高中学业水平考试物理公式及知识点总结.doc

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。
高中学业水平考试物理公式及知识点总结
一、直线运动：
1.匀变速直线运动：
（1）平均速度 （定义式） 平均速度的方向即为该过程位移的方向
速度的国际单位：米每秒 m/s 常用单位：千米每时 km/h 单位换算关系 1m/s=3.6km/h
（2） 加速度 加速度描述速度变化的快慢，也叫速度的变化率
｛以Vo为正方向，a与Vo同向(做加速运动)a>0；a与Vo反向（做减速运动）则a<0｝
注:主要物理量及单位:初速度():m/s； 加速度(a):m/s2； 末速度():m/s；
时间(t):秒(s)； 位移(x):米（m）； 路程(s):米（m）；
（3） 基本规律： 速度公式 位移公式
（4） 几个重要推论：
① 速度位移公式
（初速度，末速度 匀加速直线运动：a为正值，匀减速直线运动：a为负值，）
② AB段中间时刻的即时速度： ③ AB段位移中点的即时速度：④⑤⑥⑦⑧⑨
＝
④对于匀变速直线运动,无论初速度是否为零,在连续相等的时间间隔内的位移之差为一常数：
(：位移之差，a：加速度，T：相等时间的时间长度) （用来求纸带问题中的加速度，注意单位的换算）

注意 公式都是在什么条件下用比较好？（在什么条件不知或不需要知道或者也用不到时，该用哪个公式？）
公式

较合适的条件
不涉及到X
不需要求
不涉及时间t，求位移
不知道 a

（5） 自由落体：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律；g＝9.8m/s2≈10m/s2
自由落体规律： ①初速度Vo＝0 ②末速度 ③下落高度 ④推论
二、相互作用：
1.重力G＝mg（方向竖直向下，作用点在重心，重心不一定在物体上，适用于地球表面附近）
2.弹力(产生条件：接触并有弹性形变)，弹簧中的弹力遵循胡克定律：(x为形变量；k为劲度系数)
3.摩擦力的公式：
(1) 滑动摩擦力：
说明：①N为接触面间的正压力，数值等于支持力，N可以大于G；也可以等于G；也可以小于G
②m为动摩擦因数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关.
(2) 静摩擦力： 由平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关.（只要不动，推力越大，静摩擦力越大）
大小范围： O£ £ m (为最大静摩擦力，与正压力有关)
说明：a、摩擦力方向可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，还可以与运动方向成一定夹角。
b、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。
c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。
4.求 和两个共点力的合力：
(1) 力的合成和分解都遵从平行四边行定则。
(2) 两个力的合力范围： ú F1－F2 ú £ F£ F1 +F2
(3) 合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
（4）求三个力的合力方法，先求出两个力的合力范围，看第三个力在不在这个范围内，如果在，则最小值可以取到0，最大值是三个力的和
5.物体平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力为零
或

三、牛顿运动定律：
1.牛顿第一定律：物体喜欢保持原来运动状态不变，即所有物体都具有惯性，这个性质称之为惯性。
力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因
2.牛顿第二定律： 或者 （1）矢量性 （2）瞬时性 （3）独立性
（建立直角坐标系之后，x方向上的合力即为物体受到的合力）
2.牛顿第三定律：F＝-F´(负号表示方向相反,F、F´各自作用在对方，大小相等，叫做作用力与反作用力)
3.超重现象： 失重现象： （无论失重、超重，物体重力都保持不变）
电梯加速上升或减速下降，物体超重 电梯减速上升或加速下降，物体失重
4.国际单位制中的力学基本单位：时间（t）s，长度（L）m，质量（m）kg

