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
1.1直线运动
1.1.1匀变速直线运动
1•平均速度V平=S∕t（定义式）
2•有用推论Vt2-Vo2=2as
3.中间时刻速度Vt∕2=V平=（Vt+V°）∕2
4.末速度Vt=Vo+at
221/2
5.中间位置速度Vs∕2=[（VO+Vt）/2]
2
6.位移S=V平t=Vot+at/2
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（减速）则a<0
2
8.实验用推论ΔS=aTΔS为相邻连续相等时间T内位移之差
2
9.主要物理量及单位：
初速（V°）m∕s加速度（a）m∕s末速度（Vt）m∕s时间⑴秒（S）
位移（S）米（m）路程米（m）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。
（3）a=（Vt-Vo）∕t只是量度式，不是决定式。
⑷其它相关内容：
质点/位移和路程∕s--t图∕v--t图/速度与速率/
1.1.2自由落体
1.初速度Vo=0
2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2∕2（从Vo位置向下计算）
4.推论Vt2=2ght=（2h∕g）"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。
⑵a=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
向下。
1.1.3竖直上抛运动
22
1.位移S=Vot-gt∕22.末速度Vt=Vo-gt（g=9.8≈10m∕s）
3.有用推论Vt2-Vo2=-2gS
2
4.上升最大高度Hm=Vo∕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。
1.2曲线运动
1.2.1平抛运动
1.水平方向速度VX=Vo2.竖直方向速度Vy=gt
2
3.水平方向位移SX=Vot4.竖直方向位移Sy=gt/2
5.运动时间t=（2Sy/g）1/2（通常又表示为（2h∕g）"2）
6.合速度Vt=（VX2+Vy2）"2=[V°2+（gt）2]1/2合速度方向与水平夹角β:
tanβ=Vy∕Vx=gt/Vo
221/2
7.合位移S=（SX+Sy）,位移方向与水平夹角α:
tanα=Sy∕Sx=gt/2Vo
8.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
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。
⑸
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。
1.2.2匀速圆周运动
1.线速度V=s∕t=2πRIT2.角速度ω=①∕t=2π∕T=2πf
2222
3•向心加速度a=VIR=ωR=（2πIT）R=（2πf）R=Vω
2222
4.向心力F向=mvIR=mωR=m（2∏IT）R=m（2∏f）R=mVω
5•周期与频率T=1If=2πRIV=2πIω
6.角速度与线速度的关系V=ωR
7.角速度与转速的关系ω=2πn（此处频率与转速意义相同n,r∕s）
8.主要物理量及单位：
弧长（S）:
米（m）角度（①）:
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C
1.2.3万有引力
1.开普勒第三定律T2IR3=K（=4π2IGM）R:
轨道半径T:
周期K:
常量（与行星质量无关）
2.万有引力定律F=GMmIr2G=6.67×10-11N∙m2∕kg2方向在它们的连线上
22
3.天体上的重力和重力加速度GMmIR=mgg=GMIRR:
天体半径（m）
1/231/231/2
4.卫星绕行速度、角速度、周期V=（GMIr）ω=（GMIr）T=2∏（rIGM）
1/2
5.第一、二、三宇宙速度V1=（g地r地）=7.9kmIsV2=11.2kmIsV3=16.7kmIs
222
6.地球同步卫星GMmI（R+h）=m4∏（R+h）ITR≈3.6km,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）地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km∕s。
二、力（常见的力、力的合成与分解）
2.1常见的力
22
1.重力G=mg（方向竖直向下，g=9.8m∕s≈10m∕s,作用点在重心，适用于地球表面附近）
2.胡克定律F=kΔX｛方向沿恢复形变方向，k:
劲度系数（N∕m）,ΔX:
形变量（m）｝
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）｝
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F=GMm/r（G=6.67×10"11N?
rr/kg2,方向在它们的连线上）
6.静电力F=kQQWr2（k=9.0×109N?
