高中物理公式大全

 时间:2012-12-09 20:48:53 贡献者:zyy459771394

导读:力学一、力 1,重力:G=mg,方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在物体重心。 2,静摩擦力:0≤f 静≤≤fm,与物体相对运动趋势方向相反,fm 为最大静摩擦力。 3,滑动摩擦力:f=μN,与

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力学一、力 1,重力:G=mg,方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在物体重心。

2,静摩擦力:0≤f 静≤≤fm,与物体相对运动趋势方向相反,fm 为最大静摩擦力。

3,滑动摩擦力:f=μN,与物体运动或相对运动方向相反,μ 是动摩擦因数,N 是正压力。

4,弹力:F = kx(胡克定律),x 为弹簧伸长量(m),k 为弹簧的劲度系数(N/m)。

5,力的合成与分解: ①两个力方向相同,F 合=F1+F2,方向与 F1、F2 同向 ②两个力方向相反,F 合=F1-F2,方向与 F1(F1 较大)同向 互成角度(0<θ <180º:θ 增大→F 减少 θ 减小→F 增大 )2 2 θ =90º ,F= F1  F2 ,F 的方向:tgφ=F2 。

F1F1=F2,θ =60º ,F=2F1cos30º F 与 F1,F2 的夹角均为 30º , ,即 φ=30º θ =120º ,F=F1=F2,F 与 F1,F2 的夹角均为 60º ,即 φ=60º 由以上讨论,合力既可能比任一个分力都大,也可能比任一个分力都小,它的大小依赖于两个分力之间的夹 角。

合力范围: 1-F2)≤F≤(F1+F2) (F 求F1、 2两个共点力的合力大小的公式 F (F1与F2夹角为θ ) F  :F12  F22  2 F1 F2 cos 二、直线运动 匀速直线运动:位移 s  vt 。

平均速度 匀变速直线运动: 1、位移与时间的关系,公式: s  vo t v st1 2 at 22、速度与时间的关系,公式: vt  vo  at 3、位移与速度的关系: vt  vo  2as ,适合不涉及时间时的计算公式。

2 24、平均速度 v  v t 2vo  vt s  ,即为中间时刻的速度。

2 t2 vo  vt2 ,并且 v s  v t 2 2 25、中间位移处的速度大小 v s 2匀变速直线运动的推理: 1、匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间里的位移之差是个恒量,即 △s=sn+1 —sn=aT2=恒量 2、初速度为零的匀加速直线运动(设 T 为等分时间间隔) : ①1T 末、2T 末、3T 末……瞬时速度的比值为v1:v2:v3......:vn=1:2:3......:n②1T 内、2T 内、3T 内……的位移之比为s1:s2:s3:……:sn=12:22:32……:n2③第一个 T 内、第二个 T 内、第三个 T 内……位移之比为 SI:SII:SIII:……:Sn=1:3:5……:(2n-1) ④从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比-1-

t1:t2:t3:......:tn= 1: ( 2 1) : ( 3  2 ) : ......: ( n  n 1)自由落体运动 (1)位移公式: h 1 2 gt 2(2)速度公式: vt  gt (3)位移—速度关系式: v  2 gh2竖直上抛运动 1.基本规律: vt  v0  gth  v0 t 1 2 gt 22 vt2  v0  2gh2.特点(初速不为零的匀变速直线运动) (1)只在重力作用下的直线运动。

(2) v0  0, a   g (3)上升到最高点的时间 t v0 g(4)上升的最大高度 H 2 v0 2g三、牛顿运动定律 1,牛顿第一定律(惯性定律) :物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态 为止。

2,牛顿第二定律:F 合=ma 或 a=F 合/m a 由合外力决定,与合外力方向一致。

3,牛顿第三定律 F= -F′ 负号表示方向相反,F、F′为一对作用力与反作用力,各自作用在对方。

4,共点力的平衡 F 合=0 二力平衡 5,超重:N>G 失重:N

四、曲线运动 1,平抛运动 分速度 vx  v0 , v y  gt 合速度 v 2 v0  g 2t 2 ,速度方向与水平方向的夹角: tan gt v0分位移 x  gt , y  合位移 s 1 2 gt 22 x 2  y 2  v0 t 2 1 24 g t 21 2 gt y gt 1   t an 位移方向与水平方向的夹角: t an   2 x v0t 2v0 2-2-

2,斜抛运动(初速度方向与水平方向成θ 角) 速度:位移:可得: t x v cos 代入 y 可得: y  x tan gx2 2v 2 cos2 这就是斜抛物体的轨迹方程。

