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高中物理公式与知识点大全

高中物理公式及知识点汇总

一、力

g随离地面高度、纬度、地质结构而

1、重力:

G=mg

变化;重力约等于地面上物体受到的

地球引力

2、摩擦力的公式:

①N为接触面间的弹力,可以大于

G;也可以等于G;也可以小于G

2-1、滑动摩擦力:

f=μN

②μ为滑动摩擦因数,只与接触面材

料和粗糙程度有关,与接触面积大

小、接触面相对运动快慢以及正压力

N无关。

其大小与其他力有关,由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,不与

2-2、静摩擦力:

正压力成正比。

注:

最大静摩擦力,与正压力有关

a、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反。

b、摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。

2-3、关于摩擦力:

c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相

反。

d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力

的作用。

x为伸长量或压缩量;

3、弹力:

胡克定律:

F=kxk为劲度系数,只与弹簧的原长、

粗细和材料有关

4、浮力:

F=ρgV

G(引力常量)=6.67×10-11N?

GMm

F

5、万有引力:

2

r

m2/kg2,方向在它们的连线上

2/kg2,方向在它们的连线上

M:

天体质量(kg)

m:

天体质量(kg)

r:

天体半径(m)

Qqk(静电力常量):

6、库仑力:

F=k2

rk=9.0x109Nm2/C2(N:

牛;m:

米;C:

库仑)

Q、q:

两点电荷分别的带电量(单位:

库仑)。

r:

两点电荷之间的距离(单位:

米)

7、电场力:

F=Eq

电场力和库仑力的区别

库仑力是电子和电子之间的作用力

电场力是电场和电子之间产生的作用力

8、磁场力:

B:

电场强度单位:

特斯拉,简称特

8-1、洛仑兹力:

fBqv条件:

(Bv)

(T)。

q:

电荷带电量,单位:

库仑。

v:

电荷运动速度,单位:

米/秒。

1

判断方向使用左手定则:

磁感线穿过

掌心、四指指向电荷运动方向。

8-2、安培力:

fBIL条件:

(BI)

判断方向使用左手定则:

磁感线穿过

掌心、四指指向电流运动方向。

(1)r

分子力表现为斥力

引=f斥,F分子力=0,E

()

最小值

分子势能=Emin

9、分子间的引力和

(2)r=r0,f

斥力:

(3)r>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≈0,E分子势能≈0

10、力的合成与分解:

同向:

F=F1+F2,10-1、同一直线上力的合成同

向:

反向:

F=F1-F2(F1>F2)

F

22

F1F2F1F2

2

cos

10-2、互成角度力的合成:

(余弦定理)

F1⊥F2时:

F=

22

F1F

2

10-3、合力大小范围:

|F1-F2|≤F≤|F1+F2|

10-4、力的正交分解:

Fx=Fcosβ

Fy=Fsinβ

β为合力与x轴之间的夹角

tgβ=Fy/Fx

静止或匀速直线运动的物体,

所受合外力为零。

推论:

10-5、共点力作用下物体的平

衡条件:

1、F合=0或:

Fx合=0Fy

合=0

[1]非平行的三个力作用于物

体而平衡,则这三个力一定共

点。

[2]三个共点力作用于物体而

平衡,其中任意两个力的合力

与第三个力一定等值反向

11、力矩:

M=FL

L为力臂,是转动轴到力的作

用线的垂直距离

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。

二、运动

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、牛顿第二定律:

F=ma

适用范围:

宏观、低速物体

理解:

(1)矢量性

(2)瞬时性

2

FxmaFymay

x

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

超重:

FN>G,

加速度方向向下,均失重,加速度方

失重:

FN

向向上,均超重

注:

(1)、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

(2)、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。

4、匀变速直线运动

4-1、平均速度V平=s/t定义式

4-2、末速度Vt=Vo+at

4-3、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

4-4、匀变速直线运

动:

VtV0at

S

Vt

0

1

2

at

2

4-5、几个重要推

论:

匀加速直线运动:

a为正值匀减速4-6、

末速度初速度求加

速度

22

VtV2aS

0

直线运动:

a为负值

4-7、

中间时刻的瞬时速

度:

V

平均=Vt/2=

V0Vt

2

某段时间内的平均速度等于这段时

间中间时刻的瞬时速度

4-8、

2

V

位移中点的即时速

0

V

S

度2

2

V

t

2

4-9、实验用推论Δs=aT2

Δs为连续相邻相等时间(T)内位移

之差

⑴.t秒内、2t秒内、3t秒内、⋯⋯nt秒内的位移之比

S!

