高中物理競賽知識點框架圖 力的概念 力的定義 力是一個物體對另一個物體的作用。所以，凡是真實的力都有施力物體和受力物體三個要素：大小、方向、作用點。力的矢量性表現在它不僅有大小、方向，而且它的運作符合平行四邊形規律。 作用 力的作用表現在兩個方面：使物體變形和改變物體運動狀態。 力的合成與分解 如果一個力的作用和幾個力的作用相同，那這個力就叫幾個力的合力，幾個力就叫這個力的分力。由分力求出合力的運算叫力的合成；由合力求出分力的運算叫力的分解。力的合成與分解符合平行四邊形規律。 萬有引力是由地球對物體的吸引力產生的。方向：永遠垂直向下。 大小G=mg。g為重力加速度。由于物體到地心距離的變化和地球自轉的影響，地球各地g值不同。在地球表面，南極和北極處g值較大，赤道處較小；通常取g=9.8m/s2。重心的位置與物體的幾何形狀和質量分布有關。任何兩個物體之間的吸引力叫做萬有引力，通常取萬有引力常數G為6.67×10-11 Nm2/kg2。物體的重力可以認為是地球對該物體的萬有引力。彈力彈力發生在直接接觸且發生了變形的物體之間。作用在支撐面上的彈力方向垂直于支撐面；作用在繩索上的彈力則沿繩索的收縮方向。
胡克定律F=kx，k稱為彈簧常數。 滑動摩擦 物體間發生相對滑動時高中物理知識框架圖，接觸面間會產生阻礙相對滑動的力。其方向與接觸面相切，與相對滑動方向相反；其大小為f=μN。n為接觸面間的壓力。μ為動摩擦系數，由兩接觸面的材質、粗糙度決定。 靜摩擦 相互接觸的物體間有發生相對運動的傾向時，沿接觸面會產生與相對運動傾向方向相反的靜摩擦力。靜摩擦力的大小隨兩物體間相對運動“傾向”的強弱而在零與“最大靜摩擦力”之間變化。“最大靜摩擦力”的具體值隨兩物體接觸面的材質、壓力等因素而變化。 三種常見的摩擦力 牛頓第一定律 一切物體永遠保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態。 物體的這種性質叫做慣性。慣性是物體固有的屬性，衡量慣性大小的物理量是質量。 牛頓第二定律 物體加速度的大小和它受到的凈外力的大小成正比，和物體的質量成反比，加速度的方向與凈外力的方向相同。表達式=ma，式中，F的單位是牛頓（N）；m的單位是千克（kg）；a的單位是米/秒2（m/s2）。 意義：力是引起物體運動狀態改變的原因。 牛頓第三定律 兩個物體之間的相互作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一直線上。
（作用力與反作用力同時產生，又同時消失，是同一性質的力，分別作用于不同的物體，不存在“平衡”問題。） 牛頓運動定律 功是能量轉換的量度，即：主動功必須有能量形式的轉換，做的功越多，轉換的能量就越多。 大小：W=FScosα（兩個要素：①力 ②力作用方向上的位移） 單位：焦耳（J） 正功：表示動功（即力與位移的夾角小于900。） 負功：表示阻力功（即力與位移的夾角大于900。） 功率 平均功率 單位：瓦特（焦耳/秒） 瞬時功率P=FVcosα，單位：瓦特（焦耳/秒） 動能 物體因運動而擁有的能量。 （動能是運動狀態的函數，是一個標量） 動能定理 外力總所作的功等于物體動能的改變量。表達式W=EK2-EK1 （動能定理適用于變力做功的過程） 勢能 由物體的相對位置以及物體各部分的相對位置所決定的能量叫勢能。 重力勢能EP=mgh h是物體離零勢能位置的高度。零勢能位置可根據解具體問題的方便確定，所以重力勢能的大小只是相對的。重力勢能的改變量表示重力所作功的多少。 彈性勢能 物體因彈性變形而具有的能量。 機械能守恒定律（動能與勢能統稱機械能）當只有重力做功時，物體的動能與重力勢能互相轉化，但機械能總量不變。
