高中物理公式大全最终极版.docx
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高中物理公式大全最终极版
高中物理公式大全最终极版-、直线运动
1）匀变速直线运动
1.平均速度V平=x/t（定义式）
2.有用推论Vt2-V°2=2as
3.中间时刻速度V=V平=（Vt+V。
）/2
4.末速度Vt=Vo+at
5.中间位置速度Vs/2=[（Vo2+V12）/2]1/2
2
6.位移s=V平t=Vot+at/2=Vt/21
7.加速度a=（Vt-Vo）/t
（以VO为正方向，a与V0同向（加速）a>0;a与V0反向（减速）则a<0）
8.实验用推论△s=aT2（As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⑻:
m/s2;末速度
（Vt）:
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；⑶a=（Vt-Vo）/t只是测量式，不
是决定式;（4）其它相关内容：
I质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t
图、V--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P242）自由落体运动
1.初速度V0=0
2.末速度V=gt
3.下落高度h=gt2/2（从V0位置向下计算）
4.推论V2=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律；
⑵）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-gt/2
22
2.末速度V=Vo-gt（g=9.8m/s〜10m/s）
3.有用推论Vt-V°=-2gs
4?
上升最大高度Hn=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）
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、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（2h/g）1/2）
6.合速度V=（Vx2+Vy2）1/2=[Vo2+（gt）2]1/2
合速度方向与水平夹角B:
tgp=Vy/Vx=gt/V0
22、1/2
7.合位移：
s=（x+y）,
位移方向与水平夹角a:
tga=y/x=gt/2V。
ay=g
8.水平方向加速度：
ax=0;竖直方向加速度：
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（y）决定与水平抛出速度无关；（3）B与B的关系为tanp=2tana；（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=2n/T
2.角速度3二①/t=2n/T=2兀f
222
3.向心加速度a=V2/r=32r=（2n/T）2r
4.向心力F心=mV2/r=m32r=mr（2n/T）2=mwv
5?
周期与频率：
T=1/f
6.角速度与线速度的关系：
V=wr
7.角速度与转速的关系w=2nn（此处频率与转速意义相同）
8.主要物理量及单位：
弧长（s）:
米（n）;角度（①）：
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（w）:
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，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，但动量不断改变。
3）万有引力
1.开普勒第三定律：
千/R3=K（=4n2/GM{R：
轨道半径，T:
周期，K:
常量（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=6.67X10-11Nm2/kg2，方向在它们
的连线上）
3.天体上的重力和重力加速度：
GMm/R=mg;g{R:
天体半
=GM/R2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；3=（GM/r3）1/2;T=2兀（r3/GM）
{M:
中心天体质量}
5.第一（二、三）宇宙速度Vi=（g地r地）1/2=（GM/r地）1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;
V3=16.7km/s
6.地球同步卫星GMm/（r地+h）2=m4n2（r地+h）/T2{h?
36000km,h:
距地球表面的
高度，r地:
地球的半径}
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、动能变大、速度变大、周期变小（一同三反）；/5）
（与物体相对运动趋势方向相反，fm为最大静摩擦力）
2
5.万有引力F=Gm1R2/r
（G=6.67X10-11Nm2/kg2,方向在它们的连线上）
6.静电力F=kQ1Q2/r
（k=9.0X1&Nny/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=BILsin0
（B为B与L的夹角，当L丄B时:
F=BIL,B//L时:
F=0）
9.洛仑兹力f=qVBsin0
（0为B与V的夹角，当V丄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□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略大于卩Fn,—般视为fm（4）|其它相关内容：
静摩擦力（大小、方向）〔见第一册Pa〕（5）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（卅⑸,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（Fi>F2）
2.互成角度力的合成：
FF_..:
F（FTF._2）1/2
221/2
F=（Fi+F2+2F1F2COSa）（余弦定理）
3.合力大小范围：
IF1-F2I4.力的正交分解：
Fx=FeosB,Fy=Fsinp（p为合力与x轴之间的夹角tgB=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,Fi与F2的夹角（a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=口8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FxQFy0｛正交分解法、三力汇交原理｝
5.超重（超ma）:
Fn>G失重（失ma:
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，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、功和能（功是能量转化的量度）
1.功：
w=Fscosa（定义式）
｛如功（J）,F:
恒力（N,s:
位移（m,a:
F、s间的夹角｝
2.重力做功：
Wb=mghab
｛m:
物体的质量，g=9.8m/s2~10m/s2,hab:
a与b高度差（hab=ha-hb）｝
3.电场力做功：
Wb=qUab
｛q:
电量（C）,Uab：
a与b之间电势差（V）即Uhb=帕一林｝
4.电功：
W=Ult（普适式）
{U:
电压（V）,1:
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：
卩瞬=Fv;P平=Fv平=W/t
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=l2Rt
{Q:
电热（J）,I:
电流强度（A）,R:
电阻值（Q）,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=I2Rt
11.动能：
Ek=mv2/2
{Ek:
动能（J）,m:
物体质量（kg）,v:
物体瞬时速度仲⑸}
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=q杯
{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=mv2/2-mvo2/2或W合=4
Ek
{W合：
外力对物体做的总功，△Ek:
动能变化厶Ek=（mvt2/2-mvo72）}
2
15.机械能守恒定律：
△E=0或Ek1+Ep1=Ek2+Ep2也可以是mv1/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.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）O0做正功;
90°80°做负功；a=900不做功（力的方向与位移（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
的其它单位换算：
lkWh（度）=3.6X1O6J,1eV=1.60X1O19J;*（7）弹簧弹性势能
E=kx2/2，与劲度系数和形变量有关。
六、分子动理论、能量守恒定律1?