四、机械能及其守恒定律：
1.功 ： (适用于恒力的功的计算)｛W:功(J)，F:恒力(N)，:位移(m)，:F、间的夹角｝
(1) 理解正功、负功的含义
(2) 功是能量转化的量度： ① 合外力的功-----量度-----动能的变化
② 重力的功 ------量度------重力势能的变化
③ 电场力的功-----量度------电势能的变化
④除重力外，其他力的总功-----量度------机械能的变化
2.功率：平均功率
(在t时间内力对物体做功的平均功率)
(为平均速度)
瞬时功率： （为瞬时速度）
注：汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动：汽车最大行驶速度(，f指阻力)
3.动能和势能： 动能： ｛ Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)｝
重力势能： (与零势能面的选择有关，h:竖直高度(m)(从零势能面起))
重力做功：Wab＝mghab  只看初末位置高度差{m:物体的质量，g＝9.8m/s2≈10m/s2，hab：a与b高度差(hab＝ha-hb)}
4.动能定理：外力对物体做功的代数和等于物体动能的变化量。
☆ ｛W合:外力对物体做的总功，也是各力做功的代数和即
5.机械能守恒定律：机械能 = 动能 + 重力势能 + 弹性势能
条件：系统只有内部的重力或弹力做功（并不是说不受其他力）。只是动能和重力势能、弹性势能之间的转化｝
公式： 或者 减 = 增
五、曲线运动
1.平抛运动：水平方向为匀速直线运动：
竖直方向为自由落体运动：
运动时间： （取决于下落高度y，与初速度v0无关）
水平射程： （取决于初速度Vo和下落高度y）
秒末速度(合速度) ：
秒末位移（总位移）：

合速度方向与水平夹角β：tanβ＝
合位移方向与水平夹角α：
注意：平抛运动是匀变速曲线运动，加速度始终不变，为g
2.匀速圆周运动：线速度：
角速度： ＝2πf＝2πn 单位：rad/s
向心加速度：
向心力：

注意：①匀速圆周运动：匀速圆周运动是非匀变速曲线运动。

②同轴转动，各点角速度相等；不打滑传动的皮带轮，轮边缘上各点的线速度大小相等。
六、万有引力与航天：
1.开普勒第三定律：r 3/T2＝K ｛r:轨道半径，T:周期，K:常量(与行星质量无关，取决于中心天体的质量)｝
2.万有引力定律： （G＝6.67×10-11N•m2/kg2，万有引力方向在它们的连线上）

3.地球上的重力和重力加速度：；｛R地:地球半径(m)，M：地球质量（kg）｝
4.卫星绕行速度、角速度、周期：
①加速度与轨道半径的关系：由得
②线速度与轨道半径的关系：由得
③角速度与轨道半径的关系：由得
④周期与轨道半径的关系：由得 ｛M：中心天体质量｝

若星体在中心天体表面附近做圆周运动，上述公式中的轨道半径r为中心天体的半径R。

5.天体质量M的估算：
6.第一(二、三)宇宙速度：；V2＝11.2km/s；V3＝16.7km/s
7.地球同步卫星：只能运行于赤道上空，运行周期和地球自转周期相同T=24h。
8.变轨问题：卫星轨道半径变小时，势能变小、动能变大、速度变大、周期变小（类似于从远日点到近日点）

七、电场·电流：
1.电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19C)；带电体所带电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k＝9.0×109N•m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，是作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝
3.电场强度：E＝F/q（定义式）｛E:电场强度(N/C)，是矢量，由本身决定；q：试探电荷的电量(C)｝
4.电场力：F＝qE｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝
5.电容：C＝Q/U(定义式)｛C:电容(F)，由本身决定；Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝
6.电容单位换算：1F（法拉）＝106μF（微法）＝1012PF（皮法）
7.电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大。
8.电子伏(eV)是能量的单位，1eV＝1.60×10-19J。
9.电流：I＝Q/t｛I:电流(A)，q:在时间t内通过导体横截面的电量(C)，t:(s)｝
10.欧姆定律：I＝U/R｛I:导体电流(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体电阻(Ω)｝
11.电流单位换算：1A（安培）＝103mA（毫安）＝106μA（微安）
12.电功率：P电＝UI 热功率：P热＝I2R｛U:电压(V)，I:电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)｝
13.焦耳定律：Q＝I2Rt｛Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝

