高中物理公式大全手册

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高中物理公式大全手册 物理定理、定律、 物理定理、定律、公式表 一、质点的运动(1)------直线运动 质点的运动( ------直线运动 1)匀变速直线运动 1.平均速度 s/t(定义式) 1.平均速度 V 平=s/t(定义式) 3.中间时刻速度 3.中间时刻速度 Vt/2=V 平=(Vt+Vo)/2 2.有用推论 2.有用推论 Vt2-Vo2=2as 4.末速度 4.末速度 Vt=Vo+at 5.中间位置速度 6.位移 /2= 5.中间位置速度 Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移 s=V 平 t=Vot+at2/2=(Vt+Vo) t / 2 7.加速度 为正方向, 同向(加速)a>0 )a>0; a<0 7.加速度 a=(Vt-Vo)/t {以 Vo 为正方向,a 与 Vo 同向(加速)a>0;反向则 a<0} 8.实验用推论Δ 为连续相邻相等时间(T)内位移之差} (T)内位移之差 8.实验用推论Δs=aT2 {Δs 为连续相邻相等时间(T)内位移之差} 实验用推论 9.主要物理量及单位:初速度(V ):m/s;加速度 加速度(a):m/s 末速度(V ):m/s;时间 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 主要物理量及单位 (t)秒(s);位移(s): (t)秒(s);位移(s): 位移 米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。

路程: 速度单位换算:1m/s=3.6km/h。

:1m/s=3.6km/h 注:(1)平均速度是矢量; (1)平均速度是矢量; 平均速度是矢量 只是定义式,不是决定式; t 只是定义式,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, --t .v---t (4)其它相关内容:质点.位移和路程.参考系.时间与时刻,s--t 图.v--t 图/速 其它相关内容 度与速率.瞬时速度见书。

度与速率.瞬时速度见书。

2)自由落体运动 2)自由落体运动 1.初速度 1.初速度 Vo=0 2.末速度 2.末速度 Vt=gt 3.下落高度 /2( 3.下落高度 h=gt2/2(从 Vo 位置向 (2)物体速度大,加速度不一定大; (2)物体速度大,加速度不一定大; 物体速度大 (3)a=(Vt-Vo)/ 下计算) 4.推论 下计算) 4.推论 Vt2=2gh 注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规 :(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动, 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 律;

(2)a= 重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小, (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)。

方向竖直向下)。

(3)竖直上抛运动 3)竖直上抛运动 1.位移 1.位移 s=Vot-gt2/2 3.有用推论 3.有用推论 Vt2-Vo2=-2gs 2.末速度 2.末速度 Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2) 4.上升最大高度 Hm= /2g(抛出点算起 抛出点算起) 4.上升最大高度 Hm=Vo2/2g(抛出点算起) 5.往返时间 从抛出落回原位置的时间) 5.往返时间 t=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; :(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; 全过程处理 (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; (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; 分段处理 (3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。

(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。

上升与下落过程具有对称性 二、质点的运动(2)----曲线运动、万有引力 质点的运动( ----曲线运动、 曲线运动 1)平抛运动 1)平抛运动 1.水平方向速度: 2.竖直方向速度 竖直方向速度: 1.水平方向速度:Vx=Vo 2.竖直方向速度:Vy=gt 水平方向速度 3.水平方向位移: 3.水平方向位移:x=Vot 水平方向位移 4.竖直方向位移: 4.竖直方向位移:y=gt2/2 竖直方向位移 5.运动时间 通常又表示为(2h/g) 5.运动时间 t=(2y/g)1/2 (通常又表示为(2h/g)1/2) 6.合速度 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 合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0 7.合位移: 7.合位移:s=(x2+y2)1/2, 合位移 位移方向与水平夹角α:tgα y/x= 位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo 8.水平方向加速度: =0;竖直方向加速度: 8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g 水平方向加速度 g,通常可看作是水平方向的匀速 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 (1)平抛运动是匀变速曲线运动, 平抛运动是匀变速曲线运动 直线运与竖直方向的自由落体运动的合成; 直线运与竖直方向的自由落体运动的合成; 动的合成 (2)运动时间由下落高度 h(y)决定与水平抛出速度无关 决定与水平抛出速度无关; (2)运动时间由下落高度 h(y)决定与水平抛出速度无关;

tgβ 2tgα (3)θ与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 是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度, ;(5)做曲线运动的物体必有加速度 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。

