高中物理竞赛的常用公式包括:
1. 匀变速直线运动公式:s = v0 t + 1/2at²,v = v0 + at,v² - v0² = 2as。
2. 动量守恒和机械能守恒常用公式。
3. 库仑定律。
4. 万有引力定律。
5. 运动学公式,包括位移、时间、速度、加速度等。
6. 动力学公式,包括合力、质量等。
7. 碰撞公式。
8. 电阻公式,包括电阻定律、欧姆定律等。
9. 交流电的三要素和功率公式。
10. 光的反射和折射定律。
11. 理想气体状态方程。
以上内容仅供参考,建议查阅专门的高中物理竞赛教材或者咨询物理老师,获取更全面和准确的公式。
题目:一个质量为 m 的小球,在距地面 H 高处被一个弹簧拉着处于静止状态。小球与弹簧组成的系统无摩擦。现在让小球自由下落,到达地面时弹簧被压缩了 x。求小球对地的冲击力。
解析:
1. 小球到达地面时的速度为 v,根据机械能守恒定律,有:
mgH = 1/2mv²
2. 弹簧被压缩了 x,则弹簧的劲度系数 k = mg/x
3. 小球与弹簧组成的系统动量变化等于合外力的冲量,即:
Δp = Ft = mgt - k(x - v²/2g)t
其中,t 是小球与弹簧相互作用的时间。
4. 由于小球在弹簧的作用下减速到零,所以有:
k(x - v²/2g)t = mv
5. 由此可以解得小球受到的冲击力 F = m(g - x²/2x)