高中物理公式大全

　　一、質(zhì)點的運(yùn)動(1)------直線運(yùn)動

　　1)勻變速直線運(yùn)動

　　1.平均速度V平=s/t(定義式) 2.有用推論Vt2-Vo2=2as

　　3.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at

　　5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t

　　7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo為正方向，a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0｝

　　8.實驗用推論Δs=aT2 {Δs為連續(xù)相鄰相等時間(T)內(nèi)位移之差｝

　　9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。

　　注：(1)平均速度是矢量; (2)物體速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式;

　　(4)其它相關(guān)內(nèi)容:質(zhì)點.位移和路程.參考系.時間與時刻;速度與速率.瞬時速度。

　　2)自由落體運(yùn)動

　　1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計算) 4.推論Vt2=2gh

　　注:(1)自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，遵循勻變速直線運(yùn)動規(guī)律;

　　(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小，方向豎直向下)。

　　(3)豎直上拋運(yùn)動

　　1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)

　　3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點算起)

　　5.往返時間t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時間)

　　注:(1)全過程處理:是勻減速直線運(yùn)動，以向上為正方向，加速度取負(fù)值;

　　(2)分段處理：向上為勻減速直線運(yùn)動，向下為自由落體運(yùn)動，具有對稱性;

　　(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。

　　二、質(zhì)點的運(yùn)動(2)----曲線運(yùn)動、萬有引力

　　1)平拋運(yùn)動

　　1.水平方向速度：Vx=Vo 2.豎直方向速度：Vy=gt

　　3.水平方向位移：x=Vot 4.豎直方向位移：y=gt2/2

　　5.運(yùn)動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)

　　6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2

　　合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0

　　7.合位移：s=(x2+y2)1/2,

　　位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo

　　8.水平方向加速度：ax=0;豎直方向加速度：ay=g

　　注：(1)平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動,加速度為g,通常可看作是水平方向的勻速直線運(yùn)與豎直方向的自由落體運(yùn)動的合成;

　　(2)運(yùn)動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關(guān);

　　(3)θ與β的關(guān)系為tgβ=2tgα;

　　(4)在平拋運(yùn)動中時間t是解題關(guān)鍵;(5)做曲線運(yùn)動的物體必有加速度,當(dāng)速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時,物體做曲線運(yùn)動。

　　2)勻速圓周運(yùn)動

　　1.線速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf

　　3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合

　　5.周期與頻率：T=1/f 6.角速度與線速度的關(guān)系：V=ωr

　　7.角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn(此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同)

　　8.主要物理量及單位:弧長(s):(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f);赫(Hz);周期(T):秒(s);轉(zhuǎn)速(n);r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。

　　注：(1)向心力可以由某個具體力提供，也可以由合力提供，還可以由分力提供，方向始終與速度方向垂直，指向圓心;

　　(2)做勻速圓周運(yùn)動的物體,其向心力等于合力,并且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,向心力不做功,但動量不斷改變.

　　3)萬有引力

　　1.開普勒第三定律：T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑，T:周期，K:常量(與行星質(zhì)量無關(guān)，取決于中心天體的質(zhì)量)｝

　　2.萬有引力定律：F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2，方向在它們的連線上)

　　3.天體上的重力和重力加速度：GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m)，M：天體質(zhì)量(kg)｝

　　4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期：V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M：中心天體質(zhì)量｝

　　5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s

　　6.地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km，h:距地球表面的高度，r地:地球的半徑｝

　　注:(1)天體運(yùn)動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;

　　(2)應(yīng)用萬有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等;

　　(3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空，運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同;

　　(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);

　　(5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s。

　　三、力(常見的力、力的合成與分解)

　　(1)常見的力

　　1.重力G=mg (方向豎直向下，g=9.8m/s2≈10m/s2，作用點在重心，適用于地球表面附近)

　　2.胡克定律F=kx {方向沿恢復(fù)形變方向，k：勁度系數(shù)(N/m)，x：形變量(m)｝

　　3.滑動摩擦力F=μFN {與物體相對運(yùn)動方向相反，μ：摩擦因數(shù)，F(xiàn)N：正壓力(N)｝

　　4.靜摩擦力0≤f靜≤fm (與物體相對運(yùn)動趨勢方向相反，fm為最大靜摩擦力)

