高中物理公式大全以及高中物理定理、定律表

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2021年01月26日 10:05
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关于长江的诗句-

2021年1月26日发(作者:万万没想到大电影)

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

2as
3.
中 间时刻速度
Vt/2

V
平=
(Vt+Vo)/2 4.
末速度
Vt

Vo+at
5.
中间位置速度
Vs/2

[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.
位移
s

V

t

Vot+at2/ 2

Vt/2t
7.
加速度
a

(Vt-Vo)/t
{以
Vo< br>为正方向,
a

Vo
同向
(
加速
)a>0< br>;反向则
a<0


8.
实验用推论
Δs

aT2

Δs
为连续相邻相等时间
(T)
内位移之差}

9.
主要物理量及单位
:
初速度
(Vo):m/s;
加速度
(a):m/s2;
末速度
(Vt):m/s;
时间
(t)

(s);
位移
(s):
米(
m

;
路程
:

;
速度单位换算
:1m/s=3.6km/h


注:
(1)
平均速度是矢量
; (2)
物体速度大
,
加速度不一定大
; (3)a=(Vt- Vo)/t
只是量度

,
不是决定式
;
(4)
其它相关内容
:
质点
.
位移和路程
.
参考系
.
时间与时刻;速度与速率
.
瞬时速度。

2)
自由落体运动

1.
初速度
Vo

0 2.
末速度
Vt

gt 3.
下落高度
h
gt2/2
(从
Vo
位置向下计
算)
4.
推论
Vt2

2gh

:(1)
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;

(2) a

g

9.8m/s2≈10m/s2
(重力加速度在赤道附近较 小
,
在高山处比平地小,
方向竖直
向下)。


3)
竖直上抛运动

1.
位移
s

Vot-gt2/2 2.
末速度
Vt

Vo-gt

g=9.8m/s2≈10m/s2


3.
有用推论
Vt2-Vo2

-2gs 4.
上升最大高度
Hm

Vo2/2g(
抛出点算起)

5.
往返时间
t

2Vo/g
(从抛出落回原位置的时间)


:(1)
全过程处理< br>:
是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;

(2)
分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;

(3)
上升与下落过程具有对称性
,
如在同点速度等值反向等。


二、质点的运动(
2

----
曲线运动、万有引力


1)
平抛运动

1.
水平方向速度:
Vx

Vo 2.
竖直方向速度:
Vy

gt
3.
水平方向位移:
x

Vot 4.
竖直方向位移:
y

gt2/2
5.
运动 时间
t

(2y/g

1/2(
通常又表示为
(2 h/g)1/2)
6.
合速度
Vt

(Vx2+Vy2 )1/2

[Vo2+(gt)2]1/2
合速度方向与水平夹角
β:tgβ

Vy/Vx

gt/V0
7.
合位移:
s

(x2+y2)1/2,
位移方向与水平夹角
α:tgα

y/x

gt/2Vo
8.
水平方向加速度:
ax=0
;竖直方向加速度:
ay

g
注:
(1)
平抛运动是匀变速曲线运动
,
加 速度为
g,
通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖
直方向的自由落体运动的合成;< br>
(2)
运动时间由下落高度
h(y)
决定与水平抛出速度无关;


3

θ

β
的关系为
tgβ

2tgα



4

在平抛运动中时间
t
是解题关键
;(5)
做曲线运动的物体必有加速度
,
当速 度方向与所受
合力
(
加速度
)
方向不在同一直线上时
,物体做曲线运动。

2
)匀速圆周运动

1.
线速度
V

s/t

2πr/T
2.
角速度
ω

Φ/t

2π/T

2π f

3.
向心加速度
a

V2/r
=< br>ω2r

(2π/T)2r
4.
向心力
F
心=mV2/r

mω2r

mr(2π/
T)2

mωv=F


5.
周期与频率:
T

1/f 6.
角速度与线速度的关系:
V

ωr

7.< br>角速度与转速的关系
ω

2πn(
此处频率与转速意义相同
)
8.
主要物理量及单位
:
弧长
(s):(m);
角度
(Φ):
弧度
(rad);
频率
(f);

(Hz);< br>周期
(T):

(s);
转速
(n);r/s
半径
(r):

(m);
线速度
(V):m/s;
角速 度
(ω):rad/s;
向心加速度
:m/s2

注:(
1
)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始
终与速度方向垂直,指向圆心;

(2)
做匀速圆周运动的物体< br>,
其向心力等于合力
,
并且向心力只改变速度的方向
,
不改变 速度
的大小
,
因此物体的动能保持不变
,
向心力不做功
,< br>但动量不断改变
.
3)
万有引力

1 .
开普勒第三定律:
T2/R3

K(

4π2/GM)< br>{
R:
轨道半径,
T:
周期,
K:
常量
(< br>与行星质量
无关,取决于中心天体的质量
)


2.
万有引力定律:
F

Gm1m2/r2

G

6.67×
10-11N?m2/kg2
,方向在它们的连线
上)

3.
天体上的重力和重力加速度:
GMm/R2
mg

g

GM/R2

R:
天体半径(m)

M
:天
体质量(
kg
)}

4.
卫星绕行速度、角速度、周期:
V

(GM/r)1/2

ω

(GM/r3)1/2

T

2π(r3 /GM)1/2

M
:中心天体质量}


5.第一
(
二、

)
宇宙速度
V1

(g

r

)1/2

(GM/r

)1/2

7.9km/s

V2

11.2km/s
;< br>V3

16.7km/s
6.
地球同步卫星
GMm/ (r

+h)2

m4π2(r

+h)/T2

h≈36000km

h:
距地球表面的
高度,
r

:
地球的半径}


:(1)
天体运动所需的向心 力由万有引力提供
,F
向=
F
万;

