(推荐)高中物理基本概念、定理、定律、公式大全
别妄想泡我
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2021年01月26日 10:06
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哪吒之魔童降世观后感-
高中物理基本概念、定理、定律、公式
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
2
2
V
t
-V
o
=2as
3.
中间时刻速度
V
t/2
=V
平
=(V
t
+V
o
)/2
4.
末速度
V
t
=V
o
+at
5.
中间位置速度
V
s/2
=[(V
o
+V
t)/2]
6.
位移
S=
V
平
t=V
o
t
2
+ at
/2=V
t/2
t
7.
加速度
a=(V
t
-V
o
)/t
以
V
o
为正方向，
a
与
V
o< br>同向
(
加速
)a>0
；反向则
a<0
8.
实验用推论Δ
S=aT
Δ
S
为相邻连续相等时间
(T)
内位移之差
9.
主要物理量及单位
:
初速
(V
o
):m/s
加速度
(a):m/s
末速度
(V
t
):m/s
时间
(t):
秒
(s)
位移
(S):
米（
m
）
路程
:
米
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=( V
t
-V
o
)/t
只是量度式，
不是决定式。
(4 )
其它相关内容：质点
/
位移和路程
/s--t
图
/v-- t
图
/
速度与速率
/
2)
自由落体
1.
初速度
V
o
=0
2.
末速度
V
t
=gt
3.
下落高度
h=gt
/2
（从
V
o
位置 向下计算）
4.
推论
V
t
=2gh
注
:(1)
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速度直线运动规律 。
(2)a=g=9.8
≈
10m/s
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
1.
位移
S=V
o
t- gt
/2
2.
末速度
V
t
= V
o
-
2
gt
（
g=9.8
≈
10m/s
）
3.
有用推论
V
t
-V
o
=-2gS
4.
上升最大高度
H
m
=V
o
/2g (
抛出点
算起）
5.
往返时间
t=2V
o
/g
（从抛出落回原位置的时间）
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1/2
注
:(1)
全过程处理
:
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
V
x
= V
o
2.
竖直方向速度
V
y
=gt
3.
水平方向位移
S
x
= V
o
t
4.
竖直方向位移
(S
y
)=gt
/2
5.运动时间
t=(2S
y
/g
）
2
2
1/21/2
2
(
通常又表示为
(2h/g)
)
2
2
1/2
1/2
6.
合速度
V
t=(V
x
+V
y
)
=[V
o
+(gt)
]
合速度方向与水平夹角β
: tg
β
=V
y
/V
x
=gt/Vo
7.
合位移
S=(S
x
+ S
y
)
,
位移方向与水平夹角α
: tg
α
=S
y
/S
x
＝
gt/2V
o
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动
与竖直方向的自由落体运 动的合成。
(2)
运动时间由下落高度
h(S
y
)
决定与水 平抛出速
度无关。
（
3
）θ与β的关系为
tg
β＝
2tg
α
。
（
4
）
在平抛运动中时间
t
是解题关键。
(5)
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=2
π
R/T
2.
角速度ω
=
Φ
/t=2
π
/T=2
π
f
3.
向心加速度
a=V
/R=
ω
R=(2
π
/T)
R
4.
向心力
F
心
=mV
/R=m
ω
R=m(2
π/T)
R
5.
周期与频率
T=1/f
6.
角速度与线速
度的关系
V=
ω
R
7.
角速度与转速的关系ω
=2
π
n
(
此处频率与转速意义相同
)
8.
主要物理量及单位：
弧长
(S):
米
(m)
角度
(
Φ
)
：弧度（
rad
）
频率（
f
）：赫
（
Hz
）
周期
（
T
）
：
秒
（
s
）
转速
（
n
）
：
r/s
半径
(R):
米
（
m
）
线速度
（
V
）
：
m/s
角速度（ω）：
rad/s
向心加速度：
m/s
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1/2
注：（
1
）向心力可以由具体某个力提供，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。（
2
）做匀速度圆周运动的物体，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，但动量不断改变。
3)
万有引力
1.
开普勒第三定律
T
/R
=K(=4
π
/GM)
R:
轨道半径
T
:
周期
K:
常量
(
与行星质量无关
)
2.