　　5.萬有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上)

　　6.靜電力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N?m2/C2,方向在它們的連線上)

　　7.電場力F=Eq (E：場強(qiáng)N/C，q：電量C，正電荷受的電場力與場強(qiáng)方向相同)

　　8.安培力F=BILsinθ (θ為B與L的夾角，當(dāng)L⊥B時:F=BIL，B//L時:F=0)

　　9.洛侖茲力f=qVBsinθ (θ為B與V的夾角，當(dāng)V⊥B時：f=qVB，V//B時:f=0)

　　注:(1)勁度系數(shù)k由彈簧自身決定;

　　(2)摩擦因數(shù)μ與壓力大小及接觸面積大小無關(guān)，由接觸面材料特性與表面狀況等決定;

　　(3)fm略大于μFN，一般視為fm≈μFN;

　　(4)其它相關(guān)內(nèi)容：靜摩擦力(大小、方向);

　　(5)物理量符號及單位B:磁感強(qiáng)度(T),L:有效長度(m),I:電流強(qiáng)度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C);

　　(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。

　　2)力的合成與分解

　　1.同一直線上力的合成同向:F=F1+F2， 反向：F=F1-F2 (F1>F2)

　　2.互成角度力的合成：

　　F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2時:F=(F12+F22)1/2

　　3.合力大小范圍：|F1-F2|≤F≤|F1+F2|

　　4.力的正交分解：Fx=Fcosβ，F(xiàn)y=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)

　　注：(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;

　　(2)合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;

　　(3)除公式法外，也可用作圖法求解,此時要選擇標(biāo)度,嚴(yán)格作圖;

　　(4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大，合力越小;

　　(5)同一直線上力的合成，可沿直線取正方向，用正負(fù)號表示力的方向，化簡為代數(shù)運(yùn)算。

　　四、動力學(xué)(運(yùn)動和力)

　　1.牛頓第一運(yùn)動定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止

　　2.牛頓第二運(yùn)動定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}

　　3.牛頓第三運(yùn)動定律:F=-F′{負(fù)號表示方向相反,F、F′各自作用在對方,平衡力與作用力反作用力區(qū)別,實際應(yīng)用:反沖運(yùn)動}

　　4.共點力的平衡F合=0，推廣 {正交分解法、三力匯交原理｝

　　5.超重:FN>G,失重:FN

　　6.牛頓運(yùn)動定律的適用條件:適用于解決低速運(yùn)動問題,適用于宏觀物體,不適用于處理高速問題,不適用于微觀粒子

　　注:平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線狀態(tài),或者是勻速轉(zhuǎn)動。

　　五、振動和波(機(jī)械振動與機(jī)械振動的傳播)

　　1.簡諧振動F=-kx {F:回復(fù)力，k:比例系數(shù)，x:位移，負(fù)號表示F的方向與x始終反向}

　　2.單擺周期T=2π(l/g)1/2 {l:擺長(m)，g:當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎?，成立條件:擺角θ<100;l>>r｝

　　3.受迫振動頻率特點：f=f驅(qū)動力

　　4.發(fā)生共振條件:f驅(qū)動力=f固，A=max，共振的防止和應(yīng)用

　　5.機(jī)械波、橫波、縱波

　　注:(1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小，布朗運(yùn)動越明顯,溫度越高越劇烈;

　　(2)溫度是分子平均動能的標(biāo)志;

　　3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快;

　　(4)分子力做正功，分子勢能減小,在r0處F引=F斥且分子勢能最小;

　　(5)氣體膨脹,外界對氣體做負(fù)功W<0;溫度升高，內(nèi)能增大ΔU>0;吸收熱量，Q>0

　　(6)物體的內(nèi)能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和，對于理想氣體分子間作用力為零，分子勢能為零;

　　(7)r0為分子處于平衡狀態(tài)時，分子間的距離;