同樣，當只有彈力做功時，物體的動能與彈性勢能互相轉化，機械能的總量不變。 沖量力與力作用時間的乘積叫做力的沖量 單位：牛頓-秒。沖量的方向就是力的方向。 動量 物體的質量與速度的乘積叫做動量 單位：kg-m/s。動量的方向就是速度的方向。 功與能 動量定理 合力對物體的沖量等于物體動量的改變量。 表達式Ft=Pend- （動量定理適用于變力作用過程） 系統動量守恒定律 如果系統不受外力作用或外力之和為零，則系統總動量保持不變 沖量與動量 運動與力 力學知識結構圖 勻速加速直線運動基本公式：Vt=V0+atS=V0t+at2 運動的合成與分解 知道部分運動然后求合成運動叫運動的合成高中物理知識框架圖，知道合成運動然后求部分運動叫運動的分解。運動的合成與分解遵循平行四邊形規則。 水平拋射物的運動特點：初速度為水平，只受到重力作用。 分析：水平勻速直線運動與豎直自由落體運動的合成運動。 定律：水平方向Vx=V0，X=V0t 垂直方向Vy=gt，y=總速度Vt=與x正方向的夾角tgθ= 勻速圓周運動特點：所受的合外力始終指向圓心（也叫向心力）。描述量：線速度V、角速度ω、向心加速度α、圓軌道半徑r、圓周運動周期T。
規則：F= m =mω2r=m 簡諧振動物體在與離開平衡位置的位移成正比的恢復力作用下，始終指向平衡位置的振動叫做簡諧振動。 振動圖形描述下列量：振幅A、周期T、頻率f（=）。 有關物理量的周期性變化：位移、恢復力、瞬時速度、瞬時加速度、動能與勢能等。 單擺周期公式：T=2π 機械波振動在介質中傳播形成波；介質中每一點都在自己的平衡位置附近振動但不隨波形遷移。波是能量傳遞的一種形式。 波形圖形描述下列量：振幅A、波長λ、波速V、周期T、頻率f。 描述公式：V= =λf 波形有：橫波和縱波。 阻尼振動、受迫振動 振幅逐漸減小的振動叫做阻尼振動。 振幅恒定的振動叫無阻尼振動或等幅振動。物體在周期性的外力（驅動力）作用下的振動叫受迫振動。受迫振動，穩定后的頻率等于驅動力的頻率，當驅動力的頻率接近振動物體的固有頻率時，受迫振動振幅增大的現象叫共振。 干涉波的疊加：在兩波的交疊區域，任一點的位移等于兩波引起的位移的矢量和。當兩波頻率相同、振動方向相同的波相遇時，介質中有的地方振動加強，有的地方振動減弱，加強部分與減弱部分分離的現象叫波的干涉。干涉是波特有的現象。當衍射波在傳播過程中遇到空洞、障礙物時，繞過空洞、障礙物的現象叫波的衍射。
明顯衍射的條件是孔洞與障礙物的尺寸與波長相當。 衍射是波所特有的現象。 物體運動 A 0 t/s X/cmTλT x/cm y/cm A 0 VT 天體運動問題解析 光學知識結構圖 幾何光學 光的直線傳播（均勻介質） 光的反射 光的折射 本影 半影 日食 月食 針孔成像 真空中的光速c = 3.0×108米/秒 反射定律 入射光線、反射光線與法線共面且分在法線兩側，入射角=反射角。 平面鏡成像的特點：成虛像；像與物體等大，直立，與鏡面對稱。 折射定律 當光從第一種介質入射到第二種介質中時，入射光線、折射光線和法線共面且分在法線的兩側；入射角正弦（i）與折射角正弦（r）的比值是一個常數n，n=（n由兩種介質的類型決定），這個比值叫做第二種介質對第一種介質的折射率。若第一種介質是空氣或真空，n又稱為第二種介質的折射率。 全反射現象 當光從空氣或真空射入其它介質（n密>n疏）時，當入射角大于或等于臨界角C時，折射光完全消失，反射光最強，這種現象叫做全反射。 SinC= 光的色散 一束白光經過棱鏡后發生色散，形成按一定順序排列的光譜（紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫）。 色散現象表明，白光是由多種單色光組成的復雜光，同一介質對于不同色光有不同的折射率，紫光的折射率最大，紅光的折射率最小。
當光從玻璃棱鏡的一側進入，從另一側出射時，出射光與入射光相比，向底面偏轉。 全反射棱鏡 橫截面為等腰直角三角形的棱鏡稱為全反射棱鏡。 光的性質 光譜 光的波動性 光的粒子性 發射光譜 發光物體直接產生的光譜叫做發射光譜。 吸收光譜 連續光譜中某些波長的光被物質吸收后產生的光譜叫做吸收光譜 光的干涉 光的衍射 雙縫干涉 薄膜干涉 干涉的應用 光電效應 物體在光的照射下，發射電子的現象叫做光電效應。 光電效應的特點： ①入射光的頻率必須大于被照射金屬的極限頻率才能夠出現； ②光電子的最大初動能隨入射光頻率的增加而增大； ③光電子的發射是在光照的瞬間進行的； ④光電流的強度與入射光的強度成正比。 光子光在空間傳播時不是連續的，而是分批進行的，每批稱為一個光子。一個光子的能量為E=hv，h=6.63×10－34hv－W=mv2，式中W為功函數，mv2為光電子的最大初動能。 光的波粒二象性 光同時具有波性和粒子性，因此人們認為光具有波粒二象性（這里的波性和粒子性都是微觀世界中的）。 電磁波譜包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、x射線、r射線等，從低頻到高頻，形成了很寬的電磁波譜范圍。