S2:

S3:

⋯⋯:

Sn=12:

22:

32:

⋯⋯:

n2

4-10、

⑵.连续相等的时间内的位移之比

初速度为零的匀变

SⅠ:

SⅡ:

SⅢ:

⋯⋯:

Sn=1:

3:

5:

⋯⋯:

(2n-1)速运动的特殊规律

⑶.在t秒末、2t秒末、3t秒末、⋯⋯nt秒末的速度之比

v1:

v2:

v3:

⋯⋯:

vn=1:

2:

3:

⋯⋯:

n

注:

(1)平均速度是矢量;

3

(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)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(t)秒(s);

位移(s):

米(m);

路程:

米;

速度单位换算:

1m/s=3.6km/h。

5、自由落体运动

5-1、初速度Vo=0

5-2、末速度Vt=gt

5-3、下落高度h=gt2/2从Vo位置向下计算

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律;

(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)。

6、竖直上抛运动:

6-1、位移s=Vot-gt

2/2

6-2、末速度Vt=Vo-gt

222

6-3、上升最大高

VVV

t00

H

度:

g

2g2

g=9.8m/s2≈10m/s2

6-4、上升的时间:

t

V

0

g

6-5、上升、下落经

过同一位置时

a上aV上V下

上升、下落经过同一位置时的加速

度相同,而速度等值、方向反向。

V

6-6、从抛出到落回

0

t2

原位置的时间:

g

上升、下落经过同一段位移的时间

相等。

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。

7、平抛运动

7-1、水平方向速度:

Vx=Vo

7-2、竖直方向速度:

Vy=gt

7-3、水平方向位移:

x=Vot

7-4、竖直方向位移:

y=gt2/2

7-5、运动时间

t

2

y

g

4

7-6、合速度

2VV(gt)

22

VtVxy

0

2

7-7、合速度方向与水

平夹角β:

tgβ=Vy/Vx=gt/V0

7-8、合位移:

Sx

2y

2

7-9、位移方向与水平

夹角α:

tgα=y/x=gt/2Vo

水平方向加速度:

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)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。

8、匀速圆周运动公式:

8-1、线速度:

V=s/t=2πr/T此处频率与转速意义相同

8-2、角速度:

ω=Φ/t=2π/T=2πf

主要物理量及单位:

8-3、向心加速度:

a=V

2/r=ω2r

=(2π/T)

2r

弧长(s):

米(m);

角度(Φ):

弧度(rad);

频率(f):

赫(Hz);

8-4、周期与频率:

T=1/f

8-5、角速度与线速

度的关系:

V=ωr

周期(T):

秒(s);

转速(n):

r/s;

半径米();(r):

m

8-6、角速度与转速

的关系

ω=2πn

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。

(1)匀速圆周运动的物体的向心力

就是物体所受的合外力,总是指向

圆心。

8-7、、向心力F:

F

心=mV

2/r=mω2r=mr(2π/T)2

=mωv=F

(2)卫星绕地球、行星绕太阳作匀

速圆周运动的向心力由万有引力提

供。

(3)氢原子核外电子绕原子核作

5

匀速圆周运动的向心力由原子核对

核外电子的库仑力提供

9、振动和波机械振动与机械振动的传播

F:

回复力

9-1、简谐振动F=-kx

k:

比例系数

x:

位移

负号表示F的方向与x始终反向

9-2、单摆周期

T2

l

g

l:

摆长(m)

g:

当地重力加速度值

o;l>>r

成立条件:

摆角θ<10

9-3、受迫振动频率

特点

f=f

驱动力

f(频率)等于驱动力的频率(f

驱动力)

9-4、发生共振条件f

驱动力=f

固驱动力频率等于系统的固有频率。

9-5、机械波、横波、纵波

λ:

波长

T:

周期

f:

频率

9-5-1、波速v=s/t=λf=λ/T

s:

距离

t:

时间

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

0℃:

332m/s;

声波是纵波

9-5-2、声波的波速20℃:

344m/s;

30℃:

349m/s;

9-5-3、波发生明显

障碍物或孔的尺寸比波长小,或者

衍射(波绕过障碍相差不大

物或孔继续传播)

条件

两列波频率相同(相差恒定、振幅相9-5-4、.波的干涉条

近、振动方向相同)

由于波源与观测者间的相互运动,

9-5-5、多普勒效应

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。

10、万有引力

232

=K(=4π

10-1、开普勒第三定律:

T/R/GM)R:

轨道半径,T:

周期,K:

6

量(与行星质量无关,取决

于中心天体的质量)

G(引力常量)=6.67×

10-11N?

m

2/kg2,方向在它

10-2、万有引力定律:

F=GMm/r

2

们的连线上

M:

天体质量(kg)

m:

天体质量(kg)

r:

天体半径(m)

10-3、宇宙速度

2

mv

r

G

Mm

2

r

万有引力充当向心力

2=mg

10-4、天体上的重力和重力GMm/RR:

天体半径(m),M:

天体

2

加速度:

g=GM/R

质量(kg)

V=

GM

r

10-5、卫星绕行速度、角速

度、周期:

ω=

GM

3

r

M:

中心天体质量

3

r

T=

2

GM

V1=g地r地

10-6、第一(二、三)宇宙速度

GM

r

=7.9km/s;

