高中物理公式大全以及高中物理定理.docx

高中物理公式大全以及高中物理定理、定律、公式表一、质点的运动(1)-直线运动1)匀变速直线运动1.平均速度V平=s/t(定义式) 2.有用推论Vt2-Vo2=2as3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at5.中间位置速度Vs/2=(Vo2+Vt2)/21/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t 以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a0;反向则aF2)2.互成角度力的合成：F=(F12+F22+2F1F2cos)1/2(余弦定理) F1F2时:F=(F12+F22)1/23.合力大小范围：|F1-F2|F|F1+F2|4.力的正交分解：Fx=Fcos，Fy=Fsin(为合力与x轴之间的夹角tg=Fy/Fx)注：(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;(3)除公式法外，也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(角)越大，合力越小;(5)同一直线上力的合成，可沿直线取正方向，用正负号表示力的方向，化简为代数运算。四、动力学(运动和力)1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,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.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma由合外力决定,与合外力方向一致3.牛顿第三运动定律:F=-F负号表示方向相反,F、F各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动4.共点力的平衡F合=0，推广 正交分解法、三力汇交原理5.超重:FNG,失重:FN6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。五、振动和波(机械振动与机械振动的传播)1.简谐振动F=-kx F:回复力，k:比例系数，x:位移，负号表示F的方向与x始终反向2.单摆周期T=2(l/g)1/2 l:摆长(m)，g:当地重力加速度值，成立条件:摆角r3.受迫振动频率特点：f=f驱动力4.发生共振条件:f驱动力=f固，A=max，共振的防止和应用5.机械波、横波、纵波注:(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小，布朗运动越明显,温度越高越剧烈;(2)温度是分子平均动能的标志;3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;(4)分子力做正功，分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;(5)气体膨胀,外界对气体做负功W0;吸收热量，Q0(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和，对于理想气体分子间作用力为零，分子势能为零;(7)r0为分子处于平衡状态时，分子间的距离;(8)其它相关内容:能的转化和定恒定律能源的开发与利用.环保物体的内能.分子的动能.分子势能。六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化)1.动量：p=mv p:动量(kg/s)，m:质量(kg)，v:速度(m/s)，方向与速度方向相同3.冲量：I=Ft I:冲量(Ns)，F:恒力(N)，t:力的作用时间(s)，方向由F决定4.动量定理：I=p或Ft=mvtmvo p:动量变化p=mvtmvo，是矢量式5.动量守恒定律：p前总=p后总或p=p也可以是m1v1+m2v2=m1v1+m2v26.弹性碰撞：p=0;Ek=0 即系统的动量和动能均守恒7.非弹性碰撞p=0;0EKEKm EK：损失的动能，EKm：损失的最大动能8.完全非弹性碰撞p=0;EK=EKm 碰后连在一起成一整体9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:v1=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2=2m1v1/(m1+m2)10.由9得的推论-等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M，并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对 vt:共同速度，f:阻力，s相对子弹相对长木块的位移注：(1)正碰又叫对心碰撞，速度方向在它们“中心”的连线上;(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;(3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力，则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等);(4)碰撞过程(时间极短，发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;(5)爆炸过程视为动量守恒，这时化学能转化为动能，动能增加;(6)其它相关内容：反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行见第一册P128。七、功和能(功是能量转化的量度)1.功：W=Fscos(定义式)W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，:F、s间的夹角2.重力做功：Wab=mghab m:物体的质量，g=9.8m/s210m/s2，hab：a与b高度差(hab=ha-hb)3.电场力做功：Wab=qUab q:电量(C)，Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=a-b4.电功：W=UIt(普适式) U：电压(V)，I:电流(A)，t:通电时间(s)5.功率：P=W/t(定义式) P:功率瓦(W)，W:t时间内所做的功(J)，t:做功所用时间(s)6.汽车牵引力的功率：P=Fv;P平=Fv平 P:瞬时功率，P平:平均功率7.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(vmax=P额/f)8.电功率：P=UI(普适式) U：电路电压(V)，I：电路电流(A)9.焦耳定律：Q=I2Rt Q:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值()，t:通电时间(s)10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt11.动能：Ek=mv2/2 Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)12.重力势能：EP=mgh EP :重力势能(J)，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起)13.电势能：EA=qA EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，A:A点的电势(V)(从零势能面起)14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)：W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=EKW合:外力对物体做的总功，EK:动能变化EK=(mvt2/2-mvo2/2)15.机械能守恒定律：E=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh216.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-EP注:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;(2)O090O 做正功;90Or0，f引f斥，F分子力表现为引力(4)r10r0，f引=f斥0，F分子力0，E分子势能05.热力学第一定律W+Q=U(做功和热传递，这两种改变物体内能的方式，在效果上是等效的)，W:外界对物体做的正功(J)，Q:物体吸收的热量(J)，U:增加的内能(J)，涉及到第一类永动机不可造出见第二册P406.热力学第二定律克氏表述：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(热传导的方向性);开氏表述：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(机械能与内能转化的方向性)涉及到第二类永动机不可造出见第二册P447.热力学第三定律：热力学零度不可达到宇宙温度下限：-273.15摄氏度(热力学零度)注:(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小，布朗运动越明显,温度越高越剧烈;(2)温度是分子平均动能的标志;3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;(4)分子力做正功，分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;(5)气体膨胀,外界对气体做负功W0;吸收热量，Q0(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和，对于理想气体分子间作用力为零，分子势能为零;(7)r0为分子处于平衡状态时，分子间的距离;(8)其它相关内容：能的转化和定恒定律见第二册P41/能源的开发与利用、环保见第二册P47/物体的内能、分子的动能、分子势能见第二册P47。九、气体的性质1.气体的状态参量：温度：宏观上，物体的冷热程度;微观上，物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志，热力学温度与摄氏温度关系：T=t+273 T:热力学温度(K)，t:摄氏温度()体积V：气体分子所能占据的空间，单位换算：1m3=103L=106mL压强p：单位面积上，大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力，标准大气压：1atm=1.013105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)2.气体分子运动的特点：分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外，相互作用力微弱;分子运动速率很大3.理想气体的状态方程：p1V1/T1=p2V2/T2 PV/T=恒量，T为热力学温度(K)注:(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;(2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位，t为摄氏温度()，而T为热力学温度(K)。