势 ............................................................................................................................. 171 第三讲 自感、互感及其它 ................................................................................................................. 176 第十二章 量子论 ......................................................................................................................................... 180

第一节 黑体辐射 ................................................................................................................................. 180

第二节 光电效应 ................................................................................................................................. 185

第三节 波粒二象性 ............................................................................................................................. 194

第四节 测不准关系 ............................................................................................................................. 197 附卷 ....................................................................................................................................................................... 201

第28届全国中学生物理竞赛预赛试卷 ..................................................................................................... 201 第29届全国中学生物理竞赛预赛试卷 ..................................................................................................... 214 第30届全国中学生物理竞赛预赛试卷 ..................................................................................................... 224 参考文献 ............................................................................................................................................................... 235

高中物理竞赛视频(三)
高中物理竞赛讲义(超级完整版)(1)

最新高中物理竞赛讲义

（完整版）

目录

最新高中物理竞赛讲义（完整版） ........................................................ 1

第0部分 绪言 ..................................................................................... 5

一、高中物理奥赛概况 .................................................................... 5

二、知识体系 ................................................................................... 5

第一部分 力＆物体的平衡 .................................................................. 6

第一讲 力的处理 .............................................................................. 6

第二讲 物体的平衡 .......................................................................... 8

第三讲 习题课 ................................................................................. 9

第四讲 摩擦角及其它 .................................................................... 13

第二部分 牛顿运动定律 ...................................................................... 15

第一讲 牛顿三定律 ........................................................................ 16

第二讲 牛顿定律的应用 ................................................................ 16

第二讲 配套例题选讲 .................................................................... 24

第三部分 运动学 ................................................................................. 24

第一讲 基本知识介绍 .................................................................. 24

第二讲 运动的合成与分解、相对运动 ......................................... 26

第四部分 曲线运动 万有引力 ........................................................ 28

第一讲 基本知识介绍 .................................................................... 28

第二讲 重要模型与专题 ................................................................ 30

第三讲 典型例题解析 .................................................................... 38

第五部分 动量和能量 .......................................................................... 38

第一讲 基本知识介绍 .................................................................... 38

第二讲 重要模型与专题 ................................................................ 40

第三讲 典型例题解析 .................................................................... 53

第六部分 振动和波 ............................................................................. 53

第一讲 基本知识介绍 .................................................................... 53

第二讲 重要模型与专题 ................................................................ 57

第三讲 典型例题解析 .................................................................... 66

第七部分 热学 ..................................................................................... 66

一、分子动理论 ............................................................................. 66

二、热现象和基本热力学定律 ...................................................... 68

三、理想气体 ................................................................................. 70

四、相变 ......................................................................................... 77

五、固体和液体 ............................................................................. 80

第八部分 静电场 ................................................................................. 81

第一讲 基本知识介绍 .................................................................... 81

第二讲 重要模型与专题 ................................................................ 84

第九部分 稳恒电流 ............................................................................. 95

第一讲 基本知识介绍 .................................................................... 95

第二讲 重要模型和专题 ................................................................ 98 第十部分 磁场 ................................................................................... 107

第一讲 基本知识介绍 .................................................................. 107 第二讲 典型例题解析 .................................................................. 111 第十一部分 电磁感应 ........................................................................ 117

第一讲、基本定律 ........................................................................ 117 第二讲 感生电动势 ...................................................................... 120 第三讲 自感、互感及其它 .......................................................... 124 第十二部分 量子论 ........................................................................... 127

第一节 黑体辐射 .......................................................................... 127

第二节 光电效应 .......................................................................... 130

第三节 波粒二象性 ...................................................................... 136

第四节 测不准关系 ...................................................................... 139

第0部分 绪言

一、高中物理奥赛概况

1、国际（International Physics Olympiad 简称IPhO）

① 1967年第一届，（波兰）华沙，只有五国参加。

② 几乎每年一届，参赛国逐年增加，每国代表不超过5人。

③ 中国参赛始于1986年的第十七届，此后未间断，成绩一直辉煌。 ④ 1994年第二十五届，首次在中国（北京）承办。

⑤ 考试内容：笔试和试验各5小时，分两天进行，满分各为30分和20分。成绩最佳者记100% ，积分在90%以上者获金奖，78%~89者获银奖，65~77%者获铜奖。

