“數(shù)學(xué)是物理學(xué)的基礎(chǔ)?！?事實上，數(shù)學(xué)是物理學(xué)的載體，物理模型的數(shù)學(xué)描述就是數(shù)學(xué)的應(yīng)用。 兩者在歷史上有著相輔相成的關(guān)系。 怎樣才能學(xué)好物理？ 我在這里整理了相關(guān)資料，快來學(xué)習(xí)吧！
物理競賽需要哪些知識？
物理競賽的力學(xué)部分需要哪些數(shù)學(xué)知識？
首先，為了在力學(xué)入門時理解勻加速度直線運動和變加速度直線運動，簡單的單變量函數(shù)演算是必不可少的。 當然，它主要側(cè)重于多項式函數(shù)的求導(dǎo)和積分，在實際操作中非常容易操作。
后來，當運動范圍擴大到二維、運動形式變成曲線時，矢量代數(shù)、解析幾何、參數(shù)方程、斜率、曲率半徑等數(shù)學(xué)概念被融入到物理模型中來理解彈丸，圓和一般曲線。 運動的。 此時，微積分的應(yīng)用也擴展到更復(fù)雜的函數(shù)，例如三角函數(shù)。
隨著牛頓第二定律、運動與力的關(guān)系的介紹，我們逐漸意識到僅僅理解運動是不夠的。 運動背后的機制——力的作用和力的效果是我們需要研究的。 動量定理和動能定理的引入實際上反映了力在空間和時間上的累積效應(yīng)，而牛頓方程本身也是物理學(xué)家特別喜歡的一種形式——微分方程。
矢量和微積分的更全面的應(yīng)用體現(xiàn)在一種伴隨物理學(xué)史的特殊運動形式——簡諧振動。 振動在介質(zhì)中的擴散效應(yīng)——波，也引出了波動方程和波函數(shù)（一種時空函數(shù)）的概念。
綜上所述，力學(xué)部分所需的數(shù)學(xué)是一變量函數(shù)微積分、向量代數(shù)、解析幾何、常微分方程、二變量函數(shù)的運用。
物理競賽的熱部分需要什么數(shù)學(xué)知識？
雖然高中熱科學(xué)涉及氣體定律和熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容比較容易，一般不需要微積分，但如果深入研究熱力學(xué)過程、各種狀態(tài)函數(shù)（內(nèi)能、熵）、第二定律熱力學(xué)，那么由于熱力學(xué)系統(tǒng)變量很多初中物理奧林匹克競...，適當?shù)钠⒎只A(chǔ)知識是必要的。
熱力學(xué)是宏觀理論，其背后是分子動力學(xué)理論。 它們之間的聯(lián)系是通過大量粒子系統(tǒng)的統(tǒng)計來實現(xiàn)的。 因此，概率統(tǒng)計知識是非常有必要的。
綜上所述，熱部分所需的數(shù)學(xué)是簡單的偏微分和概率統(tǒng)計。
物理競賽的電磁學(xué)部分需要哪些數(shù)學(xué)知識？
根據(jù)往年的經(jīng)驗，電磁學(xué)是高考學(xué)生放棄物理、競賽學(xué)生放棄物理競賽最難的內(nèi)容。 究其原因，是因為數(shù)學(xué)不到位，不僅無法理解域的概念，而且還容易死記硬背模型、公式，以及舉例練習(xí)的固有思維模式。 到最后，我們可以說，關(guān)于電磁學(xué)，我們“什么都沒學(xué)到”！
從靜電場開始，如果只按照高中的要求來學(xué)習(xí)，那么你對靜電場的認識將是空洞的，只是現(xiàn)象學(xué)的概念。 你將無法深入掌握電場線、電勢、靜電平衡和介電極化等概念。 那么，更不用說回答比賽問題了。
事實上，由于靜電場是從點電荷的庫侖定律出發(fā)，直接進入三維空間，所以所有的定律都是用三維來表達的。 因此，立體幾何和空間位置的功能必須立即可用。 然后，由庫侖定律推導(dǎo)出高斯定理，考察強對稱性的系統(tǒng)，從而實現(xiàn)球坐標、柱坐標、直角坐標之間的互換； 面上向量的積分、線上的環(huán)積分、格林定理等內(nèi)容一定要跟上。
同時，在考慮局部小空間中的問題時，必須了解靜電場方程的微分形式、三維偏微分和Nabra算子。