　　(8)其它相關(guān)內(nèi)容:能的轉(zhuǎn)化和定恒定律能源的開發(fā)與利用.環(huán)保物體的內(nèi)能.分子的動能.分子勢能。

　　六、沖量與動量(物體的受力與動量的變化)

　　1.動量：p=mv {p:動量(kg/s)，m:質(zhì)量(kg)，v:速度(m/s)，方向與速度方向相同｝

　　3.沖量：I=Ft {I:沖量(N•s)，F(xiàn):恒力(N)，t:力的作用時間(s)，方向由F決定｝

　　4.動量定理：I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:動量變化Δp=mvt–mvo，是矢量式}

　　5.動量守恒定律：p前總=p后總或p=p’´也可以是m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´

　　6.彈性碰撞：Δp=0;ΔEk=0 {即系統(tǒng)的動量和動能均守恒}

　　7.非彈性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK：損失的動能，EKm：損失的最大動能}

　　8.完全非彈性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后連在一起成一整體}

　　9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發(fā)生彈性正碰:

　　v1´=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2´=2m1v1/(m1+m2)

　　10.由9得的推論-----等質(zhì)量彈性正碰時二者交換速度(動能守恒、動量守恒)

　　11.子彈m水平速度vo射入靜止置于水平光滑地面的長木塊M，并嵌入其中一起運(yùn)動時的機(jī)械能損失

　　E損=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相對 {vt:共同速度，f:阻力，s相對子彈相對長木塊的位移}

　　注：

　　(1)正碰又叫對心碰撞，速度方向在它們“中心”的連線上;

　　(2)以上表達(dá)式除動能外均為矢量運(yùn)算,在一維情況下可取正方向化為代數(shù)運(yùn)算;

　　(3)系統(tǒng)動量守恒的條件:合外力為零或系統(tǒng)不受外力，則系統(tǒng)動量守恒(碰撞問題、爆炸問題、反沖問題等);

　　(4)碰撞過程(時間極短，發(fā)生碰撞的物體構(gòu)成的系統(tǒng))視為動量守恒,原子核衰變時動量守恒;

　　(5)爆炸過程視為動量守恒，這時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能，動能增加;(6)其它相關(guān)內(nèi)容：反沖運(yùn)動、火箭、航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行〔見第一冊P128〕。

　　七、功和能(功是能量轉(zhuǎn)化的量度)

　　1.功：W=Fscosα(定義式){W:功(J)，F(xiàn):恒力(N)，s:位移(m)，α:F、s間的夾角｝

　　2.重力做功：Wab=mghab {m:物體的質(zhì)量，g=9.8m/s2≈10m/s2，hab：a與b高度差(hab=ha-hb)}

　　3.電場力做功：Wab=qUab {q:電量(C)，Uab:a與b之間電勢差(V)即Uab=φa-φb｝

　　4.電功：W=UIt(普適式) {U：電壓(V)，I:電流(A)，t:通電時間(s)｝

　　5.功率：P=W/t(定義式) {P:功率[瓦(W)]，W:t時間內(nèi)所做的功(J)，t:做功所用時間(s)｝

　　6.汽車牽引力的功率：P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬時功率，P平:平均功率}

　　7.汽車以恒定功率啟動、以恒定加速度啟動、汽車最大行駛速度(vmax=P額/f)

　　8.電功率：P=UI(普適式) {U：電路電壓(V)，I：電路電流(A)｝

　　9.焦耳定律：Q=I2Rt {Q:電熱(J)，I:電流強(qiáng)度(A)，R:電阻值(Ω)，t:通電時間(s)｝

　　10.純電阻電路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt

　　11.動能：Ek=mv2/2 {Ek:動能(J)，m：物體質(zhì)量(kg)，v:物體瞬時速度(m/s)｝

　　12.重力勢能：EP=mgh {EP :重力勢能(J)，g:重力加速度，h:豎直高度(m)(從零勢能面起)｝

　　13.電勢能：EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J)，q:電量(C)，φA:A點的電勢(V)(從零勢能面起)｝

　　14.動能定理(對物體做正功,物體的動能增加)：

　　W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK

　　{W合:外力對物體做的總功，ΔEK:動能變化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)｝