高中物理公式大全(学考用).doc
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力学
一、力
1、重力：
G=mg，方向竖直向下，g=9.8m/s2≈10m/s2，作用点在物体重心。
2、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。
3、滑动摩擦力：
f=μN，与物体运动或相对运动方向相反，μ是动摩擦因数，N是正压力。
4、弹力：
F=kx（胡克定律），x为弹簧伸长量（m），k为弹簧的劲度系数（N/m）。
5、力的合成与分解：
①两个力方向相同，F合=F1＋F2，方向与F1、F2同向
②两个力方向相反，F合=F1－F2，方向与F1（F1较大）同向
互成角度（0<θ<180º）：
θ增大→F减少θ减小→F增大
θ=90º，F=，F的方向：
tgφ=。
F1=F2，θ=60º，F=2F1cos30º，F与F1，F2的夹角均为30º，即φ=30º
θ=120º，F=F1=F2，F与F1，F2的夹角均为60º，即φ=60º
由以上讨论，合力既可能比任一个分力都大，也可能比任一个分力都小，它的大小依赖于两个分力之间的夹角。
合力范围：
（F1－F2）≤F≤（F1＋F2）
求F1、F2两个共点力的合力大小的公式（F1与F2夹角为θ）：
二、直线运动
匀速直线运动：
位移。
平均速度
匀变速直线运动：
1、位移与时间的关系，公式：
2、速度与时间的关系，公式：
3、位移与速度的关系：
，适合不涉及时间时的计算公式。
4、平均速度，即为中间时刻的速度。
5、中间位移处的速度大小，并且
匀变速直线运动的推理：
1、匀变速直线运动的物体，在任意两个连续相等的时间里的位移之差是个恒量，即△s=sn+1—sn=aT2=恒量
2、初速度为零的匀加速直线运动（设T为等分时间间隔）：
①1T末、2T末、3T末……瞬时速度的比值为v1:
v2:
v3......:
vn=1:
2:
3......:
n
②1T内、2T内、3T内……的位移之比为s1:
s2:
s3:
……:
sn=12:
22:
32……:
n2
③第一个T内、第二个T内、第三个T内……位移之比为SI:
SII:
SIII:
……:
Sn=1:
3:
5……:
（2n-1）
④从静止开始通过连续相等的位移所用时间的t1:
t2:
t3:
......:
tn=
自由落体运动
（1）位移公式:
（2）速度公式:
（3）位移—速度关系式:
三、牛顿运动定律
1、牛顿第一定律（惯性定律）：
物体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、牛顿第三定律F=-F′负号表示方向相反，F、F′为一对作用力与反作用力，各自作用在对方。
4、共点力的平衡F合=0 二力平衡
5、超重：
N>G 失重：
N四、曲线运动
1、平抛运动
分速度，
合速度，速度方向与水平方向的夹角：
分位移，
合位移
位移方向与水平方向的夹角：
2、匀速圆周运动
线速度，
角速度，
周期，
向心加速度，
向心力。
小球达到最高点时绳子的拉力（或轨道弹力）刚好等于零，小球重力提供全部向心力，则，v临界是通过最高点的最小速度，。
②小球达到最低点时，拉力与重力的合力提供向心力，有，此时。
3、万有引力定律（G=6.67×10-11N•m2/kg2）
（1）万有引力提供向心力：
（2）忽略地球自转的影响：
（，黄金代换式）
（3）已知表面重力加速度g，和地球半径R。
（，则）一般用于地球
（4）已知环绕天体周期T和轨道半径r。
（，则）
（5）已知环绕天体的线速度v和轨道半径r。
（，则）
（6）已知环绕天体的角速度ω和轨道半径r（，则）
（7）已知环绕天体的线速度v和周期T（,，联立得）
（8）已知环绕天体的质量m、周期T、轨道半径r。
中心天体的半径R，求中心天体的密度ρ
解：
由万有引力充当向心力
则——①
又——②
联立两式得：
（9），则（卫星离地心越远，向心加速度越小）
（10），则（卫星离地心越远，它运行的速度越小）
（11），则（卫星离地心越远，它运行的角速度越小）
（12），则（卫星离地心越远，它运行的周期越大）
（13）三种宇宙速度
第一宇宙速度：
第二宇宙速度：
第三宇宙速度：
4、机械能
功：
W=Fscosq（适用于恒力的功的计算，q为力与位移的夹角）
功率：
P=W/t=Fvcosq（q为力与速度的夹角）
机车启动过程中的最大速度：
动能：
单位为焦耳，符号J
动能定理：
重力势能：
（h为物体与零势面之间的距离）
弹性势能：
机械能守恒定律三种表达式：
