全國高中物理競賽的公式可能包括以下一些:
1. 牛頓運動定律與運動學公式
2. 能量守恒與機械能守恒定律
3. 動量守恒定律
4. 角動量守恒定律
5. 熱學中的基本公式(如理想氣體狀態方程)
6. 剛體轉動的基本公式
7. 電磁學中的基本公式,如庫倫定律、電場強度、安培力、電磁感應等
8. 光學中的基本公式,如光的折射、反射定律等
請注意,這只是一部分可能適用的公式,而且具體競賽中需要用到的公式還需要根據競賽內容和難度來確定。如果需要更多信息,可以請教高中物理老師或其他相關領域的專業人士。
公式:動能定理 EK = mgh
例題:一個質量為 m 的物體從高度為 h 的斜面底端沿斜面下滑,斜面的傾角為 θ。求物體滑到斜面底端時的動能。
首先,我們需要知道物體在下滑過程中受到的重力 mg 和斜面的支持力 N。由于物體在斜面上滑動,所以它受到的摩擦力為 f = μN,其中 μ 是摩擦系數。
根據動能定理,物體的動能等于它在整個運動過程中所有力的總沖量對它的貢獻。在這個問題中,我們只考慮重力和摩擦力的沖量。
物體從斜面下滑時,重力對它的沖量是 mg sinθ h,因為它在垂直方向上的速度是由 mg sinθ h 決定的。
而摩擦力的沖量由摩擦力的大小和物體在摩擦力方向上通過的距離決定,即 f dt = m a,其中 a 是加速度。由于物體在斜面上滑動時,加速度在垂直方向上的分量是零(因為支持力和重力的合力垂直于斜面),所以在垂直方向上的速度變化為零。因此,物體在水平方向上的加速度為 a = μ g sinθ。
物體在斜面上滑動的總距離為 h,所以摩擦力做的功為 W = f h = μ mg h sinθ。
因此,物體的動能 EK 可以表示為 EK = mgh - W = mgh - μ mg h sinθ。
這個問題的解需要用到動能定理、運動學公式和摩擦力做功的計算公式,需要有一定的物理基礎才能理解。