可以看出: y=0 时, (1)x=0 是抛出点位置。

(2) x v 2 sin 2 g是水平方向的最大射程。

(3)飞行时间: 3,匀速圆周运动 线速度 v  角速度   周期 T s  r , ttv a ,  r r2r 2  , v 向心加速度 a v2 F   2r  , r m向心力 F  mv2 4 2  m 2 R  mv  m 2 R  m4 2 f 2 R 。

R T小球达到最高点时绳子的拉力(或轨道弹力)刚好等于零,小球重力提供全部向心力,则F m2 v临界  m g  0 ,v 临界是通过最高点的最小速度, v临界  gR 。

R②小球达到最低点时,拉力与重力的合力提供向心力,有 F  m g  mv2 v2 ,此时 F  m g  m 。

R R-3-

4,万有引力定律(G=6.67×10-11N•m2/kg2) (1)万有引力提供向心力: GMm v2 4 2 2  m  m 2 r  m 2 r  m2f  r  m a 2 r r T( GM  gR 2 ,黄金代换式)(2)忽略地球自转的影响:GM m  mg R2(3)已知表面重力加速度 g,和地球半径 R。

(GM m gR 2  mg ,则 M  )一般用于地球 G R2Mm 4 2 4 2 r 3 (4)已知环绕天体周期 T 和轨道半径 r。

( G 2  m 2 r ,则 M  ) r T GT 2(5)已知环绕天体的线速度 v 和轨道半径 r。

G (Mm v2 v2r  m ,则 M  ) r G r2Mm  2r 3  m 2 r ,则 M  ) G r2(6)已知环绕天体的角速度ω 和轨道半径 r( G2r Mm v2 v 3T (7)已知环绕天体的线速度 v 和周期 T( v  ,G 2  m ,联立得 M  ) T r 2G r(8)已知环绕天体的质量 m、周期 T、轨道半径 r。

中心天体的半径 R,求中心天体的密度ρ 解:由万有引力充当向心力GMm 4 2 m 2 r r2 T则M 4 2 r 3 ——① GT 2又 M  V   4 3 R ——② 33r 3 联立两式得:   GT 2 R 3Mm M  ma ,则 a  G 2 (卫星离地心越远,向心加速度越小) 2 r r(9) G(10) GMm v2 GM  m ,则 v  (卫星离地心越远,它运行的速度越小) 2 r r rMm  m 2 r ,则   2 r(11) GGM (卫星离地心越远,它运行的角速度越小) r3(12) GMm 4 2  m 2 r ,则 T  r2 T4 2 r 3 (卫星离地心越远,它运行的周期越大) GM(13)三种宇宙速度 第一宇宙速度: 第二宇宙速度:v1  GM v2  2GMr r 7.9km / s  11.2km / s-4-

第三宇宙速度: v3  16.7km / s 5,机械能 功 :W = Fs cos(适用于恒力的功的计算,为力与位移的夹角) 功率:P=W/t=Fvcos(为力与速度的夹角) 机车启动过程中的最大速vm P额 f度:Ek 动能:1 2 P2 1 mv   Pv 2 2m 2 单位为焦耳,符号J1 2 1 2 mv t  mv 0  Ek 2  Ek1 2 2W总 动能定理:重力势能: WG  mgh(h为物体与零势面之间的距离)弹性势能:E1 2 kx 2机械能守恒定律三种表达式: (1)物体(或系统)初态的总机械能 E1 等于末态的总机械能 E2,即 E1=E2。

(2)物体(或系统)减少的势能 E p减 等于增加的动能 Ek增 ,即 E p减 = Ek增 。

(3) 若系统内只有 A、 两个物体, A 减少的机械能 E A减 等于 B 增加的机械能 E B增 , E A减 = E B增 。

B 则 即 6,动量动量: p  mv  2mEk冲量:I=Ft动量定理: Ft  p  p动量守恒定律的几种表达式:a, p  pb, m1v1  m2v2  m1v1  m2v2' 'c, p1  p2d,p=0-5-