万有引力定律
F=Gm
1
m
2
/r
2
2
3
2
G=6.67
×
10
N
·
m
/kg
方向在它们的连线上
2
-11
2
2
3.
天体上的重力和重力加速度
GMm/R
=mg
g=GM/R
R:
天体半径
(m)
4.
卫星绕行速度、角速度、周期
V=(GM/R)
ω
=(GM/R
)
5.
第一
(
二、三< br>)
宇宙速度
V
1
=(g
地
r
1/2
地
)
=7.9Km/s
V
2
=11.2Km/s
V
3
=16.7Km/s
6.
地球同步卫星
GMm/( R+h)
=m4
π
(R+h)/T
h
≈
36000 km
h:
距地球表面的高度
注
:(1)
天体运动所需的向心力由万有引力提供
,F
心
=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。
(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。
(5)
地球卫星的最
大环绕速度和最小发射速度均为
7.9Km/S
。
三、力（常见的力、力矩、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/s
≈
10 m/s
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)
3.
滑动摩擦力
f=
μ
N
与物体相对运动方向相反
μ：摩擦因数
N
：正压力
(N)
4.
静摩擦 力
0
≤
f
静
≤
f
m
与物体相对运动趋势方向相反
f
m
为最大静摩擦力
5.
万有引力
F=Gm1
m
2
/r
2
2
2
2
2
2
2
1/2
3
1/2
2
T=2
π
(R
/GM)
3
1/2
G=6.67
×
10
N
·
m
/kg9
2
-11
2
2
方向在它们的连线上
6.
静电力
F=KQ
1
Q
2
/r
K=9.0
×
10
N
·
m
/C
2
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=BILsin
θ
θ为
B
与
L
的夹角
当
L
⊥
B
时
:
F=BIL
，
B//L
时
:
F=0
9.
洛仑兹力
f=qVBsin
θ
θ为
B
与
V
的夹角
当
V
⊥
B
时：
f=qVB
，
V//B
时
: f=0
注:(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)f
m
略 大于μ
N
一般视为
f
m
≈μ
N
(4)
物理量
符号及单位
B
：磁感强度
(T)
，
L
：有效长度
(m)
，
I:
电流强度
(A)
，< br>V
：带电粒子
速度
(m/S), q:
带电粒子（带电体）电量
(C)
，
(5)
安培力与洛仑兹力方向均用左手定则
判定。
2
）力矩
1.
力矩
M=FL
L
为对应的力的力臂，指力的作用线到转动轴（点）的垂直距离
2.
转动平衡条件
M
顺时针
=
M
逆时针
M
的单位为
N
·
m
此处
N
·
m
≠
J
3
）力的合成与分解
1.
同一直线上力的合成
同向
: F=F
1
+F
2
反向：
F=F
1
-F
2
(F
1
>F
2
)
2.
互成角度力的合成
F=(F
1
+F
2
+2F
1
F
2
cos
α
)
2
2
1/2
F
1
⊥
F
2
时
: F=(F
1
+F
2
)
2
2
1/2
3.
合力大小范围
|F
1
-F< br>2
|
≤
F
≤
|F
1
+F
2
|
4.
力的正交分解
F
x
=Fcos
β
F
y
=Fsin
β
β 为合力与
x
轴之间的夹角
tg
β
=F
y
/F
x
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< br>,
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)F
1< br>与
F
2
的值一定时
,F
1
与
F
2< br>的夹角
(
α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，化成代数运算。
四、动力学（运动和力）
1.
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.
第二运动定律：
F
合
=ma
或
a=F
合
/m
a
由合外力决定
,
与合外力方向
一致。
3.
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，实际应用：反冲运动
4.
共点力的平衡
F
合
=0
二力平衡
5.
超重：
N>G
失
重：
N
注
:平衡状态是指物体处于静上或匀速度直线状态
,
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
与
X
始终
反向。
2.
单摆周期
T=2
π
(L/g)
L:
摆长
(m)
g:
当地重力加速度值
成立条件
:
摆
0
角θ
<5
3.
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
共振的防止和
应用
A140
5.
波速公式
V=S/t=
λ
f=
λ
/T
波传播过程中，一个周期向前传播一个波长。
6.
声波的波速
(
在空气中）
0
℃：
332m/s
20
℃
:344m/s
30
℃
:349m/s
(
声波
是纵波
)
7.