(2)
应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;

(3)
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;
< br>(4)
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(一同 三反);

(5)
地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为
7.9 km/s



三、力(常见的力、力的合成与分解)


(1)
常见的力

1.
重力
G

mg
(方向竖直向下,
g

9.8m/s2≈10m/s2
,作用点在重心,适用于地球表
面附近)

2.
胡克定律
F

kx
{方向沿恢复形变方向,
k
:劲度系数
(N/m)

x
:形变量
(m)
}< br>
3.
滑动摩擦力
F

μFN

{与 物体相对运动方向相反,
μ
:摩擦因数,
FN
:正压力
(N)


4.
静摩擦力
0≤f

≤fm

(与物体相对运动趋势方向相反,
fm
为最大静摩擦力)

5.
万有引力
F

Gm1m2/r2

G

6.67×
10-11N?m2/kg2,
方向在它们的连线上)

6.
静电力
F

kQ1Q2/r2

k

9.0×
109N?m2/C2,
方向在它们的连线上)

7.
电场力
F

Eq

E
:场强
N/C

q
:电量
C
,正电荷受的电场力与场强方向相同)

8.
安培力
F

BILsinθ

(< br>θ

B

L
的夹角,当
L

B
:F

BIL

B//L

:F

0


9.
洛仑兹力
f

qVBsinθ


θ

B

V
的夹角,当
V

B
时:
f

qVB

V//B

:f

0



:(1)
劲度系数
k
由弹簧自身决定
;
(2)
摩擦因数
μ
与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决 定
;
(3)fm
略大于
μFN
,一般视为
fm≈μFN;

(4)
其它相关内容:静摩擦力(大小、方向);

(5)
物 理量符号及单位
B:
磁感强度
(T),L:
有效长度
(m),I:< br>电流强度
(A),V:
带电粒子速度
(m/s),q:
带电粒子(带电 体)电量
(C);
(6)
安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。

2
)力的合成与分解

1.
同一直线上力的合成同向
: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

:F

(F12+F22)1/2
3.
合力大小范围:
|F1-
F2|≤F≤|F1+F2|

4.
力的正交分解:
Fx

Fcosβ

Fy
Fsinβ

β
为合力与
x
轴之间的夹角
t gβ

Fy/Fx


注:
(1)

(
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

F2< br>的值一定时
,F1

F2
的夹角


)< br>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< br>,
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

a

F

/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
:FN>G,
失重
:FN加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重
}
6.
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
,< br>不适用于处理高速
问题
,
不适用于微观粒子


:
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:< br>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

2π(l/g)1/2

l:
摆长
(m)

g:
当地重力加速度值,成立条件
:
摆角
θ<100;l>>r


3.
受迫振动频率特点:
f

f
驱动力
< br>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





:(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
,

r0

F
引=
F
斥且分子势能最小;

(5)
气体膨胀
,
外界对气体做负功
W<0
;温度升高,内 能增大
ΔU>0
;吸收热量,
Q>0
(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
.

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< br>(m/s)
,方向与速度方向相同}

3.
冲量:
I

Ft

I:
冲量
(N•s)

F:
恒力
(N)

t:
力的作用时 间
(s)
,方向由
F
决定}

4.
动量定理:I

Δp

Ft

mvt

mvo
{Δp:
动量变化
Δp

mvt

mvo
,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

m 1v1´
+m2v2´

6.
弹性碰撞:
Δp

0

ΔEk

0 {
即系统的动量和动能均守恒
}
7.
非弹性碰撞
Δp

0

0<ΔEK<ΔEKm

{ΔEK
:损失的动能,
EKm
:损失的最大动能
}
8.
完全非弹性碰撞
Δp

0

ΔEK

ΔE Km
{
碰后连在一起成一整体
}
9.
物体
m1

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.

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
=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< br>=
Fscosα
(定义式){
W:

(J)

F:
恒力
(N)

s:
位移
(m)

α :F

s
间的夹角}

2.
重力做功:
Wab

mghab {m:
物体的质量,
g

9.8m/s2≈10m/s2

hab

a

b

度差
(hab

ha-hb)}
3.
电场力做功:
Wab

qUab

q:电量(
C
),
Uab:a

b
之间电势差
(V )

Uab

φa

φb


4.
电功:
W

UIt
(普适式)

{< br>U
:电压(
V
),
I:
电流
(A)

t:
通电时间
(s)


5.
功率:
P

W/t(
定义式
)
{< br>P:
功率
[

(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

{P:
瞬时功率,
P

:
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

/f)
8.
电功率:
P

UI(
普适式
)
{< br>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
(Ω)

t:
通电时间
(s)


10.
纯电阻电路中
I

U/R

P
=< br>UI

U2/R

I2R

Q

W

UIt

U2t/R

I2Rt
11.
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

qφA


EA:
带电体在
A
点的电势能
(J)

q:
电量
(C)

φA:A
点的电势
(V)(

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

W
合=
ΔEK


W

:外力对物体做的总功,
ΔEK:
动能变化
ΔEK

(mvt2/ 2-mvo2/2)


15.
机械能守恒定律:
ΔE
=< br>0

EK1+EP1

EK2+EP2
也可以是
mv 12/2+mgh1

关于长江的诗句-


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