7,机械振动简谐振动回复力:F=-kx加速度: a  Fm  kxm简谐振动的周期: T  2m k(m为振子的质量)单摆周期: T  2l (摆角小于 50) g8,机械波 波长、频率、波速的关系vT ff 1 T热学阿伏伽德罗常数:NA=6.02×10 mol -10 -27 用油膜法测分子的大小,直径的数量级为 10 m,分子质量的数量级为 10 kg 与阿伏伽德罗常数有关的宏观量与微观量的计算: 分子的质量: m0 23 -1M A VA  NA NA VA NA分子的体积: V0 分子的大小:球形体积模型直径 d  36V0,立方体模型边长: d  3 V0物质所含的分子数: N  nNA MA V V  M NA  A NA  A NA  A NA m0 V0 m0 V0热力学第一定律 内容:外界对物体做的功 W 加上物体与外界交换的热量 Q 等于物体内能的变化量Δ E。

表达式:Δ E=W+Q 热力学第二定律 内容:热传导具有从高温向低温的方向性,没有外界的影响和帮助,不可能向相反的方向进行。

或:(1)不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化 (2)不可能从单一热源吸收热量,并把它全部用来做功,而不引起其它变化。

热机做的功 W 和它从热源吸收的热量 Q1 的比值,叫热机的效率。

W  , 总小于 1。

Q1热力学第三定律:不可能使温度达到绝对零度。

-6-

固体、气体和液体 理想气体三定律 玻马定律:m 一定,T 不变,P1V1 = P2V2。

或 PV =恒量 查理定律:m 一定,V 不变,p1 p2  T1 T2V1 V2  T1 T2或Pt=Po(1+t/273)盖·吕萨克定律:m 一定,T 不变或V  恒量 T或Vt=Vo(1+t/273)理想气体状态方程:p1V1 p2V2  T1 T2克拉伯龙方程: pV  nRT (R=8.31J/mol•K,n为气体物质的量)电磁学电场 元电荷e=1.6×10-19CQ1Q2 律:(k=9.0×109Nm2/C2) r2 F 电场强度: E  (定义式) q Q Ek 2 r 点电荷的电场强度:库仑定F k电场力:F=qE 电势: 电势差:q(ε 为电势能)U AB   A  B  WABq电场力做的功: W  qU  qEd 电容: 决定式:Q C  S C U 4kd(定义式) 电容中的电场强度:E4kQ S平行板电容器两极板间的电场强度为(由E=U/d,C=Q/U和得出) 带点粒子在电场中的运动 ①粒子穿越电场的加速度: a F qE qU   m m md②粒子穿越电场的运动时间: t L v02 1 2 1 qEL qUL2 ③粒子离开电场的侧移距离: y  at   2 2 2 mv0 2mdv2 0-7-

④粒子离开电场时的偏角θ : tan  恒定电流vy v0qUL 2 m dv0Q U   neSv t R U l   (ρ 为导体的电阻率,单位 Ω•m) 电阻: R  I S电流强度: I  (1)串联电路 ①各处的电流强度相等:I1=I2=…… =In ③电路的总电阻:R=R1+R2+……+Rn (2)并联电流 ①各支路电压相等:U=U1=U2=……=Un ③电路的总电阻: 焦耳定律 ②分压原理:U1 U 2 U     n R1 R2 Rn④电路总电压:U=U1+U2+……+Un ②分流原理:I1R1=I2R2=……=InRn ④电路中的总电流:I=I1+I2+……+In1 1 1 1      R R1 R2 RnW  Q  Pt  I 2 Rt U2 t RP  P热  I 2 R  UI U2 R无论串联电路还是并联电路,电路的总功率等于各用电器功率之和,即:P  P  P2   Pn 1 总闭合电路欧姆定律 (1)路端电压与外电阻 R 的关系: U  IR ER E (外电路为纯电阻电路)  R  r 1 r R(2)路端电压与电流的关系:U=E-Ir(普适式) 电源的总功率(电源消耗的功率)P 总=IE 电源的输出功率(外电路消耗的功率)P 输=IU 电源内部损耗的功率:P 损=I2r 由能量守恒有:IE=IU+I2r 外电路为纯电阻电路时: P输  IU  I R 2E2R E2  R  r 2 R  r 2  4r RE2 4r由上式可以看出, 当外电阻等于电源内部电阻 (R=r) 电源输出功率最大, 时, 其最大输出功率为 P max  出电源的效率:电源的输出功率与电源功率之比,即-8-

P IU U 出 100%  100%  100% P IE E对纯电阻电路,电源的效率为 I 2R R 1 100%  100%  100% 2 r I R  r  Rr 1 R由上式看出:外电阻越大,电源的效率越高。

磁场 定义式:B=F/IL,为矢量 安培力 F=BIL(磁场与电流垂直) ,F=0(磁场与电流平行) ,F=BILsinθ (磁场与电流成θ 角) 两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。