V2=11.2km/s;

V3=16.7km/s

10-7、、地球同步卫星GMm/(r

2=m4π2(r

地+h)地+h)/T

2h≈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)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。

三、冲量与动量

1、动量和冲量:

动量:

P=mV

冲量:

I=Ft

2、动量定理:

F

合t=mv'-mv

物体所受合外力的冲量等于

它的动量的变化。

3、动量守恒定律:

m1v1+m2v2相互作用的物体系统,如果不

7

=m1v1'+m2v2'受外力,或它们所受的外力之

和为零,它们的总动量保持不

变。

(研究对象:

相互作用

的两个物体或多个物体)

适用条件:

(1)系统不受外力作用。

(2)系统受外力作用,但合

外力为零。

(3)系统受外力作用,合外

力也不为零,但合外力远小于

物体间的相互作用力。

(4)系统在某一个方向的合

外力为零,在这个方向的动量

守恒。

四、功和能

(1)理解正功、零功、负功

(2)功是能量转化的量度

重力的功——量度——重力势能的

变化

电场力的功——量度——电势能的变化

1、功:

W=Fscosq

分子力的功——量度——分子势能

的变化

合外力的功——量度——动能的变

W:

功(J),F:

恒力(N),s:

位移(m),

α:

F、s间的夹角

m:

物体的质量,g=9.8m/s

2≈

2、重力做功:

Wab=mghab

10m/s

2,h

ab:

a与b高度差(hab=

ha-hb)

3、电场力做功:

Wab=qUab

q:

电量(C),Uab:

a与b之间电势差

(V)即Uab=φa-φb

4、.电功:

W=UIt

U:

电压(V),I:

电流(A),t:

通电时

间(s)

5、功率:

P=W/t

P:

功率[瓦(W)],W:

t时间内所做的功

(J),t:

做功所用时间(s)

P:

瞬时功率,P平:

平均功率P=Fv

6、汽车牵引力的功

率:

P

平=Fv

汽车以恒定功率启动、以恒定加速度vmax=P额/F

启动、汽车最大行驶速度

7、电功率:

P=UIU:

电路电压(V),I:

电路电流(A)

8、焦耳定律:

Q=I2Rt

Q:

电热(J),I:

电流强度(A),R:

电阻值

(Ω),t:

通电时间(s)

8

I=U/R;

9、纯电阻电路P=UI=U2/R=I2R;

Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt

Ek:

动能(J),m:

物体质量(kg),v:

物体瞬时速度(m/s)

10、动能和势能:

1mv2

动能:

Ek=

2

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)

重力势能与零势能面的选择有关

电势能:

EA=qφA

EA:

带电体在A点的电势能(J),q:

量(C),φA:

A点的电势(V)(从零势能

面起)

11、动能定理:

W

合=

1

2

1

22

mvtmv或W

0

2

(对物体做正功,物体的动能增加)

W合:

外力对物体做的总功,ΔEK:

=ΔEK

动能变化ΔEK=(

1

2

22

1

mvtmv)

0

2

机械能=动能+重力势能+弹性势

12、机械能守恒定

律:

ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2

mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2

2/2+mgh1=mv22/2+mgh2

条件:

系统只有内部的重力或弹力做

功。

13、重力做功与重

力势能的变化

WG=-ΔEP

重力做功等于物体重力势能增量的

负值

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

0≤α<90O做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o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;

(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:

1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;

(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。

五、电磁学

1、直流电路

1-1、电流强度:

I=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)

1-2、欧姆定律:

I=U/R

I:

导体电流强度(A),U:

导体两端电

压(V),R:

导体阻值(Ω)

1-3、电阻、电阻定律:

R=ρL/S

ρ:

电阻率(Ω?

m),L:

导体的长度

(m),S:

导体横截面积(m2)

I=E/(r+R)I:

电路中的总电流(A),E:

电源电动势

1-4、闭合电路欧姆定律:

E=Ir+IR(V),R:

外电路电阻(Ω),r:

电源内阻

E=U内+U(Ω)

9

1-5、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)

1-6、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(Ω),t:

通电时间(s)

由于I=U/R,W=Q

因此W=Q=UIt=I2Rt=1-7、纯电阻电路中:

U2t/R

P总=IE

1-8、.电源总动率、电源输

P出=IU

η=P出/P

出功率、电源效率

I:

电路总电流(A),E:

电源电动势(V),

U:

路端电压(V),η:

电源效率

R串=R1+R2+R3+⋯

1/R

并=

1/R1+1/R2+1/R3+⋯

I串总=I1=I2=I3

1-9、电路的串/并联I并=I1+I2+I3

U串总=U1+U2+U3+

U并总=U1=U2=U3

P串总=P1+P2+P3+

P并总=P1+P2+P3+

电压表示数:

U=UR+UA

Rx的测量值=U/I=

选用电路条件Rx>>RA1-10-1、伏安法测电阻(UA+UR)/IR

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