八、磁场：（磁场对通电导线有安培力的作用；磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用）
1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量，单位：特斯拉（T），1T＝1N/A•m
2.安培力：F＝BIL(注：I⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培力(N),I:电流(A),L:导线长度(m)}
3.洛仑兹力：F＝qVB(注V⊥B)｛f:洛仑兹力(N)，q:带电粒子电量(C)，V:带电粒子速度(m/s)｝
4.安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定，只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负
左手定则判断安培力和洛伦兹力 右手定则判断感应电流方向（左力右电）

九、电磁感应：(物理1-1)
1.法拉第电磁感应定律：｛E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝
2.理想变压器原、副线圈中电压、功率关系：U1/U2＝n1/n2 P入＝P出 （只变交流，不变直流）
3.有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值

十、电磁波及其应用：(物理1-1)（电磁波谱：由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线组成）
1.麦克斯韦电磁场理论：变化的电(磁)场产生磁(电)场
2.电磁波在真空中传播的速度：c＝3×108m/s，λ＝c/f｛λ:电磁波的波长(m)，f:电磁波频率｝

十一、物理学史：
1.伽利略最早研究自由落体运动，并获得极大成就。
2.托勒密提出了地心说，哥白尼提出了日心说，开普勒提出了行星运动定律。
3.牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许最早测定了万有引力常量G。
4.富兰克林进行了著名的风筝实验，发现天电和摩擦产生的电是一样的。
5.伏打于1800年发明了能够提供持续电流的“电堆”——最早的直流电源。
6.以美国发明家爱迪生和英国化学家斯旺为代表的一批发明家，发明和改进了电灯。
7.1820年，丹麦物理学家奥斯特用实验最早发现了电流的磁效应。
8.英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象。
9.英国物理学家麦克斯韦建立了完整的电磁场理论并预言电磁波的存在，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。
10.我国的沈括最早发现了地磁偏角。地理的南北极是地磁的北南极。