2、国家（Chinese Physics Olympiad 简称CPhO）

①1984年以前，中学物理竞赛经常举行，但被冠以各种名称，无论是组织，还是考纲、知识体系都谈不上规范。

② 1984年开始第一届CPhO，此后每学年举办一届。

③ 初赛：每年九月第一个星期天考试。全国命题，各市、县组考，市统一阅卷，选前30名（左右）参加（全省）复赛。

复赛：九月下旬考试。全省命题，各省组织。理论考试前20名参加试验考试，取理论、试验考试总分前10名者参加省集训队。集训队成员经短期培训后推荐3~7名参加（全国）决赛。

决赛：全国统一组织。按成绩挑选15~25名参加国家集训队，到有关大学强化训练，最后从中选拔5名优秀队员参加IPhO 。

④ 满分140分。除初赛外，均含理论和试验两部分（试验满分60分）。

3、湖南省奥赛简况

① 至1998年，湖南选手获CPhO决赛一等奖29人次，占全国的18.24% ；在IPhO中获金牌5枚、银牌2枚、铜牌2枚，居各省之首。

② 题型与风格：初赛第十一届（1992年）开始统一，只有天空和计算。复赛第十三届（1994年）开始统一，只有计算题六个，考试时量均为3小时。

二、知识体系

1、高中物理的三档要求：一般要求（会考）→高考要求→竞赛要求。

竞赛知识的特点：①初赛——对高中物理基础融会贯通，更注重物理方法的运用；②复赛——知识点更多，对数学工具的运用更深入。

2、教法贯彻

① 高一：针对“高考要求”，进度尽量超前高一新课，知识点只做有限添加。目标瞄准初赛过关。

② 高二：针对“竞赛要求”，瞄准复赛难度。高二知识一步到位，高一知识做短暂的回顾与加深。

③ 复赛对象在约15天的时间内模拟考试，进行考法训练。

高中物理竞赛视频(四)
高中物理竞赛全集讲座 所有知识点

第五部分动量和能量

第一讲基本知识介绍

一、冲量和动量

1、冲力（F—t图象特征）→冲量。冲量定义、物理意义

冲量在F—t图象中的意义→从定义角度求变力冲量（F对t的平均作用力）

2、动量的定义

动量矢量性与运算

二、动量定理

1、定理的基本形式与表达

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=FSS

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

1111222m1v10+m2v2=m+m 12vv12202222

解以上两式（注意技巧和“不合题意”解的舍弃）可得：

v1=(m1m2)v102v20(m2m1)v202v10，v2= m1m2m2m1

对于结果的讨论：

①当m1=m2时，v1=v20，v2=v10，称为“交换速度”；

②当m1＜＜m2，且v20=0时，v1≈－v10，v2≈0，小物碰大物，原速率返回；

③当m1＞＞m2，且v20=0时，v1≈v10，v2≈2v10，

b、非（完全）弹性碰撞：机械能有损失（机械能损失的内部机制简介），只满足动量守恒定律 c、完全非弹性碰撞：机械能的损失达到最大限度；外部特征：碰撞后两物体连为一个整体，故有 v1=v2=m1v10m2v20 m1m2

3、恢复系数：碰后分离速度（v2－v1）与碰前接近速度（v10－v20）的比值，即： e=v2v1。根据“碰撞的基本特征”，0≢e≢1。 v10v20

当e=0，碰撞为完全非弹性；

当0＜e＜1，碰撞为非弹性；

当e=1，碰撞为弹性。

八、“广义碰撞”——物体的相互作用

1、当物体之间的相互作用时间不是很短，作用不是很强烈，但系统动量仍然守恒时，碰撞的部分规律仍然适用，但已不符合“碰撞的基本特征”（如：位置可能超越、机械能可能膨胀）。此时，碰撞中“不合题意”的解可能已经有意义，如弹性碰撞中v1=v10，v2=v20的解。

2、物体之间有相对滑动时，机械能损失的重要定势：－ΔE=ΔE内=f滑²S相，其中S相指相对路程。

第二讲重要模型与专题

一、动量定理还是动能定理？

物理情形：太空飞船在宇宙飞行时，和其它天体的万有引力可以忽略，但是，飞船会定时遇到太空垃圾的碰撞而受到阻碍作用。设单位体积的太空均匀分布垃圾n颗，每颗的平均质量为m，垃圾的运行速度可以忽略。飞船维持恒定的速率v飞行，垂直速度方向的横截面积为S，与太空垃圾的碰撞后，将垃圾完全粘附住。试求飞船引擎所应提供的平均推力F。

模型分析：太空垃圾的分布并不是连续的，对飞船的撞击也不连续，如何正确选取研究对象，是本题的前提。建议充分理解“平均”的含义，这样才能相对模糊地处理垃圾与飞船的作用过程、淡化“作用时间”和所考查的“物理过程时间”的差异。物理过程需要人为截取，对象是太空垃圾。

