高一物理竞赛数学篇题目有:
1. 物理学中的几何问题:物理学的某些问题常与几何有关,如物体在重力作用下作自由落体运动时,其位移公式是s=1/2gt²,其中g是重力加速度,t是时间。试将重力加速度用长度、质量和速度的表达式表示出来。
2. 物理学中的三角学问题:在物理学中,经常需要用到三角学知识,如物体在变力作用下可视为一个随时间作正弦或余弦运动。试推导在这样一个运动中物体的位移、速度和加速度的三角函数表达式。
3. 物理学中的微积分问题:物理学中经常需要对物理量进行求导或积分,如物体在变力作用下的运动情况就需要对时间求导得到速度,再对时间求导得到加速度。试推导这样的运算过程。
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题目:
一个物体在水平地面上以一定的初速度做匀减速直线运动。已知物体在第一秒内的位移为2.5米,求它在前两秒内的位移。
解析:
这是一个典型的匀减速直线运动问题,我们可以使用逆向思维,将物体的运动看作是初速度为零的匀加速直线运动,再利用位移公式求解。
首先,根据匀减速直线运动的定义,可列出物体的运动方程:
v = v0 - at
其中v是物体的末速度,v0是物体的初速度,a是加速度,t是时间。
由于物体在第一秒内的位移已知为2.5米,我们可以得到一个方程:
s = v0t + 1/2at² - v0(1-t) = v0 + 1/2at² - v0 + at = 2.5m
其中s是第一秒内的位移,t是第一秒的时间。
将上述方程代入物体的运动方程中,得到:
v0 + 1/2at² = 2.5m + v0 - at = v0 + 1/2a(t²) - at = v0(1-t) + 1/2a(t²)
由于物体在第一秒内的位移已知为2.5米,因此我们可以通过这个方程求解出物体的初速度v0。
接下来,我们可以通过逆向思维,将物体的运动看作是初速度为零的匀加速直线运动,再利用位移公式求解前两秒内的位移。
根据匀加速直线运动的定义,可列出物体的位移公式:
s = 1/2at²
将物体的初速度v0代入上式中,得到:
s = 1/2a(v0²/a)² = 1/4v0² = 1/4(v²-v0²) = 1/4(v²-v²/4) = (v²-2.5)/4m
其中s是前两秒内的位移。
因此,物体在前两秒内的位移为:s = (2.5m) × (2/1) = 5m。