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 s/t= 1.线速度 V=s/t=2πr/T 2.角速度ω 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf 角速度 /t= /T= 3.向心加速度 /r= (2π 3.向心加速度 a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力 F 心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F 合 4.向心力 /r= mr(2π 5.周期与频率: 5.周期与频率:T=1/f 周期与频率 6.角速度与线速度的关系: 6.角速度与线速度的关系:V=ωr 角速度与线速度的关系 7.角速度与转速的关系ω 7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同) 角速度与转速的关系 n(此处频率与转速意义相同) 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( ):弧度(rad);频率(f);赫(Hz);周 8.主要物理量及单位:弧长(s):(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f);赫(Hz);周 主要物理量及单位 (s):(m);角度 弧度(rad);频率(f); 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/ (T):秒(s);转速(n);r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度( 转速(n);r/s (r): 线速度(V):m/s;角速度 s;向心加速度:m/s2。

s;向心加速度:m/s 向心加速度 注:(1)向心力可以由某个具体力,也可以由合力,还可以由分力提 :(1 向心力可以由某个具体力,也可以由合力, 供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心; 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,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向, (2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向, 做匀速圆周运动的物体 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, 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 3)万有引力 3)万有引力 1.开普勒第三定律: K(= /GM){R:轨道半径 T:周期 K:常量 轨道半径, 周期, 常量( 1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行 开普勒第三定律 星质量无关,取决于中心天体的质量) 星质量无关,取决于中心天体的质量)} 2.万有引力定律: 6.67×10方向在它们的连线上) 2.万有引力定律: =Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/kg2, 万有引力定律 F 方向在它们的连线上) 3.天体上的重力和重力加速度: mg; R:天体半径(m), 天体半径(m) 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: 天体上的重力和重力加速度 天体质量(kg)} 天体质量(kg)}

4.卫星绕行速度、角速度、周期: (GM/r 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) 卫星绕行速度 1/2 {M:中心天体质量} 中心天体质量} 5.第一( 三 7.9km/s; 11.2km/s; 5.第一(二、 )宇宙速度 V1=(g 地 r 地)1/2=(GM/r 地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s; 第一 V3=16.7km/s 6.地球同步卫星 m4π 36000km,h:距地球表面的 6.地球同步卫星 GMm/(r 地+h)2=m4π2(r 地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的 高度, 高度, r 地:地球的半径} 地球的半径} 注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力,F 向=F 万; :(1)天体运动所需的向心力由万有引力,F 天体运动所需的向心力由万有引力 (2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等; (2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等; 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; (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; 地球同步卫星只能运行于赤道上空 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( (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 卫星轨道半径变小时 反); (5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为 7.9km/s。

(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、力的合成与分解) 常见的力、力的合成与分解) (1)常见的力 (1)常见的力 1.重力 方向竖直向下, 作用点在重心, 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) 球表面附近) 2.胡克定律 方向沿恢复形变方向, 劲度系数(N/m), : (N/m), 形变量(m) (m)} 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 与物体相对运动方向相反, 摩擦因数, 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)} (N)} 4.静摩擦力 与物体相对运动趋势方向相反, 为最大静摩擦力) 4.静摩擦力 0≤f 静≤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 6.67×10方向在它们的连线上) 5.万有引力 F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它们的连线上)

6.静电力 9.0× 方向在它们的连线上) 6.静电力 F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109Nm2/C2,方向在它们的连线上) 7.电场力 F=Eq (E: 7.电场力 场强 N/C, : N/C, 电量 C, q 正电荷受的电场力与场强方向相同) 正电荷受的电场力与场强方向相同) 8.安培力 BILsinθ 的夹角, :F=BIL, 8.安培力 F=BILsinθ (θ为 B 与 L 的夹角,当 L⊥B 时:F=BIL,B//L 时:F =0) 注:(1)劲度系数 k 由弹簧自身决定; :(1)劲度系数 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 (2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关, 摩擦因数 等决定; 等决定; 略大于μ ≈μF (3)fm 略大于μFN,一般视为 fm≈μFN; (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),V:带电 磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V: (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),V:带电 粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C); 粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C); (m/s),q:带电粒子 (5)安培力方向用左手定则判定。

(5)安培力方向用左手定则判定。

安培力方向用左手定则判定 2)力的合成与分解 1.同一直线上力的合成同向:F= 反向: 1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2) 同一直线上力的合成同向:F 2.互成角度力的合成: 2.互成角度力的合成: 互成角度力的合成 cosα 余弦定理) :F= F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2 时:F=(F12+F22)1/2 3.合力大小范围: 3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2| 合力大小范围 4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与 x 轴之间的夹角 tgβ= 4.力的正交分解: Fcosβ Fsinβ tgβ 力的正交分解 Fy/Fx) 注:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则; (1)力 矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则; 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 (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, 成立; 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; (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; 除公式法外 的值一定时,F 的夹角( 越大,合力越小; (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 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, 方向 为代数运算。

为代数运算。

四、动力学(运动和力) 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, 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 牛顿第一运动定律 ):物体具有惯性 止状态, 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 /ma{由合外力决定 与合外力方向一致} 由合外力决定, 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} 牛顿第二运动定律 3.牛顿第三运动定律:F= 3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、 ′各自作用在对方,平衡 牛顿第三运动定律:F 负号表示方向相反,F、 各自作用在对方, ,F F 力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动} 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 正交分解法、三力汇交原理} 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:F >G,失重 失重:F {加速度方向向下 均失重,加速度方向向上,均超重} 加速度方向向下, 5.超重:FN>G,失重:FN>r} 摆角θ<5°;l>>r} 3.受迫振动频率特点: 3.受迫振动频率特点:f=f 驱动力 受迫振动频率特点 4.发生共振条件:f 驱动力=f 固,A=max 发生共振条件:f 5.机械波、横波、 5.机械波、横波、纵波 机械波

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