先用动量定理推论解题。

取一段时间Δt，在这段时间内，飞船要穿过体积ΔV=S²vΔt的空间，遭遇nΔV颗太空垃圾，使它们获得动量ΔP，其动量变化率即是飞船应给予那部分垃圾的推力，也即飞船引擎的推力。

F=PMvmnVvmnSvtv====nmSv2 tttt

如果用动能定理，能不能解题呢？

同样针对上面的物理过程，由于飞船要前进x=vΔt的位移，引擎推力F须做功W=Fx，它对应飞船和被粘附的垃圾的动能增量，而飞船的ΔEk为零，所以： 1ΔMv2 2

1即：FvΔt=（nmS²vΔt）v2 2

1得到：F=nmSv2 2W=

两个结果不一致，不可能都是正确的。分析动能定理的解题，我们不能发现，垃圾与飞船的碰撞是完全非弹性的，需要消耗大量的机械能，因此，认为“引擎做功就等于垃圾动能增加”的观点是错误的。但在动量定理的解题中，由于I=Ft，由此推出的F=P必然是飞船对垃圾的平均推力，再对飞船用平t

衡条件，F的大小就是引擎推力大小了。这个解没有毛病

可挑，是正确的。

（学生活动）思考：如图1所示，全长L、总质量为

M的柔软绳子，盘在一根光滑的直杆上，现用手握住绳子

的一端，以恒定的水平速度v将绳子拉直。忽略地面阻力，

试求手的拉力F。

解：解题思路和上面完全相同。 Mv2

答： L

二、动量定理的分方向应用

物理情形：三个质点A、B和C，质量分别为m1、

m2和m3，用拉直且不可伸长的绳子AB和BC相连，

静止在水平面上，如图2所示，AB和BC之间的夹

角为（π－α）。现对质点C施加以冲量I，方向沿

BC，试求质点A开始运动的速度。

模型分析：首先，注意“开始运动”的理解，

它指绳子恰被拉直，有作用力和冲量产生，但是绳

子的方位尚未发生变化。其二，对三个质点均可用

动量定理，但是，B质点受冲量不在一条直线上，

故最为复杂，可采用分方向的形式表达。其三，由于两段绳子不可伸长，故三质点的瞬时速度可以寻求到两个约束关系。

下面具体看解题过程——

绳拉直瞬间，AB绳对A、B两质点的冲量大小相等（方向相反），设为I1，BC绳对B、C两质点的冲量大小相等（方向相反），设为I2；设A获得速度v1（由于A受合冲量只有I1,方向沿AB，故v1的反向沿

AB），设B获得速度v2（由于B受合冲量为I1+I2，矢量和既不沿AB，也不沿BC方向，可设v2与AB绳【高中物理竞赛视频】

夹角为〈π－β〉，如图3所示），设C获得速度v3（合冲量I+I2沿BC方向，故v3沿BC方向）。

对A用动量定理，有：

I1=m1v1①

B的动量定理是一个矢量方程：I1+I2=m2v2，可化

为两个分方向的标量式，即：

I2cosα－I1=m2v2cosβ②

I2sinα=m2v2sinβ③

质点C的动量定理方程为：

I－I2=m3v3④

AB绳不可伸长，必有v1=v2cosβ⑤

BC绳不可伸长，必有v2cos(β－α)=v3⑥

六个方程解六个未知量（I1、I2、v1、v2、v3、β）是可能的，但繁复程度非同一般。解方程要注意条理性，否则易造成混乱。建议采取如下步骤——

1、先用⑤⑥式消掉v2、v3，使六个一级式变成四个二级式：

I1=m1v1⑴

I2cosα－I1=m2v1⑵

I2sinα=m2v1tgβ⑶

I－I2=m3v1(cosα+sinαtgβ)⑷

2、解⑶⑷式消掉β，使四个二级式变成三个三级式：

I1=m1v1㈠

I2cosα－I1=m2v1㈡

m2m3sin2I=m3v1cosα+I2㈢ m2

3、最后对㈠㈡㈢式消I1、I2，解v1就方便多了。结果为：

v1=Im2cos m2(m1m2m3)m1m3sin2

（学生活动：训练解方程的条理和耐心）思考：v2的方位角β等于多少？

解：解“二级式”的⑴⑵⑶即可。⑴代入⑵消I1，得I2的表达式，将I2的表达式代入⑶就行了。 答：β=arctg（m1m2。 tg）m2

三、动量守恒中的相对运动问题

物理情形：在光滑的水平地面上，有一辆车，车内有一个人和N个铅球，系统原来处于静止状态。现车内的人以一定的水平速度将铅球一个一个地向车外抛出，车子和人将获得反冲速度。第一过程，保持每次相对地面抛球速率均为v，直到将球抛完；第二过程，保持每次相对车子抛球速率均为v，直到将球抛完。试问：哪一过程使车子获得的速度更大？