波发生明显衍射条件：
障碍物或孔的尺寸比波长小，或者相差不大。
8.
波的干涉条件：
两列波频率相同
*(
相差恒定、
振幅相近、
振动
方向相同）
注：
（
1
）物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关。
（
2
）加强区是波 峰与波峰或波谷与波
谷相遇处，减弱区则是波峰与波谷相遇处。（
3
）波只是传播了振 动，介质本身不随波
发生迁移
,
是传递能量的一种方式。（
4
）干涉 与衍射是波特有。
(5)
振动图象与波动图
象。
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
(N
·
S)
F:
恒力
(N)
t:
力的作用时间
(S)
方
向由
F
决定
1/2
4.
动量定理
I =
Δ
P
或
Ft= mVt - mVo
Δ
P:
动量变化Δ
P=mVt - mVo
是
矢量式
5.
动量守恒定律
P
前总
=P
后总
P=P
′
m
1
V
1
+m
2
V
2
=
m
1
V
1
′
+ m
2
V
2
′
6.
弹性碰撞Δ
P=0
；Δ
EK=0
（即系统的动量和动能均守恒）
7.
非弹性碰撞Δ< br>P=0
；
0<
Δ
E
K
<
Δ
E
Km
Δ
E
K
：损失的动能
E
Km
：损失的最大动能
8.
完全非弹性碰撞 Δ
P=0
；Δ
E
K
=
Δ
E
Km
(
碰后连在一起成一整体
)
9.
物体
m
1
以
V
1
初速度与静止的物体
m
2
发生弹性正碰
(
见教材
C158):
V
1
′
=(m
1
-m
2
)V
1
/(m
1
+m
2
)
V
2
′
=2m
1
V
1
/(m
1
+m
2
)
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
V
o
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
2
2
械能损失
E
损
E
损
=mV
o
/2- (M+m)Vt
/2=fL
相对
V
t
:
共同速度
f:
阻力
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
,< br>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
为零或内力远远大于外力
,
系统在某方向受的合外力为零，
则在该方向系 统动量守恒
(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。
七、功和能（功是能量转化的量度）
1.
功
W=FScos
α
（定义式）
W:
功
(J)
F:
恒力
(N)
S:
位移
(m)
α
:F
、
S
间的
夹角
2.
重力做功
W
ab
=mgh
ab
m:
物体的质量
g=9.8
≈
10
h
ab
：
a
与
b
高度差
(h
a b
=h
a
-h
b
)
3.
电场力做功
W
ab
=qU
ab
q:
电量（
C
）
U
ab
:a
与
b
之间电势差
(V)
即
U
ab
=U
a-
U
b
4.
电功
w=UIt
（普适式）
U
：
电压
（
V
）
I:
电流
(A)
t:
通电时间
(S)
6.
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)
8.
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
9.
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
(V
max
=P
额
/f)
10.
电功率
P=UI
(
普适式
)
U
：电路电压
(V)
I
：
电路电流
(A)
11.
焦耳定律
Q=I
Rt
Q:
电热
(J)
I:
电流强度
(A)
R:
电阻值
(
Ω
)
t:
通电
时间
(
秒
)
12.
纯电阻电路中
I=U/R
P=UI=U
/R=I
R
Q=W=UIt=U
t/R=I
Rt
2
2
2
2
2
13.
动能
E
k
=mv
/2
E
k
:
动能
(J)
m
：
物体质量
(Kg)
v:
物体瞬时速
度
(m/s)
14.
重力势能
E
P
=mgh
E
P
:
重力势能
(J)
g:
重力加速度
h:
竖直高度
(m)
(
从零势
能点起
)
2
15.
电势能ε
A
=qU
A
ε
A
:
带电体在
A
点的电势能
(J)
q:
电量
(C)
U
A
:A
点的电
势
(V)
16.
动能定 理
(
对物体做正功
,
物体的动能增加
)
W
合
= mV
t
/2 - mVo
/2
W
合
=
Δ
E
K
W
合
:
外力对物体做的总功
Δ
E
K
:
动能变化Δ
E
K
=( mV
t
/2-
2
mVo
/2)
17.
