高中物理公式总结全.docx

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高中物理公式总结全
一、质点的运动
直线运动

=S/t(定义式)
–Vo2=2as
=V平=(Vt+Vo)/2
=Vo+at
=[(Vo2+Vt2)/2]1/2
=V平t=Vot+at2/2
=(Vt-Vo)/t以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向(减速)则a<0
=aT2ΔS为相邻连续相等时间T内位移之差
:初速(Vo)m/s加速度(a)m/s2末速度(Vt)m/s时间(t)秒(s)
位移(S)米(m)路程米(m)速度单位换算:1m/s=
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/

=0
=gt
=gt2/2(从Vo位置向下计算)
=2ght=(2h/g)1/2
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=m/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。

=Vot-gt2/=Vo-gt(g=≈10m/s2)
–Vo2=-2gS
=Vo2/2g(抛出点算起)
=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间)
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。
曲线运动

==gt
==gt2/2
=(2Sy/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)
=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2合速度方向与水平夹角β:tanβ=Vy/Vx=gt/Vo
=(Sx2+Sy2)1/2,位移方向与水平夹角α:tanα=Sy/Sx=gt/2Vo
: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(Sy)决定与水平抛出速度无关。(3)α与β的关系为tgβ=2tgα?。(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。

=s/t=2πR/=Φ/t=2π/T=2πf
=V2/R=ω2R=(2π/T)2R=(2πf)2R=Vω
=mv2/R=mω2R=m(2π/T)2R=m(2πf)2R=mVω
=1/f=2πR/V=2π/ω
=ωR
=2πn(此处频率与转速意义相同n,r/s)
: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,r/min半径(R):米(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。

=K(=4π2/GM)R:轨道半径T:周期K:常量(与行星质量无关)
=GMm/r2G=×10-11N·m2/kg2方向在它们的连线上
=mgg=GM/R2R:天体半径(m)
、角速度、周期V=(GM/r)1/2ω=(GM/r3)1/2T=2π(r3/GM)1/2
、二、三宇宙速度V1=(g地r地)1/2===
/(R+h)2=m4π2(R+h)/T2R≈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。(4)卫星轨道半径变小时(势能变小)、周期变小、
速度变大(动能变大)、角速度变大、转速变大(一同三反)。(5)。
二、力(常见的力、力的合成与分解)
常见的力
=mg(方向竖直向下,g=≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)
=kΔx{方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),Δx:形变量(m)}
=μFN{与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)}
≤f静≤fm(与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力)
=GMm/r2(G=×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)
=kQ1Q2/r2(k=×109N?m2/C2,方向在它们的连线上)
=Eq=Uq/d(E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同)
=BIlsinθ=B2l2v/R(θ为B与l的夹角,当l⊥B时:F=BIl,B仑兹力f=qvBsinθ(θ为B与v的夹角,当v⊥B时:f=qvB,v一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1>F2)
:F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2
:|F1-F|≤F≤|F1+F2|
:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=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(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,化简为代数运算。
三、动力学(运动和力)
(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
:F合=ma或a=F合/m,a由合外力决定,与合外力方向一致
: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}
=0,推广{正交分解法、三力汇交原理}
:F>G,失重:F<G{加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}
: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。
四、振动和波(机械振动与机械振动的传播)
=-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}
=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〈5度}
:f=f驱动力
:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用
、横波、纵波
=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}
(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)
8.
波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大
:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)
:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小
注:(1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身;(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的;(5)振动图象与波动图象;(6)其它相关内容:超声波及其应用/振动中的能量转化
五、冲量与动量(物体的受力与动量的变化)
: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}
: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}
:I=Δp或Ft=mvt–mvo{Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
:p初=p末或p=p′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
:Δp=0;ΔEk=0{即系统的动量和动能均守恒}
:Δp=0;ΔEk≤ΔEKm{ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}
:Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后连在一起成一整体}
(动能守恒、动量守恒)
,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。
六、功和能(功是能量转化的量度)
功W
:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离.
功的大小:W=Fscosα(定义式)功是标量
{W:功焦耳(J),F:力牛(N),s:位移米(m),α:F、s间的夹角}1J=1Nm
当0≤α〈90F做正功F是动力;
当α=90(cosα=0)F不作功;
当90<α<180F做负功F是阻力
:W总=W1+W2+W3……WnW总=F合scosa
重力做功:WG=mgh{m:物体的质量,g=≈10m/s2,h:高度差(h=h0-ht)}
电场力做功:Wab=qUab{q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=Ua-Ub}
电功:W=UIt(普适式){U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}
功率P
:=W/t(定义式)此公式求的是平均功率
功率是标量{P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}
1w=1J/s1000w=1kw
:P=Fvcosa当F与v方向相同时,P=Fv.(此时cos0=1)
此公式即可求平均功率,也可求瞬时功率
平均功率:当v为平均速度;瞬时功率:当v为t时刻的瞬时速度
额定功率:指机器正常工作时最大输出功率;实际功率:指机器在实际工作中的输出功率;正常工作时:实际功率≤额定功率P=FvF=ma+f(由牛顿第二定律得)
汽车启动有两种模式:汽车以恒定功率启动(a在减小,一直到0)
P恒定v在增加F在减小F=ma+f当F减小=f时,v此时有最大值
(a开始恒定,在逐渐减小到0)
a恒定F不变(F=ma+f),V在增加,P实逐渐增加到最大,此时的P为额定功率即P一定
P恒定v在增加F在减小,F=ma+f,当F减小=f时,v此时有最大值vmax=P额/f
:P=UI(普适式){U:电路电压(V),I:电路电流(A)}
功和能
功和能的关系:做功的过程就是能量转化的过程功是能量转化的量度
功和能的区别:能是物体运动状态决定的物理量,即过程量,功是物体状态变化过程有关的物理量,即状态量,这是功和能的根本区别.

:=1/2mv2{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}动能是标量也是过程量1kgm2/s2=1J表达式W合=ΔEk=1/2mvt2-1/2mv02
适用范围:恒力做功,变力做功,分段做功,全程做功(对物体做正功,物体的动能增加)
重力势能用Ep表示表达式Ep=mgh是标量
{EP:重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}
=-ΔEp
重力势能的变化由重力做功来量度(重力做功等于物体重力势能增量的负值)
:只和初末位置有关,跟物体运动路径无关;重力势能是相对性的,和参考平面有关,一般以地面为参考平面;重力势能的变化是绝对的,和参考平面无关
:,跟形变的大小有关;弹性势能的变化由弹力做功来量度
电势能:EA=qUA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),UA:A点的电势(V)(从零势能面起)}
机械能守恒定律
:动能,重力势能,弹性势能的总称总机械能:E=Ek+Ep是标量也具有相对性
机械能的变化,等于非重力做功(比如阻力做的功)ΔE=W非重机械能之间可以相互转化
机械能守恒定律:只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能保持不变表达式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2成立条件:只有重力弹力做功
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)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
(3)重力做功和电场力做功均与路径无关;
(4)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
(5)能的其它单位换算:1kWh(度)=×106J,1eV=×10-19J
(6)弹簧弹性势能E=kΔx2/2,与劲度系数和形变量有关。
7、分子动理论、能量守恒定律
.阿伏加德罗常数NA=×1023/mol;分子直径数量级10-10米