模型分析：动量守恒定律必须选取研究对象之外的第三方（或第四、第五方）为参照物，这意味着，本问题不能选车子为参照。一般选地面为参照系，这样对“第二过程”的铅球动量表达，就形成了难点，必须引进相对速度与绝对速度的关系。至于“第一过程”，比较简单：N次抛球和将N个球一次性抛出是完全等效的。

设车和人的质量为M，每个铅球的质量为m。由于矢量的方向落在一条直线上，可以假定一个正方向后，将矢量运算化为代数运算。设车速方向为正，且第一过程获得的速度大小为V1第二过程获得的速度大小为V2。

第一过程，由于铅球每次的动量都相同，可将多次抛球看成一次抛出。车子、人和N个球动量守恒。 0=Nm(-v)+MV1

得：V1=Nmv① M

第二过程，必须逐次考查铅球与车子（人）的作用。

第一个球与（N–1）个球、人、车系统作用，完毕后，设“系统”速度为u1。值得注意的是，根据运动合成法则v球地v球车v车地，铅球对地的速度并不是（-v），而是（-v+u1）。它们动量守恒方程为：

0=m(-v+u1)+〔M+(N-1)m〕u1

得：u1=mv MNm

第二个球与（N-2）个球、人、车系统作用，完毕后，设“系统”速度为u2。它们动量守恒方程为： 〔M+(N-1)m〕u1=m(-v+u2)+〔M+(N-2)m〕u2

得：u2=mmv+v MNmM(N1)m

第三个球与（N-2）个球、人、车系统作用，完毕后，设“系统”速度为u3。铅球对地的速度是（-v+u3）。它们动量守恒方程为：

〔M+(N-2)m〕u2=m(-v+u3)+〔M+(N-3)m〕u3

得：u3=mmmv+v+v MNmM(N1)mM(N2)m

以此类推（过程注意：先找uN和uN-1关系，再看uN和v的关系，不要急于化简通分）„„，uN的通式已经可以找出：

V2=uN=mmmmv+v v+v+„+MNmMmM(N1)mM(N2)m

即：V2=mv② i1MimN

我们再将①式改写成：

V1=mv①′ Mi1N

不难发现，①′式和②式都有N项，每项的分子都相同，但①′式中每项的分母都比②式中的分母小，所以有：V1＞V2。

高中物理竞赛视频(五)
高中物理竞赛全套教程讲座之一：1[1]

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

图1-1-1



s材料弹性性质的胡克定律，建立了胁强（应力）



F

与胁变（应变）

l

l之间的正比例关系，如图所示

E

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（以下简称反力）。这种反力实质

G

图1-1-2

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

方位:沿柔索T

指向:拉物体

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

方位:沿法线N

指向:压物体

B

图1-1-3 C

c

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，图1-1-6）【高中物理竞赛视频】

A

C

由两个圆孔和一个圆柱

销组成。在孔的轴线方向不承受作用力，其分力

方位:沿x轴X

指向:待定

方位:沿y轴Y

指向:待定

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

X

方位:沿坐标轴Y

指向:待定Z

xA

图1-1-7 图

1-1-8

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MA。

x

MA

图1-1-10

X方位:沿坐标轴【高中物理竞赛视频】

Y指向:待定

方位:平面力系作用面MA

转向:待定

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

fmax0N

式中0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。

fN

 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，0与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

ffmaxN

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0略大于动摩擦因数。

摩擦角 令静摩擦因数0等于某一角的正切值，即0tg，这个角就称为摩擦角。在临界摩擦（将要发生滑动状态下）,fmaxN0tg。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fmax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f0未达到最大值，即

f00N,

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

图1-1-11

f0f

0,0tgNN

图

1-1-12

图1-1-13

角

arctg

f0

N，不会

大于摩擦角，即。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，推力F与法线夹角为，当时，无论F多大，也不可能推动物块A，只有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，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

fG

图1-1-14

F

G

tg1

f

tg1N，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

1

tg时最小。

F时F易看出当F垂直于最小，即有F与水平方向成

相关热词搜索：高中物理教学视频 蔡子星物理竞赛视频