机械能守恒定律Δ
E=0
EK1+EP1=EK2+EP2
mV
1
/2+mgh
1
=mV
2
/2+ mgh
2
18.
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
)W
G
= -
Δ
E
P
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
）
O
≤α
<90
做正功；
90
<
O
o
α≤
180
做负功；< br>α
=90
不做功
(
力方向与位移
（速度）
方向垂直时 该力不做功
)
。
（
3
）
重力（弹力、电场力、分 子力）做正功，则重力（弹性、电、分子）势能减少。（
4
）重
力做功和电场力做功均 与路径无关（见
2
、
3
两式）。（
5
）机械能守恒成立条件 ：除重
力（弹力）外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化
(6)
能的其它单位 换
6
-19
2
算
:1KWh(
度
)=3.6
×
10
J
1eV=1.60
×
10J
。
*
（
7
）弹簧弹性势能
E=KX
/2
。
八、分子动理论、能量守恒定律
1.
阿伏 加德罗常数
N
A
=6.02
×
10
/mol
2.
分子直径数量级
10
米
3.
油膜法测分子直径
d=V/s
V:
单分子油膜的体积
(m
)
S:
油膜
2
表面积
(m
)
4.
分子间的引力和斥力
(1)
r
力
(2)
r=r
0
分子势能
=E
min
(
最小值
)
(3)
r>r
0
3
23
-10
0
O
O
2
2
2
2
2
f
引
F
分子力表现为斥
f
引
=f
斥
F
分子力
=0
E
f
引
>f
斥
F
分子力表现为引力
(4)
r>10r
0
f
引
=f
斥≈
0
F
分子力≈
0
E
分子
势能≈
0
5.
热力学第一定律
W+Q=
Δ
E
(
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)
Δ
E:
增加的内能
(J)
注
:(1)
布 朗粒子不是分子
,
布朗粒子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
r
0
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
W<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)
能的转化 和定恒定律，能
源的开发与利用见教材
A195
。
(8)r
0
为分子处于平衡状态时，分子间的距离。
九、气体的性质
1.
标准大气压
1atm=1.013
×
10
Pa=76cmHg
( 1Pa=1N/m
)
2.
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
(
℃
)
3.
玻意耳定律< br>(
等温变化）
P
1
V
1
=P
2
V< br>2
PV=
恒量
P:
气体压强
V:
气体体积
4.
查理定律（等容变化）
P
t
=P
o
(1+t/ 273)
P
o
:
该气体
0
℃时的压
强
P
1
/T
1
=P
2
/T
2
5.
盖
?
吕萨克定律
(
等压变化）
V
t
=V< br>o
(1+t/273)
V
O
:
该气体
0
℃时的体积
V
1
/V
2
=T
1
/T
2
6.
理想气体的状态方程
P
1
V
1
/T
1=P
2
V
2
/T
2
PV/T=
恒量
T
为热力学温度
(K)
7.
＊克拉珀龙方程
PV=MRT/
μ
R=8.31J/mol
·
K
M:
气体的质量
μ：气体摩尔质
量
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
、
4
、
5
、
6
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)
。
(3)P-- V
图、
P--T
图、
V--T
图要求熟练掌握。
十、电场
1.
两种电荷、电荷守恒定律、元电荷
(e= 1.60
×
10
C
）
2 .
库仑定律
F=KQ
1
Q
2
/r
（在真空中）*F=KQ
1
Q
2
/
ε
r
(
在介质中 ）
F:
点电荷间的作用力
(N)
K:静电力常量
K=9.0
×
10
N
·
m
/C
Q
1
、
Q
2
:
两点荷的电量
(C)
ε：介电常数
r:
两点荷间的距离
(m)
方向在它们的连线上，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) q
：检验电荷的电量
(C)
是矢
量
4.
真空点电荷形成的电场
E=KQ/r
r
：点电荷到该位置的距离
（
m
）
Q
：
点电荷的电亘
5.
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)
6.
电势与电势差
U
A
=
ε
A
/q
U
AB
=U
A
- U
B
U
AB
=W
AB
/q=-
Δε
AB
/q
7.
电场力做功
W
AB
= qU
AB
W
AB
:
带电体由
A
到
B
时电 场力所做的功
(J)
q:
带电量
(C)
2
9
2
2
2
2
-19
5
2