在物理教学中渗透物理竞赛知识的重要性

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1、在物理教学中渗透物理竞赛知识的重要性高三物理组范高峰一、高考原题呈现1、（2007全国）碰撞的恢复系数的定义为ej'「讪,其中w和V2。分别是碰撞前两物体帆0一％的速度，W和V2分别是碰撞前两物体的速度。弹性碰撞的恢复系数沪1。非弹性碰撞的乂1,某同学借川验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复系数是否为1,实验屮使川半径相等的钢质小球1和2,（它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量人于小球2的质最。实验步骤如下：安装实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置久第一步，不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。

2、重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。第二步，把小球2放在斜槽前端边缘处的C、点，计小球1从力点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。第三步，用刻度尺分别测虽三个落地点的平均位置离0点的距离，即线段OM.OIN的长度。在上述实验中，®P点是的平均位置。M点是的平均位置。河点是的平均位置。②请写出本实验的原理o写出用测量量表示的的恢复系数的表达式0③三个落地点距。点的距离％OP、QV打实验所用的小球质量是否有关？2、（2009安徽）2008年12月，天文学家们通过

3、观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座側”的质量与太阳质最的倍数关系。研究发现，有一星体S2绕人马屎A*做椭圆运动，其轨道半长轴为9.50X102天文单位（地球公转轨道的半径为一个天文单位），人马座A*就处在该椭圆的一个焦点上。观测得到S2星的运行周期为15.2年。⑴若将S2星的运行轨道视为半径r=9.50xl02X文单位的圆轨道，试估算人马座A*的质量Ma是太阳质量此的多少倍（结果保留一位有效数字）;（2）黑洞的第二宇宙速度极大，处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用，黑洞表面处质量为m的粒子具有势能为M

4、mEp-G—（设粒子在离黑洞无限远处的势能为零），式屮队R分别表示黑洞的质最和半R径。已知引力常量G二6.7x10nN•m2/kg2,光速c=3.Ox10'ni/s,太阳质MMs=2.Ox10iOkg,太阳半径Rs=7.0xl0sm,不考虑相对论效应，利用上问结果，在经典力学范围内求人马座A*的半径&与太阳半径&Z比应小于多少（结果按四舍五入保留整数）3、（2011安徽）一般的Illi线运动可以分成很多小段，每小段都町以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图C.22v0cosav02sin2aggsincr（a）所示，曲线上的A点

5、的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，-其半径P叫做A点的曲率半径。现将一物休沿与水平面成a角的方向已速度u°抛出，如图（b）所示。则在其轨迹最高点p处的曲率半径是4、（2012全国）假设地球是一半径为&、质量分布均匀的球体。一矿井深度为也已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为A.1--B.1+-C.d.（—^—）2RRRR-d二、物理竞赛中模型的对比1、笫一道高考题当中所用到的碰撞中的恢复系数源自竞赛教程中碰撞这一节。在这一节，有这样一段类似的描述：为了区别

6、碰撞的性质，可以引入恢复系数e.牛顿定义碰后分离速度（V2-VI）与碰前接近速度（V20-V］。）的比值为恢复系数，即e二~-。当e二0,碰撞为完全非弹性；当0VeV1,碰撞为非弹性；当e二1,碰撞为弹性。2、第二道高考题当小所用到的引力势能源白竞赛教程「I吠体运动这一节。在这一节屮有这样一段表述：一个质量均匀分布的球体M,半径R,对放置在距离球心r处（rWR）的质量为m的质点，相互作用引力势能为Ep二-GMm/R3、第三道高考题当中所用到的曲率半径源口天体运动这一节。在解释行星椭圆轨道运动的向心力來源时，给出了曲率半径的定义:在曲线上某一点找到一个和它内切的半

7、径最大的圆,这个圆的半径就定义为Illi率半径。椭圆Illi率半径等于加n/(m+n)cosa,m,n分别为两焦距，a为入射角4、第四道高考题当中所用到的球壳引力源自天体运动这一节。在这一节冇这样的描述：一个质量分布均匀的球壳层物质，总质量M,半径R,对放置在离球心距离为r出的质量为m的质点的万有引力为：「0(rR)即质量分布均匀的球壳对売内物体的引力为零，对于球売外的物体，球芫质量好像全部集屮在球心一样。三、物理教学中渗透竞赛知识的重要性高考物理命题组专家在解读高考物理题來源时，就捉到了物理竟赛模型，而从最近儿年高考中的物理试题來分析

8、,我们可以看到竟赛当中的