十、电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.6010-19C);带电体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=9.0109N?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，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、计算式)E:电场强度(N/C)，是矢量(电场的叠加原理)，q：检验电荷的电量(C)4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 r：源电荷到该位置的距离(m)，Q：源电荷的电量5.匀强电场的场强E=UAB/d UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)6.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)7.电势与电势差：UAB=A-B，UAB=WAB/q=-EAB/q8.电场力做功：WAB=qUAB=EqdWAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)9.电势能：EA=qA EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，A:A点的电势(V)10.电势能的变化EAB=EB-EA 带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值11.电场力做功与电势能变化EAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式) C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)13.平行板电容器的电容C=S/4kd(S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，：介电常数)常见电容器14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0)：W=EK或qU=mVt2/2，Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平 垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E=U/d)抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2，a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)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,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;3)常见电场的电场线分布要求熟记;(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算：1F=106F=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.6010-19J;(8)其它相关内容：静电屏蔽/示波管、示波器及其应用等势面。十一、恒定电流1.电流强度：I=q/tI:电流强度(A)，q:在时间t内通过导体横载面的电量(C)，t:时间(s)2.欧姆定律：I=U/R I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值()3.电阻、电阻定律：R=L/S:电阻率(?m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)4.闭合电路欧姆定律：I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻()，r:电源内阻()5.电功与电功率：W=UIt，P=UIW:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)6.焦耳定律：Q=I2RtQ:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值()，t:通电时间(s)7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q，因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总=IE，P出=IU，=P出/P总I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，：电源效率9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成 (2)测量原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得Ig=E/(r+Rg+Ro)接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数注意挡位(倍率)、拨off挡。(4)注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。11.伏安法测电阻电流表内接法： 电流表外接法：电压表示数：U=UR+UA 电流表示数：I=IR+IVRx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+RxR真 Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)r真RA 或Rx(RARV)1/2 选用电路条件Rx(rarv)1= 2Rx 便于调节电压的选择条件Rprx p= style=font-family:注1)单位换算：1A=103mA=106A;1kV=103V=106mA;1M=103k=106(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大;(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r);(6)其它相关内容：电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用见第二册P127。十二、磁场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T),1T=1N/A?m2.安培力F=BIL;(注：LB) B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)3.洛仑兹力f=qVB(注VB);质谱仪f:洛仑兹力(N)，q:带电粒子电量(C)，V:带电粒子速度(m/s)4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种)：(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=m2r=mr(2/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2m/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。注：(1)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;(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握;(3)其它相关内容：地磁场/磁电式电表原理/回旋加速器/磁性材料十三、电磁感应1.感应电动势的大小计算公式1)E=n/t(普适公式)法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，/t:磁通量的变化率2)E=BLV垂(切割磁感线运动) L:有效长度(m)3)Em=nBS(交流发电机最大的感应电动势) Em:感应电动势峰值4)E=BL2/2(导体一端固定以旋转切割) :角速度(rad/s)，V:速度(m/s)2.磁通量=BS :磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定电源内部的电流方向：由负极流向正极*4.自感电动势E自=n/t=LI/tL:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),I:变化电流,?t:所用时间,I/t:自感电流变化率(变化的快慢)注：(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定，楞次定律应用要点;(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算：1H=103mH=106H。(4)其它相关内容：自感/日光灯。十四、交变电流(正弦式交变电流)1.电压瞬时值e=Emsint 电流瞬时值i=Imsint;(=2f)2.电动势峰值Em=nBS=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总3.正(余)弦式交变电流有效值：E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/24.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损=(P/U)2R;(P损:输电线上损失的功率，P:输送电能的总功率，U:输送电压，R:输电线电阻);6.公式1、2、3、4中物理量及单位：:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);S:线圈的面积(m2);U输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。注:(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:电=线，f电=f线;(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变;(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;(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定，输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大，即P出决定P入;(5)其它相关内容：正弦交流电图象/电阻、电感和电容对交变电流的作用。十五、电磁振荡和电磁波1.LC振荡电路T=2(LC)1/2;f=1/T f:频率(Hz)，T:周期(s)，L:电感量(H)，C:电容量(F)2.电磁波在真空中传播的速度c=3.00108m/s，=c/f :电磁波的波长(m)，f:电磁波频率注:(1)在LC振荡过程中,电容器电量最大时，振荡电流为零;电容器电量为零时，振荡电流最大;