磁通量:Φ =BSsinθ (θ 为磁场与平面之间的夹角) 磁场对运动电荷的作用 洛伦兹力的大小:F=qvB 带电粒子在磁场中的匀速圆周运动基本公式 ①向心力: qvB  mv2 。

Rmv 。

qB1 qB 2 qB 2R 2m  2f   ,f   ,  。

T 2m T m v qB2②粒子圆周运动的半径 R ③周期、频率和角速度公式: T ④动能公式: Ek 1 2 p 2 BqR mv   2 2m 2m电磁感应定律 电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比: E  n t⑴导体切割磁感线产生的感应电动势 E=BLvsinθ ,应用此公式时 B、L、v 三个量必须是两两相互垂直, 于是 E=BLv。

θ 为 B 与 v 之间的夹角。

⑵导体棒以端点为轴, 在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动产生感应电动势 E  中点位置的线速度1 2 Bl  , (平均速度取 21 l 来计算) 。

2⑶矩形线圈在匀强磁场中,当在中性面时,E=0。

开始转动时,用 E=nBsω sinθ ,当处于与磁场平行的面 时,E=nBsω (最大) ,开始转动时用 E=nBsω cosθ 计算。

Blv BS  B 2l 2 v   在滑轨中,安培力大小 F  BIl  ,I  R R R R-9-

自感电动势: E  LI (L 是自感系数) t安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用于不同现象。

基本现象 运动电荷、电流产生磁场 磁场对运动电荷、电流作用 部分导体切割磁感线运动 电磁感应 闭合回路磁通量变化 楞次定律 应用的定则或定律 安培定则 左手定则 右手定则交变电流 正弦交变电流的瞬时值:e=Emsinωt=NBSωsinωt,u=Umsinωt,i=Imsinωt。

EEm 2UUm  0.707 m U 2IIm  0.707I m (均为有效值,只适用于正弦交变电流) 2周期(T)是交变电流完成一次周期性变化所需的时间,T=2π/ω。

频率(f)是交变电流 1s 内完成周期变化的次数,f=1/T=ω/2π。

电容和电感对交变电流的影响容XC 1 2fC抗:感抗: X L  2fL变压器 电压关系:U1:U2=n1:n2 电流关系:I1:I2=n2:n1 P1=P2,即 U1I1=U2I2(若有一个原线圈,多个副线圈时:P1=P2+P3+……,即 U1I1=U2I2+U3I3+…) 电磁场和电磁波 电磁波的周期: T  2 LC 电磁波的频率: T 1 2 LC- 10 -

光学光的传播 光在真空中的速率:v=3×108km/sc  f Tsin i (i 为入射角,r 为折射角) sin r c (n 为介质的折射率) n 1 1 , C  arcsin n n折射率: n 光在介质中的速率: v 临界角(折射角变成 900 时的入射角): sin C 可见光中红光的折射率最小,临界角最大,在同一种介质中光速最大,紫光刚好相反。

光的波动性1、 3 在双缝干涉实验中,若   n (n  0、2、) ,出现亮条纹( 若   2n  1)2(n  0、 2、) 1、 3 ,出现暗条纹在双缝干涉实验中,明暗条纹之间的距离Δ x 与双缝之间距离 d、双缝到屏的距离 L 以及光的波长λ 有光, 即 x L 。

d透镜成像公式1 1 1   ,U 为物距,V 为像距(虚像去负值),f 为焦距(凹透镜取负值) U V f量子论 -34 光子的能量: E  h (h=6.63×10 J•s,为普朗克常量,ν 是光子的频率)光电效应方程式:W 1 2 mv m  h  W , 极限频率  h 2原子学波尔的原子理论: h  E2  E1 氢原子能级公式: E n 1 E1 n2氢原子轨道半径公式: rn  n2 r1 (n=1、2、3……)4 1 质子的发现(1919 年,卢瑟福): 14 N  2 He17 01H 7 8 9 4 1 中子的发现(1932 年,查德威克): 4 Be 2 He12C 0 n 6 27 4 30 1 放射性同位素的发现(1934 年,居里夫妇): 13 Al 2 He15 P0 n 30 15 30 1 P14 Si0 n- 11 -

半衰期 原子剩余数量: N   N 0 ( ) ,原子剩余质量 m  m0 ( ) ,其中 n n n1 21 2t,  为半衰期1 92 1 裂变方程: 235U 0 n141Ba36 Kr 30 n 92 56聚变方程:2 13 4 1 H 1H 2 He0 n2爱因斯坦质能方程: E  mc- 12 -

 
 

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