高中物理竞赛知识点框架图 力的概念 力的定义 力是一个物体对另一个物体的作用。所以，凡是真实的力都有施力物体和受力物体三个要素：大小、方向、作用点。力的矢量性表现在它不仅有大小、方向，而且它的运作符合平行四边形规律。 作用 力的作用表现在两个方面：使物体变形和改变物体运动状态。 力的合成与分解 如果一个力的作用和几个力的作用相同，那这个力就叫几个力的合力，几个力就叫这个力的分力。由分力求出合力的运算叫力的合成；由合力求出分力的运算叫力的分解。力的合成与分解符合平行四边形规律。 万有引力是由地球对物体的吸引力产生的。方向：永远垂直向下。 大小G=mg。g为重力加速度。由于物体到地心距离的变化和地球自转的影响，地球各地g值不同。在地球表面，南极和北极处g值较大，赤道处较小；通常取g=9.8m/s2。重心的位置与物体的几何形状和质量分布有关。任何两个物体之间的吸引力叫做万有引力，通常取万有引力常数G为6.67×10-11 Nm2/kg2。物体的重力可以认为是地球对该物体的万有引力。弹力弹力发生在直接接触且发生了变形的物体之间。作用在支撑面上的弹力方向垂直于支撑面；作用在绳索上的弹力则沿绳索的收缩方向。
胡克定律F=kx，k称为弹簧常数。 滑动摩擦 物体间发生相对滑动时高中物理知识框架图，接触面间会产生阻碍相对滑动的力。其方向与接触面相切，与相对滑动方向相反；其大小为f=μN。n为接触面间的压力。μ为动摩擦系数，由两接触面的材质、粗糙度决定。 静摩擦 相互接触的物体间有发生相对运动的倾向时，沿接触面会产生与相对运动倾向方向相反的静摩擦力。静摩擦力的大小随两物体间相对运动“倾向”的强弱而在零与“最大静摩擦力”之间变化。“最大静摩擦力”的具体值随两物体接触面的材质、压力等因素而变化。 三种常见的摩擦力 牛顿第一定律 一切物体永远保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态。 物体的这种性质叫做惯性。惯性是物体固有的属性，衡量惯性大小的物理量是质量。 牛顿第二定律 物体加速度的大小和它受到的净外力的大小成正比，和物体的质量成反比，加速度的方向与净外力的方向相同。表达式=ma，式中，F的单位是牛顿（N）；m的单位是千克（kg）；a的单位是米/秒2（m/s2）。 意义：力是引起物体运动状态改变的原因。 牛顿第三定律 两个物体之间的相互作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一直线上。
（作用力与反作用力同时产生，又同时消失，是同一性质的力，分别作用于不同的物体，不存在“平衡”问题。） 牛顿运动定律 功是能量转换的量度，即：主动功必须有能量形式的转换，做的功越多，转换的能量就越多。 大小：W=FScosα（两个要素：①力 ②力作用方向上的位移） 单位：焦耳（J） 正功：表示动功（即力与位移的夹角小于900。） 负功：表示阻力功（即力与位移的夹角大于900。） 功率 平均功率 单位：瓦特（焦耳/秒） 瞬时功率P=FVcosα，单位：瓦特（焦耳/秒） 动能 物体因运动而拥有的能量。 （动能是运动状态的函数，是一个标量） 动能定理 外力总所作的功等于物体动能的改变量。表达式W=EK2-EK1 （动能定理适用于变力做功的过程） 势能 由物体的相对位置以及物体各部分的相对位置所决定的能量叫势能。 重力势能EP=mgh h是物体离零势能位置的高度。零势能位置可根据解具体问题的方便确定，所以重力势能的大小只是相对的。重力势能的改变量表示重力所作功的多少。 弹性势能 物体因弹性变形而具有的能量。 机械能守恒定律（动能与势能统称机械能）当只有重力做功时，物体的动能与重力势能互相转化，但机械能总量不变。
同样，当只有弹力做功时，物体的动能与弹性势能互相转化，机械能的总量不变。 冲量力与力作用时间的乘积叫做力的冲量 单位：牛顿-秒。冲量的方向就是力的方向。 动量 物体的质量与速度的乘积叫做动量 单位：kg-m/s。动量的方向就是速度的方向。 功与能 动量定理 合力对物体的冲量等于物体动量的改变量。 表达式Ft=Pend- （动量定理适用于变力作用过程） 系统动量守恒定律 如果系统不受外力作用或外力之和为零，则系统总动量保持不变 冲量与动量 运动与力 力学知识结构图 匀速加速直线运动基本公式：Vt=V0+atS=V0t+at2 运动的合成与分解 知道部分运动然后求合成运动叫运动的合成高中物理知识框架图，知道合成运动然后求部分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵循平行四边形规则。 水平抛射物的运动特点：初速度为水平，只受到重力作用。 分析：水平匀速直线运动与竖直自由落体运动的合成运动。 定律：水平方向Vx=V0，X=V0t 垂直方向Vy=gt，y=总速度Vt=与x正方向的夹角tgθ= 匀速圆周运动特点：所受的合外力始终指向圆心（也叫向心力）。描述量：线速度V、角速度ω、向心加速度α、圆轨道半径r、圆周运动周期T。