十二、物理主要基本概念、规律：
1.参考系：为研究物体运动假定不动的物体；又名参照物；参照物不一定静止,只是假定静止不动。
2.质点：只考虑物体的质量、不考虑其大小、形状的物体；是理想化模型。研究运动轨迹时物体可以看做质点
3.位移：从起点到终点的有向线段，是矢量（有方向的量，还有速度v,加速度a，力F）； 、
路程：物体实际运动轨迹的长度，是标量（没有方向的量，还有速率，质量m，时间t，功W）。
4.位移—时间（x-t）图象：匀速直线运动的位移图像是一条倾斜直线；夹角的正切值表示速度。
5.速度是表示质点运动快慢的物理量；平均速度（与位移、时间间隔相对应）；瞬时速度（与位置、时刻相对应）；瞬时速率（简称速率）即瞬时速度的大小，是标量。
6.速度—时间图象（v-t）：匀速直线运动的速度图像是一条与横轴平行的直线；
匀变速（包括匀加速和匀减速）直线运动的速度图像是一条倾斜直线；
夹角的正切值表示加速度；（也就是说斜率。直线的倾斜程度，越陡斜率越大）
速度图象与时间轴所围的面积表示物体运动的位移。
7.加速度：是描述物体速度变化快慢的物理量。加速度大，说明速度变化快
加速度的大小与物体速度大小、速度改变量的大小无关；
匀变速运动的加速度不随时间改变，是恒量。（比如平抛这个典型的匀变速曲线运动，加速度始终是g）
8.在空气中，影响物体下落快慢的因素是下落过程中空气阻力的影响，与物体重量无关。
（如果忽略空气阻力，则是自由落体运动，落地时间取决于初始高度）
9.实验：打点计时器（计时仪器）的应用
（1）电磁打点计时器用6V以下的交流电源，频率为50Hz，周期为0.02s。
（2）电火花打点计时器用220V的交流电源，频率也为50Hz，周期为0.02s。
10.力是物体间的相互作用；力不能离开施力物体和受力物体而独立存在。力改变物体的运动状态
11.力按照性质可分为：重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力。
12.自然界中存在四种基本相互作用：万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
13.重心是物体各部分受到重力的等效作用点，它跟物体的几何外形、质量分布有关。不一定在物体上
14.产生弹力的条件：两物体接触、且有形变；产生弹力的原因：施力物体发生形变产生弹力。
15.产生摩擦力的条件：物体接触、表面粗糙、有挤压、有相对运动或相对运动趋势；
弹力与摩擦力的关系：有弹力不一定有摩擦力；但有摩擦力，二物间就一定有弹力。
16.摩擦力可以是动力，也可以是阻力。
运动的物体可以受静摩擦力，静止的物体也可以受滑动摩擦力。
摩擦力的方向：和物体相对运动（或相对运动趋势）方向相反。
17.合力与分力的作用效果相同；合力与分力之间遵守平行四边形定则。
18.物体处于平衡状态（静止、匀速直线运动状态）的条件：物体所受合外力等于零（即F合＝0）。
19.牛顿第一定律（惯性定律）的理解：物体的运动并不需要力来维持；力是改变物体运动状态的原因（物体的速度不变，其运动状态就不变）；力是产生加速度的原因。
20.一切物体都有惯性；惯性的大小只由物体的质量决定。
21.牛顿第二定律的应用：根据物体受力情况找出加速度a，再根据运动学公式判断物体运动情况
22.牛顿第三定律：物体间的作用力和反作用总是等大、反向、作用在同一条直线上的。（但不在同一个物体上）
23.单位制是由基本单位和导出单位组成的一系列完整的单位体制。
国际单位制中共7个基本物理量和对应基本单位，它们是：
（长度:米m，质量:千克kg，时间:秒s，电流:安培A，物质的量:mol，热力学温度:K，发光强度:坎德拉cd）
24.功：力和物体沿力的方向的位移的乘积。功率：表示物体做功快慢的物理量。功、功率是标量。
25.重力做的功只与物体初、末位置的高度有关，与物体运动的路径无关。
26.实验：验证机械能守恒定律：实验原理：∣△Ek∣=∣△Ep∣ 实验不需要天平也不需要秒表
27.质点作曲线运动的条件：质点所受合外力的方向与其运动方向不在同一条直线上；
且轨迹向其受力方向偏折。曲线运动中速度的方向在时刻改变，速度方向是曲线在这一点的切线方向。
28.物体实际所做的运动是合运动；合运动与分运动具有等时性。
29.平抛运动：被水平抛出的物体只在重力作用下（不考虑空气阻力）所作的运动叫平抛运动。
30.匀速圆周运动线速度、向心力、向心加速度的方向时刻变化，但大小不变；速率、角速度、周期、频率不变。
31.开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
32.地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。
33.自然界中只存在两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。用摩擦和感应的方法都可以使物体带电。
34.电场强度既有大小，又有方向，是矢量。方向规定：跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
35.电流的概念：大量电荷的定向移动形成电流。电流产生条件：导体两端存在电压。
36.电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，与自由电子定向移动方向相反。
37.磁体和电流的周围都存在着磁场，磁场具有方向性,规定为小磁针静止时北极所指的方向。
38.磁感线的疏密程度反映磁场的强弱；磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
39.不论是直线电流的磁场还是环形电流的磁场，都可以用安培定则（右手螺旋定则）来判断方向。
40.产生感应电流的条件：闭合电路的磁通量发生变化。
41.避雷针利用尖端放电原理来避雷。电热毯等利用电流的热效应来工作。电磁炉和金属探测器是利用涡流工作的。天线是发射和接收无线电波的必要设备。微波炉利用电磁波的能量来加热食物。
42.马拉车与车拉马的力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，不能相互抵消。
43.自由落体运动是只受重力，自由释放做的运动，是典型的匀变速直线运动
44.加速度大小 与速度大小没有关系
45.匀速圆周运动各物理量，大小都不变，有方向的方向都改变，除了角速度
46.平抛运动的落地时间由高度决定，高度相同，不管初速度多大，落地时间相同
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