全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽課內(nèi)容

1、全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽課內(nèi)容 全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽課內(nèi)容一、理論基礎(chǔ) 一、理論基礎(chǔ)力學(xué) 力學(xué)1. 1.運(yùn)動(dòng)學(xué) 運(yùn)動(dòng)學(xué)參照系 參照系 —描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)選定做參考的 描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)選定做參考的物體。實(shí)際上是假定不動(dòng)的物體。要定量 物體。實(shí)際上是假定不動(dòng)的物體。要定量計(jì)算就要建立具體坐標(biāo)系（由實(shí)物構(gòu)成的 計(jì)算就要建立具體坐標(biāo)系（由實(shí)物構(gòu)成的參考系的數(shù)學(xué)抽象） 參考系的數(shù)學(xué)抽象） ，坐標(biāo)系相對(duì)參考系是 ，坐標(biāo)系相對(duì)參考系是靜止的。 靜止的。質(zhì)點(diǎn)運(yùn)

2、動(dòng)的位移：直角坐標(biāo) 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移：直角坐標(biāo) ，極坐 ，極坐 r xi yj zk ? ? ?? ? ? ?標(biāo) r ri ? ? ?速度： 速度： ， r xi yj zk ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? r ri ? ? ? ? ?相對(duì)速度： 相對(duì)速度： r xi yj zk ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?物系相關(guān)速度 物系相關(guān)速度桿或繩約束物系各點(diǎn)速度的相關(guān)特征 桿或繩約束物系各點(diǎn)速度的相關(guān)特征是：在同一時(shí)刻必具

3、有相同的沿桿、繩方 是：在同一時(shí)刻必具有相同的沿桿、繩方向的分速度； 向的分速度；接觸物系接觸點(diǎn)速度的相關(guān)特點(diǎn)是： 接觸物系接觸點(diǎn)速度的相關(guān)特點(diǎn)是：沿接觸面法向的分速度必定相同，沿接觸 沿接觸面法向的分速度必定相同，沿接觸面切向的分速度在無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)相同； 面切向的分速度在無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)相同；線狀相交物系交叉點(diǎn)的速度是相交雙 線狀相交物系交叉點(diǎn)的速度是相交雙兩邊對(duì)時(shí)間求導(dǎo) 兩邊對(duì)時(shí)間求導(dǎo) 得 ? cos x BA v v v ? ?

4、? cos 1? ? v vx2 半徑為 半徑為 的半圓凸輪以等速 的半圓凸輪以等速 沿水平面向 沿水平面向 R 0 v右運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)從動(dòng)桿 右運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)從動(dòng)桿 AB 沿豎直方向上 沿豎直方向上升， 升，O 為凸輪圓心， 為凸輪圓心，P 為其頂點(diǎn)。求當(dāng) 為其頂點(diǎn)。求當(dāng)時(shí)， 時(shí)，AB 桿的速度。 桿的速度。 ? ? ?AOP解：桿與凸輪在 解：桿與凸輪在 A 點(diǎn)接觸，桿上 點(diǎn)接觸，桿上 A 點(diǎn)的速 點(diǎn)的速度 是豎直向上的，輪上 是豎直向上

5、的，輪上 A 點(diǎn)速度 點(diǎn)速度 是水平 是水平 A v 0 v向右的，根據(jù)接觸系觸點(diǎn)速度相關(guān)特點(diǎn)， 向右的，根據(jù)接觸系觸點(diǎn)速度相關(guān)特點(diǎn)，兩者沿接觸面法向的分速度相同（兩者在 兩者沿接觸面法向的分速度相同（兩者在法向無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)，即棒始終沒(méi)有離開(kāi)凸 法向無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)，即棒始終沒(méi)有離開(kāi)凸輪，而沿切向有滑動(dòng)） 輪，而沿切向有滑動(dòng)） ，即 ，即得 ? ? sin cos 0 v vA ? ? tan 0 v vA ?桿相對(duì)于凸輪的速度的切向分量：