阿伏加德罗常数NA=6.02Xl023/mol;分子直径数量级10-10米
2.油膜法测分子直径d=V/s
{V:
单分子油膜的体积（m3）,S:
油膜表面积（m）2}
3.分子动理论内容：
物质是由大量分子组成的；大量分子做无规则的热运动；分子间存在相互作用力。
4.分子间的引力和斥力
（1）r（2）r=ro,f引=彳斥，F分子力=0,E分子势能=Emin（最小值）
⑶r>r0,f引〉f斥，F分子力表现为引力
（4）r>10r0,f引=f斥？
0,F分子力，E分子势能？
0
5.热力学第一定律W+Q=AU{（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）,AU:
增加的内能（J），涉及到
第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕
6.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P44〕｝
7.热力学第三定律：
热力学零
度不可达到｛宇宙温度下限：
一273.15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ro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;温度升高，内能增大△U>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）ro为分子处于平衡状态时，分子间的距离；（8）其它相关内容：
L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〕。
七、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（C）｝
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=1.013xi05Pa=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「C）,而T为热力学温度（K）。
八、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：
（e=1.60X1O-19C）;带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律：
F=kQiQ2/r2（在真空中）
{F:
点电荷间的作用力（N）,k:
静电力常量k=9.0XiONmf/C2,Qi、Q:
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：
U^b=?
a-?
b,Uab=WAB/q=-AEAB/q
8.电场力做功：
WAb=qUab=Eqd{Wab带电体由A至UB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（}
9.电势能：
Ea=q?
a
{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=eS/4兀kd（S:
两极板正对面积，d:
两极板间的垂直距离,
3：
介电常数）
常见电容器〔见第二册Pm〕
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V。
进入匀强电场时的偏转（不考虑重力作用的情况下）
类平抛运动：
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）
平行电场方向：
初速度为零的匀加速直线运动d=at72,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〔见图［第二册P98］；
（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=106厅=1012pF；（7）电子伏（eV）是能量的单位,1eV=1.60X
10-19J；（6）其它相关内容：
静电屏蔽〔见第二册Pioi〕/示波管、示波器及其应用〔见
第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕。
九、恒定电流
1.电流强度：
仁q/t{I:
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：
1=U/R
{I:
导体电流强度（A）,U:
导体两端电压（V）,R:
导体阻值（Q）}
3.电阻、电阻定律：
R=pL/S
{p:
电阻率（Qm）,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夕卜
{I:
电路中的总电流（A）,E:
电源电动势（V）,R:
外电路电阻（Q）,r:
电源内阻（Q）}
5.电功与电功率：
W=UIt,P=UI{W:
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=I2Rt
{Q:
电热（J）,I:
通过导体的电流（A）,R:
导体的电阻值（Q）,t:
通电时间（s）}
22_
7.纯电阻电路中：
由于I=U/R,W=Q，因此W=Q=Ult=IRt=Ut/R
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：
P总=IE,P出=IU,n=P出/P总{I:
电路总电流（A）,
E:
电源电动势（V）,U:
路端电压（V）,n:
电源效率}
9.电路的串/并联：
串联电路（P、U与R成正比）R串=R+F2+F3+
并联电路（P、I与R成反比）1/R并=1/Ri+1/R2+1/R3+
电阻关系（串同并反）
电流关系I总=I1=I2=|3
I并=11+I2+I3+…
电压关系U总=U1+U2+U3+…
U总=U1=U2=U3
P总=P+P2+P3+…
10.欧姆表测电阻
（1）电路组成
（2）测量原理
Ix=E/（叶Rg+Ro+Rx）=E/（R中+Rx）
由于lx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、短接欧姆调零、测量读数｛注意挡位（倍率）卜拨
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
电压表示数：
U=UF+UA
R<的测量值=U/I=（Ua+Ur）/Ir=Ra+FX>R真
选用电路条件Rx»Ra[或R<>（RaR）1/2]
电流表外接法：
电流表示数：
I=If+Iv
R<的测量值=U/I=Ur/（Ir+Iv）=RvFX/（Rv+R）Rv[或F小外偏小，大内偏大
12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法电压调节范围小，电路简单，功耗小电压调节范
围大，电路复杂，功耗较大
便于调节电压的选择条件FP>FX便于调节电压的选择条件FPVFX
注:
⑴单位换算：
1A=103mA=106gA1kV=103V=106mA;1MQ=103kQ=106Q
（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；⑷当电源有内阻时，夕卜电
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E7（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、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）,仃=1N/Am
2.安培力F=BIL;（注：
L丄B）
{B:
磁感应强度仃）,F:
安培力（F）,I:
电流强度（A）,L:
导线
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