2023美国物理竞赛F=ma报名即将开启(附试题解析)

F=ma是由AAPT(American Association of Physics Teachers)美国物理教师协会举办的物理竞赛,也是美国选拔高中物理奥林匹克队伍的初赛(相当于AMC在数学奥林匹克赛事的地位)。2023美国物理竞赛F=ma报名即将开启(附试题解析)!

F=ma 美国高中物理竞赛

美国奥林匹克物理竞赛分为两个阶段:

第一轮F=ma Contest,只测试力学知识;

第二轮USAPhO(USA Physics Olympiad,基本上在3月份进行),测试内容更广泛,美高的中国同学可以参加第二轮的USAPhO。

国内的同学们虽然只能参加第一轮,但如果能够达到入围USAPhO的分数,也能够充分体现你的物理能力,增加美国大学对你物理水平的了解,对于申请名牌大学有很大的帮助。

竞赛规则

注册截止(参考2022):2022年1月21日

比赛时间(参考2022):

A 卷 2022 年 2 月 9 日

B 卷 2022 年 2 月 15 日

参赛资格:学生必须是美国公民、美国合法永久居民(绿卡持有者),或目前在美国学校就读才能参加 F=ma 考试。

竞赛时长:75分钟

竞赛形式:25道选择题

竞赛范围:力学(内容包括运动学、静力学、牛顿定律、动量和能量、振荡、轨道力学、流体和基本数据分析。所有的问题都可以在不使用微积分的情况下解决,可使用简单科学计算器上的基本功能,其内存中的数据和程序必须被清除。)

积分规则:

25道单选题,每道题答对获得1分,空答及错答不扣分。15分左右可晋级下一轮USAPhO。

F=ma A 和 F=ma B 旨在涵盖相同的主题并具有相同的难度,但会有不同的问题。

学生可以同时参加 F=ma A 和 B 考试,但他们必须达到或超过两项考试的分数线才能继续参加 USAPhO 考试。

竞赛真题解析

F=ma主要考察力学部分,不需要微积分,只需要AP Physics I,加上AP Physics C的力学部分。

如果有一个物理处在一个二维X-Y平面上转动,则它围绕Z轴转动的M.O.I.等于围绕X轴的和Y轴的M.O.I.之和。在这里,我们先假设方框中心为原点,X轴和Y轴分别平行于四边,则此时较为容易的求出来别再卷物理碗了!这个为美高生量身定制的竞赛,冲藤靠它准没错!,所以此时别再卷物理碗了!这个为美高生量身定制的竞赛,冲藤靠它准没错!。接下来我们把X轴和Y轴改为方框的diagonal,如下图:

别再卷物理碗了!这个为美高生量身定制的竞赛,冲藤靠它准没错!

别再卷物理碗了!这个为美高生量身定制的竞赛,冲藤靠它准没错!不变,仍等于别再卷物理碗了!这个为美高生量身定制的竞赛,冲藤靠它准没错!。根据对称性,此时别再卷物理碗了!这个为美高生量身定制的竞赛,冲藤靠它准没错!仍然成立,所以还是围绕diagonal的M.O.I.还是别再卷物理碗了!这个为美高生量身定制的竞赛,冲藤靠它准没错!

历年考题和解题步骤

链接:https://www.aapt.org/Common2022/pastexams.cfm

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