光是靜電場就需要這么多數(shù)學(xué)工具，足以可見電磁學(xué)有多么難學(xué)！ 事實上，學(xué)習(xí)電磁學(xué)是一個非常標準的循序漸進的過程。 首先，你只需要理解圖像，你需要理解你不理解的部分。 深入挖掘的話，數(shù)學(xué)工具可以從向量積分開始，最后理解場的微分方程物理資源網(wǎng)，這樣就能事半功倍。
電路的內(nèi)容看上去和初中的內(nèi)容很相似，但是一旦涉及到導(dǎo)體內(nèi)部的電導(dǎo)率模型、歐姆定律的微分形式、電荷守恒定律等，那么就需要微積分的幫助了。 對于交流電路，您需要了解描述振動的復(fù)數(shù)方法。 同時，一些電阻網(wǎng)絡(luò)問題也需要序列遞歸等數(shù)學(xué)知識。 在學(xué)習(xí)的過程中，你應(yīng)該像海綿一樣吸水，缺什么就補什么！
進入磁場和電磁感應(yīng)之后，共同描述電磁場的磁場方程、麥克斯韋方程組等都是矢量場微積分的組合應(yīng)用。 同時還涉及電磁波的波動方程、復(fù)數(shù)法描述波函數(shù)等。
綜上所述，電磁學(xué)部分所需的數(shù)學(xué)是微積分、復(fù)數(shù)、矢量場微分方程的知識。
物理競賽的光學(xué)和現(xiàn)代物理部分需要哪些數(shù)學(xué)知識？
顯然，幾何光學(xué)所需的平面幾何知識在初中就已學(xué)過，這也是幾何光學(xué)能夠轉(zhuǎn)入大同杯，成為重點考點的原因。 然而，在以往的教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對真實成像系統(tǒng)的理解極其不足。 也就是說，他們能做題，但無法搞清楚光學(xué)儀器的實際原理。 因此，幾何光學(xué)的難點不在于數(shù)學(xué)，而在于實際應(yīng)用。
波動光學(xué)（干涉、衍射、偏振、界面光學(xué)）無非是電磁波波動性質(zhì)的應(yīng)用，所需數(shù)學(xué)與電磁場數(shù)學(xué)一致。
現(xiàn)代物理學(xué)的現(xiàn)象學(xué)內(nèi)容實際上是經(jīng)典物理學(xué)的偉大融合初中物理奧林匹克競...，數(shù)學(xué)自然無法突破上面介紹的所有數(shù)學(xué)工具。 初步的量子力學(xué)需要概率世界觀和對波函數(shù)的理解。 想要計算準確，就必須掌握數(shù)學(xué)物理方程的內(nèi)容。 我們認為這個年紀沒有必要學(xué)習(xí)。 狹義相對論需要洛倫茲變換和四位數(shù)向量運算，并且沒有添加新的數(shù)學(xué)。
總而言之，光學(xué)和現(xiàn)代物理部分所需的數(shù)學(xué)并沒有超出前面提到的內(nèi)容。 但要理解這部分內(nèi)容，需要對利特電氣的四大板塊有很好的了解。
專門針對理科學(xué)生的數(shù)學(xué)課教授哪些內(nèi)容？
春季到夏季：極限、導(dǎo)數(shù)、差異； 積分； 解析幾何、極坐標； 常微分方程； 偏導(dǎo)數(shù);
秋季：標量場、矢量場、散度、旋度、梯度、Nabra算子、算子； 場積分、格林定理； 球坐標、三維坐標變換； 矩陣，行列式；
從寒假到春天：概率統(tǒng)計； 系列; 復(fù)數(shù)； 立體幾何； 其他高聯(lián)測試內(nèi)容。
高中物理競賽有哪些？
高中物理有哪些課程？
高中物理基礎(chǔ)成績包括 Honor、AP I、AP II、AP C 和 E&M。 每門課程大約需要一年的時間來學(xué)習(xí)，所以沒有時間也沒有必要把五門課都修完。 通常從七年級或八年級開始。 完成課程后，學(xué)生可以根據(jù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)直接學(xué)習(xí)AP I。 Honor沒有統(tǒng)一的國家標準，每個學(xué)校教授的難度和內(nèi)容也不同。 如果你沒學(xué)過或者Honor，也可以直接學(xué)AP I，不過一開始會有點困難。 