规则：F= m =mω2r=m 简谐振动物体在与离开平衡位置的位移成正比的恢复力作用下，始终指向平衡位置的振动叫做简谐振动。 振动图形描述下列量：振幅A、周期T、频率f（=）。 有关物理量的周期性变化：位移、恢复力、瞬时速度、瞬时加速度、动能与势能等。 单摆周期公式：T=2π 机械波振动在介质中传播形成波；介质中每一点都在自己的平衡位置附近振动但不随波形迁移。波是能量传递的一种形式。 波形图形描述下列量：振幅A、波长λ、波速V、周期T、频率f。 描述公式：V= =λf 波形有：横波和纵波。 阻尼振动、受迫振动 振幅逐渐减小的振动叫做阻尼振动。 振幅恒定的振动叫无阻尼振动或等幅振动。物体在周期性的外力（驱动力）作用下的振动叫受迫振动。受迫振动，稳定后的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率接近振动物体的固有频率时，受迫振动振幅增大的现象叫共振。 干涉波的叠加：在两波的交叠区域，任一点的位移等于两波引起的位移的矢量和。当两波频率相同、振动方向相同的波相遇时，介质中有的地方振动加强，有的地方振动减弱，加强部分与减弱部分分离的现象叫波的干涉。干涉是波特有的现象。当衍射波在传播过程中遇到空洞、障碍物时，绕过空洞、障碍物的现象叫波的衍射。
明显衍射的条件是孔洞与障碍物的尺寸与波长相当。 衍射是波所特有的现象。 物体运动 A 0 t/s X/cmTλT x/cm y/cm A 0 VT 天体运动问题解析 光学知识结构图 几何光学 光的直线传播（均匀介质） 光的反射 光的折射 本影 半影 日食 月食 针孔成像 真空中的光速c = 3.0×108米/秒 反射定律 入射光线、反射光线与法线共面且分在法线两侧，入射角=反射角。 平面镜成像的特点：成虚像；像与物体等大，直立，与镜面对称。 折射定律 当光从第一种介质入射到第二种介质中时，入射光线、折射光线和法线共面且分在法线的两侧；入射角正弦（i）与折射角正弦（r）的比值是一个常数n，n=（n由两种介质的类型决定），这个比值叫做第二种介质对第一种介质的折射率。若第一种介质是空气或真空，n又称为第二种介质的折射率。 全反射现象 当光从空气或真空射入其它介质（n密>n疏）时，当入射角大于或等于临界角C时，折射光完全消失，反射光最强，这种现象叫做全反射。 SinC= 光的色散 一束白光经过棱镜后发生色散，形成按一定顺序排列的光谱（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）。 色散现象表明，白光是由多种单色光组成的复杂光，同一介质对于不同色光有不同的折射率，紫光的折射率最大，红光的折射率最小。
当光从玻璃棱镜的一侧进入，从另一侧出射时，出射光与入射光相比，向底面偏转。 全反射棱镜 横截面为等腰直角三角形的棱镜称为全反射棱镜。 光的性质 光谱 光的波动性 光的粒子性 发射光谱 发光物体直接产生的光谱叫做发射光谱。 吸收光谱 连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱叫做吸收光谱 光的干涉 光的衍射 双缝干涉 薄膜干涉 干涉的应用 光电效应 物体在光的照射下，发射电子的现象叫做光电效应。 光电效应的特点： ①入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率才能够出现； ②光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增大； ③光电子的发射是在光照的瞬间进行的； ④光电流的强度与入射光的强度成正比。 光子光在空间传播时不是连续的，而是分批进行的，每批称为一个光子。一个光子的能量为E=hv，h=6.63×10－34hv－W=mv2，式中W为功函数，mv2为光电子的最大初动能。 光的波粒二象性 光同时具有波性和粒子性，因此人们认为光具有波粒二象性（这里的波性和粒子性都是微观世界中的）。 电磁波谱包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、r射线等，从低频到高频，形成了很宽的电磁波谱范围。