連續光譜 由連續分布的所有波長的光組成的光譜。 亮線光譜（線譜） 由一些不連續的亮線組成的光譜。各種元素都有一定的線光譜，不同元素的線光譜不同，所以線光譜又稱原子光譜。 光譜分析利用光譜來鑒別物質，確定其化學成分，這種方法叫光譜分析。做光譜分析時，可以利用亮線光譜或吸收光譜。 分子運動論 物質是由大量分子組成的 ①油膜法測定分子直徑 ②分子直徑在10-10m數量級，分子量在10-26kg數量級 ③阿伏伽德羅常數NA=6.02×10 23mol-1。分子永遠不停地做著無規則的運動。 實驗依據 ①擴散現象； ②布朗運動 分子之間存在相互作用力，分子間引力與斥力同時存在，且都隨距離的增加而減小。 r0=10-10m；當r = r0時，f引力=f斥力；當r＞r0時，f引力＞f斥力；當r＜r0時，f引力＜f斥力。分子動能：分子由于熱運動而具有的能量；由溫度T決定 分子熱能：分子間由相互作用力和相對位置決定的能量：與體積V有關 物體的內能：組成物體的所有分子的動能與勢能之和； 與T和V相關 物體的內能 改變內能的物理過程 功——內能和其他形式能量的相互轉化 熱傳遞——物體之間（或物體各部分之間）的內能傳遞 W+Q=ΔE 能量守恒定律 分子運動論 熱與功 原子物理學 電子的發現 原子的結構 湯姆森模型 α粒子散射實驗 實驗的結果是：絕大多數α粒子穿過金箔后繼續按原來方向運動，少數α粒子發生較大的偏轉，極少數α粒子的偏轉角超過90°，極少數甚至被反彈回來，偏轉角差不多達到180° 天然輻射的α射線：α粒子流。
α粒子是氦原子核，穿透能力弱，電離性強。 β射線：高速電子流。β粒子是電子，穿透能力強，電離性弱。 γ射線：波長極短的電磁波，穿透能力強，電離性弱。 原子核的衰變是指原子核由于某些粒子的發射而轉變成新原子核的變化。 半衰期是指放射性元素的原子核衰變一半所需的時間。 人工核轉化發現質子和中子 原子核的組成 原子核由質子和中子組成，它們統稱為核子。質子數相同、中子數不同的原子稱為同位素。 核力是指把原子核中各種核子緊密結合在一起的力。 核能是指原子核轉變過程中所釋放（或吸收）的能量。質能方程E=mc2表示物體的能量與其質量的關系。利用質能方程可根據原子核轉變過程中的質量損失Δm，計算出所能釋放的核能ΔE（Δm·C2）。重核裂變，如：鈾原子核裂變時，如果釋放出的若干個中子能引起其它鈾原子核裂變，則裂變能繼續進行，稱為鏈式反應。輕核聚變，如：（需數百萬度的高溫條件），利用上述反應，可釋放出巨大的核能。盧瑟福原子核結構模型原子的中心有一個很小的原子核叫原子核，它集中了原子所有的正電荷和幾乎全部的質量，帶負電的電子在原子核外面圍繞原子核旋轉。 玻爾理論 1.原子只能處于一系列不連續的能態，這些能態稱為定態。
2. 原子從一種狀態躍遷到另一種狀態時，會輻射（或吸收）特定頻率的光子。光子的能量 hv = - 。（每種狀態的能量值稱為能級。） 3. 原子的不同能態對應于電子繞原子核沿不同半徑的圓形軌道運動。 能量是不連續的，所以可能的電子軌道也是不連續的。熱力學與原子物理知識結構圖 電阻定律R=ρ 電磁復合場中帶電粒子的運動 磁與電 交流電瞬時值 U=Umsinωt I=Imsinωt 正弦有效值U= I= 周期、頻率、角頻率T= 變壓器=Pout=Pin（理想變壓器） 互感現象 自感現象 方向：楞次定律 大小：ε=n 方向：右手定則 大小：ε=BLV 法拉第電磁感應定律㈡ 法拉第電磁感應定律㈠ 磁通量在閉合電路所圍成的面積內變化 導體切割磁通線 運動 自感與互感 電磁感應的條件 帶電粒子在磁場中運動只受到洛倫茲力的作用，當⊥時，有： BqV=mR=，T=洛倫茲力 f=BqV 方向：左手定則 安培力 F=BIL 方向：左手定則 磁通線的意義： ①磁通線的密度表示磁場的強度； ②磁通線的方向表示磁場的方向。定義 B = 單位：Te（牛頓/A·米）或韋伯/米2 矢量性：B的方向就是磁場的方向。B、F、L的方向關系由左手定則確定。 磁通密度B = 單位：韋伯