大多數(shù)學(xué)校要求學(xué)生先完成 AP I，然后才允許他們參加 AP C。榮譽課程強調(diào)更多概念，較少數(shù)學(xué)，因此比 AP 相對容易。 AP I AP II 是基于代數(shù)的，AP C 是基于代數(shù)的。 從去年開始，美國委員會將AP B分為AP I和AP II。 API包括力學(xué)、波力學(xué)、簡單電路等。AP II包括熱力學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、現(xiàn)代物理學(xué)等。 AP C僅包括機械部分，AP C EMN僅包括電磁部分。
美國物理全國統(tǒng)一考試
美國有四種AP物理考試，AP I、AP II、AP C和AP EMN。 完成相應(yīng)的物理課程后，您可以參加這些AP考試。 考試在每年五月的第一周或第二周舉行。 考試結(jié)束后，學(xué)生還可以參加物理 SAT II。 SAT II 題目范圍稍廣，試題也相對簡單。 例如，AP I 和 AP II 不需要相對論，但 SAT II 會需要一些基本概念。 參加 AP I 和 II 課程后，您可以參加 SAT 考試。 此外，美國還有一些如Bowl等。 碗賽是代表學(xué)校進行的，所以不需要做任何特殊的準備。
物理奧林匹克
奧林匹克物理競賽分為兩個階段。 第一階段稱為F=ma競賽，僅測試力學(xué)部分。 總共二十五道選擇題，不需要微積分，所以只需要AP I，加上AP II。 奧林匹克考試于每年一月下旬舉行。 每年大約有350至400名學(xué)生可以通過F=ma考試并進入第二輪比賽。 第二輪比賽也稱為（美國）比賽。 內(nèi)容包括所有普通物理學(xué)并以微積分為基礎(chǔ)。 這是相當困難的。 學(xué)生必須學(xué)習(xí)AP C力學(xué)和電磁學(xué)，其他AP I和II也必須升級為微積分。 基于點的級別。 成績分為金、銀、銅、榮譽四個級別，然后前二十名將進入各屆物理奧林匹克集訓(xùn)隊。
為什么要學(xué)習(xí) AP 物理并參加物理競賽
美國大學(xué)的一些基礎(chǔ)課，如微積分、普通物理等，是很多專業(yè)的必修課。 換句話說，你必須證明你可以選修一些必修的基礎(chǔ)課程來學(xué)習(xí)這些專業(yè)。 如果你在很多AP考試中獲得5分，就可以在大學(xué)里免除相應(yīng)的必修課程。 這可以節(jié)省金錢和時間來學(xué)習(xí)其他更重要的課程。 從招生的角度來看，可以想象，你參加的考試越多，就越能證明你有能力學(xué)習(xí)相應(yīng)的專業(yè)，那么你在大學(xué)申請中自然就會有優(yōu)勢。 另外，參加物理比賽并取得好成績，不僅可以提高孩子的自信心，對孩子的大學(xué)申請也有很大的好處。 可以錦上添花，對于進入一流大學(xué)很有幫助。 當然，良好的學(xué)習(xí)成績是最重要的前提。 很多家長可能認為只有一些優(yōu)秀的天才才會參加物理比賽并取得好成績。 事實上，情況并非如此。 大多數(shù)孩子同樣聰明，主要是通過自己的努力。 我的孩子中有很多得過金、銀，甚至前20名的學(xué)生，在剛開始學(xué)習(xí)物理時也遇到了很大的困難。 他們中的很多人都受到了挫折，但他們堅持努力，最終取得了好的成績。
什么時候是學(xué)習(xí) AP 物理的最佳時間？
對于幾乎所有的高中生來說，如果他們一步步學(xué)習(xí)AP I，然后是AP II，或者AP C，他們往往無法在11年級末申請大學(xué)之前學(xué)習(xí)更多的AP物理。 其實只要學(xué)了I，再加一點點，就可以學(xué)AP I，學(xué)完AP I，原則上就可以參加F=Ma的比賽了。 如果你從八年級開始，你可以在九年級、十年級和十一年級參加三次。 這樣成功率會更高，因為第一次進入復(fù)賽的成功率會比較低，更重要的是可以為進一步學(xué)習(xí)AP C力學(xué)和電磁學(xué)做準備。 如果你能在第二輪獲得金牌，那么你獲得銀牌的機會就會大很多。
如何學(xué)習(xí) AP 物理并準備物理比賽