连续光谱 由连续分布的所有波长的光组成的光谱。 亮线光谱（线谱） 由一些不连续的亮线组成的光谱。各种元素都有一定的线光谱，不同元素的线光谱不同，所以线光谱又称原子光谱。 光谱分析利用光谱来鉴别物质，确定其化学成分，这种方法叫光谱分析。做光谱分析时，可以利用亮线光谱或吸收光谱。 分子运动论 物质是由大量分子组成的 ①油膜法测定分子直径 ②分子直径在10-10m数量级，分子量在10-26kg数量级 ③阿伏伽德罗常数NA=6.02×10 23mol-1。分子永远不停地做着无规则的运动。 实验依据 ①扩散现象； ②布朗运动 分子之间存在相互作用力，分子间引力与斥力同时存在，且都随距离的增加而减小。 r0=10-10m；当r = r0时，f引力=f斥力；当r＞r0时，f引力＞f斥力；当r＜r0时，f引力＜f斥力。分子动能：分子由于热运动而具有的能量；由温度T决定 分子热能：分子间由相互作用力和相对位置决定的能量：与体积V有关 物体的内能：组成物体的所有分子的动能与势能之和； 与T和V相关 物体的内能 改变内能的物理过程 功——内能和其他形式能量的相互转化 热传递——物体之间（或物体各部分之间）的内能传递 W+Q=ΔE 能量守恒定律 分子运动论 热与功 原子物理学 电子的发现 原子的结构 汤姆森模型 α粒子散射实验 实验的结果是：绝大多数α粒子穿过金箔后继续按原来方向运动，少数α粒子发生较大的偏转，极少数α粒子的偏转角超过90°，极少数甚至被反弹回来，偏转角差不多达到180° 天然辐射的α射线：α粒子流。
α粒子是氦原子核，穿透能力弱，电离性强。 β射线：高速电子流。β粒子是电子，穿透能力强，电离性弱。 γ射线：波长极短的电磁波，穿透能力强，电离性弱。 原子核的衰变是指原子核由于某些粒子的发射而转变成新原子核的变化。 半衰期是指放射性元素的原子核衰变一半所需的时间。 人工核转化发现质子和中子 原子核的组成 原子核由质子和中子组成，它们统称为核子。质子数相同、中子数不同的原子称为同位素。 核力是指把原子核中各种核子紧密结合在一起的力。 核能是指原子核转变过程中所释放（或吸收）的能量。质能方程E=mc2表示物体的能量与其质量的关系。利用质能方程可根据原子核转变过程中的质量损失Δm，计算出所能释放的核能ΔE（Δm·C2）。重核裂变，如：铀原子核裂变时，如果释放出的若干个中子能引起其它铀原子核裂变，则裂变能继续进行，称为链式反应。轻核聚变，如：（需数百万度的高温条件），利用上述反应，可释放出巨大的核能。卢瑟福原子核结构模型原子的中心有一个很小的原子核叫原子核，它集中了原子所有的正电荷和几乎全部的质量，带负电的电子在原子核外面围绕原子核旋转。 玻尔理论 1.原子只能处于一系列不连续的能态，这些能态称为定态。
2. 原子从一种状态跃迁到另一种状态时，会辐射（或吸收）特定频率的光子。光子的能量 hv = - 。（每种状态的能量值称为能级。） 3. 原子的不同能态对应于电子绕原子核沿不同半径的圆形轨道运动。 能量是不连续的，所以可能的电子轨道也是不连续的。热力学与原子物理知识结构图 电阻定律R=ρ 电磁复合场中带电粒子的运动 磁与电 交流电瞬时值 U=Umsinωt I=Imsinωt 正弦有效值U= I= 周期、频率、角频率T= 变压器=Pout=Pin（理想变压器） 互感现象 自感现象 方向：楞次定律 大小：ε=n 方向：右手定则 大小：ε=BLV 法拉第电磁感应定律㈡ 法拉第电磁感应定律㈠ 磁通量在闭合电路所围成的面积内变化 导体切割磁通线 运动 自感与互感 电磁感应的条件 带电粒子在磁场中运动只受到洛伦兹力的作用，当⊥时，有： BqV=mR=，T=洛伦兹力 f=BqV 方向：左手定则 安培力 F=BIL 方向：左手定则 磁通线的意义： ①磁通线的密度表示磁场的强度； ②磁通线的方向表示磁场的方向。定义 B = 单位：Te（牛顿/A·米）或韦伯/米2 矢量性：B的方向就是磁场的方向。B、F、L的方向关系由左手定则确定。 磁通密度B = 单位：韦伯