（1）物体（或系统）初态的总机械能E1等于末态的总机械能E2，即E1=E2。
（2）物体（或系统）减少的势能等于增加的动能，即=。
（3）若系统内只有A、B两个物体，则A减少的机械能等于B增加的机械能，即=。
电磁学
1、电场
元电荷e=1.6×10-19C
库仑定律：
（k=9.0×109Nm2/C2）
电场强度：
（定义式）
点电荷的电场强度：
电场力：
F=qE
电势：
（ε为电势能）
电势差:
电场力做的功：
电容：
（定义式）
决定式：
电容中的电场强度：
平行板电容器两极板间的电场强度为（由E=U/d,C=Q/U和得出）
带点粒子在电场中的运动
①粒子穿越电场的加速度：
②粒子穿越电场的运动时间：
③粒子离开电场的侧移距离：
④粒子离开电场时的偏角θ：
2、恒定电流
电流强度：
电阻：
（ρ为导体的电阻率，单位Ω•m）
（1）串联电路
①各处的电流强度相等：
I1=I2=……=In②分压原理：
③电路的总电阻：
R=R1+R2+……+Rn④电路总电压：
U=U1+U2+……+Un
（2）并联电流
①各支路电压相等：
U=U1=U2=……=Un②分流原理：
I1R1=I2R2=……=InRn
③电路的总电阻：
④电路中的总电流：
I=I1+I2+……+In
焦耳定律
无论串联电路还是并联电路，电路的总功率等于各用电器功率之和，即：
闭合电路欧姆定律
（1）路端电压与外电阻R的关系：
（外电路为纯电阻电路）
（2）路端电压与电流的关系：
U=E－Ir（普适式）
电源的总功率（电源消耗的功率）P总=IE
电源的输出功率（外电路消耗的功率）P输=IU
电源内部损耗的功率：
P损=I2r
由能量守恒有：
IE=IU＋I2r
外电路为纯电阻电路时：
由上式可以看出，当外电阻等于电源内部电阻（R=r）时，电源输出功率最大，其最大输出功率为
电源的效率：
电源的输出功率与电源功率之比，即
对纯电阻电路，电源的效率为
由上式看出：
外电阻越大，电源的效率越高。
3、磁场
定义式：
B=F/IL，为矢量
安培力F=BIL（磁场与电流垂直），F=0（磁场与电流平行），F=BILsinθ（磁场与电流成θ角）
两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。
磁通量：
Φ=BSsinθ（θ为磁场与平面之间的夹角）
磁场对运动电荷的作用
洛伦兹力的大小：
F=qvB
带电粒子在磁场中的匀速圆周运动基本公式
①向心力：
。
②粒子圆周运动的半径。
③周期、频率和角速度公式：
，，。
④动能公式：
4、电磁感应定律
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比：
⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=BLvsinθ，应用此公式时B、L、v三个量必须是两两相互垂直，于是E=BLv。
θ为B与v之间的夹角。
⑵导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动产生感应电动势，（平均速度取中点位置的线速度来计算）。
⑶矩形线圈在匀强磁场中，当在中性面时，E=0。
开始转动时，用E=nBsωsinθ，当处于与磁场平行的面时，E=nBsω（最大），开始转动时用E=nBsωcosθ计算。
在滑轨中，安培力大小，
自感电动势：
（L是自感系数）
安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用于不同现象。
基本现象
应用的定则或定律
运动电荷、电流产生磁场
安培定则
磁场对运动电荷、电流作用
左手定则
电磁感应
部分导体切割磁感线运动
右手定则
闭合回路磁通量变化
楞次定律
5、交变电流
正弦交变电流的瞬时值：
e=Emsinωt=NBSωsinωt，u=Umsinωt，i=Imsinωt。
（均为有效值，只适用于正弦交变电流）
周期（T）是交变电流完成一次周期性变化所需的时间，T=2π/ω。
频率（f）是交变电流1s内完成周期变化的次数，f=1/T=ω/2π。
电容和电感对交变电流的影响
容抗：
感抗：
变压器
电压关系：
U1：
U2=n1:
n2
电流关系：
I1：
I2=n2：
n1
P1=P2，即U1I1=U2I2（若有一个原线圈，多个副线圈时：
P1=P2+P3+……，即U1I1=U2I2+U3I3+…）
6、电磁场和电磁波
电磁波的周期：
电磁波的频率：
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