nT/C2,方向在它们的连线上）
7.电场力F=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）
8.安培力F=BIlSinθ=Blv/R（θ为B与I的夹角，当I⊥B时:
F=BIl,B//I时:
F=0）
9.洛仑兹力f=qvBsinθ（θ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等决定；（3）fm略大于μFn,—般视为fm≈μFn；（4）其它相关
内容：
静摩擦力（大小、方向）；（5）物理量符号及单位B:
磁感强度（T）,I:
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）;（6）安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。
2.2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（F1>F2）
2.互成角度力的合成：
F=（F12+F22+2F1F2cosα）1/2（余弦定理）F1⊥F2时:
F=（F12+F22）"2
3.合力大小范围：
∣Fι-F2≤F≤∣F1+F2∣
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）
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（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）
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=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｛正交分解法、三力汇交原理｝
5.超重：
F>G失重：
F6.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。
四、振动和波（机械振动与机械振动的传播）
1.简谐振动F=-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｝
2.单摆周期T=2∏（l∕g）1/2｛I:
摆长（m），g:
当地重力加速度值，成立条件：
摆角θ〈5度｝
3.受迫振动频率特点：
f=f驱动力
4.发生共振条件:
f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用
5.机械波、横波、纵波
6.波速V=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｝
7.声波的波速（在空气中）0C：
332m/s;20C：
344m∕s;30C：
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
9.波的干涉条件：
两列波频率相同（相差恒定、振幅相近、振动方向相同）
10.多普勒效应：
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）
1.动量：
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｝
3.冲量：
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｝
4.动量定理：
I=ΔP或Ft=mv-mvo｛Δp:
动量变化ΔP=mv-mvo,是矢量式｝
5.动量守恒定律：
P初=P末或P=p'也可以是mv1+m>v2=mv1'+21v2'
6.弹性碰撞：
ΔP=0；ΔE<=0｛即系统的动量和动能均守恒｝
7.非弹性碰撞：
ΔP=0；ΔE<≤ΔEKm｛ΔEc损失的动能，Em损失的最大动能｝
8.完全非弹性碰撞：
ΔP=0；ΔEK=ΔE9.等质量弹性正碰时二者交换速度（动能守恒、动量守恒）
10.子弹m水平速度Vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机
械能损失E损=mv2∕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）
6.1功W
6.1.1做功的两个条件：
作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离
6.1.2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〈90?
F做正功F是动力；
当α=90?
CoSa=0）F不作功；
当90?
F做负功F是阻力
6.1.3总功的求法：
W总=Wι+W2+W3,,WnW总=F合scosa
6.1.4重力做功：
WG=mgh{m:
物体的质量，g=9.8m∕s≈10m/s,h:
高度差（h=ho-ht）}
6.1.5电场力做功：
Wb=qdb{q:
电量（C）,Lka与b之间电势差（V）即Ub=U—Uj
6.1.6电功：
W=Ult（普适式）{U:
电压（V）,I:
电流（A）,t:
通电时间（S）}
6.2功率P
6.2.1定义:
功跟完成这些功所用时间的比值.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
6.2.2功率的另一个表达式：
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
6.2.3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
6.2.4机车运动问题（前提：
阻力f恒定）P=FVF=ma+f（由牛顿第二定律得）
汽车启动有两种模式：
6.2.4.1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
6.2.4.2汽车以恒定加速度前进（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
6.2.5电功率：
P=Ul（普适式）{U:
电路电压（V）,I:
电路电流（A）}
6.3功和能
6.3.1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
6.3.2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.
6.4动能.动能定理
6.4.1动能Ek定义:
物体由于运动而具有的能量.表达式Ek=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
22
6.4.2动能定理内容：
合外力做的功等于物体动能的变化表达式W合=ΔEk=1∕2mvt-1∕2mvo
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）
6.5重力势能
6.5.1定义:
物体由于被举高而具有的能量.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）}
6.5.2重力做功和重力势能的关系Wg=-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）
6.5.3重力做功的特点：
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
6.5.4弹性势能：
物体由于形变而具有的能量.弹性势能存在于发生弹性形变的物体中，跟形变
的大小有关；弹性势能的变化由弹力做功来量度
6.6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）}
6.7机械能守恒定律
6.7.1机械能：
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6.7.2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：
Eki+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）=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J
（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
7.1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023∕mol;分子直径数量级10-10米
7.2.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（m2）}
7.3.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。
7.4.分子间的引力和斥力
（1）r（2）r=r0,f引=f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≈0,E分子势能≈0
7.5.热力学第一定律
W+=ΔU（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）,ΔU:
增加的内能（J）,涉及到第一类永动机不可造出
7.6.热力学第二定律
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）；
/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}
8、气体的性质
8.1.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=1.013×105Pa=76CmHg（IPa=1N∕m?
）
8.2.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
8.3.理想气体的状态方程：
p1V1∕T1=P2V2/T2{PVT=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8.3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）。
电学
9.电场
9.1.两种电荷、电荷守恒定律、兀电荷：
（e=1.60×101°C）;
带电体电荷量等于元电荷的整数倍
9.2.库仑定律:
F=kQQ#2（在真空中）
{F:
点电荷间的作用力（N）,k:
静电力常量k=9.0×109N?
mVc2,Q、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}
9.3.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）}
9.4.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}
9.5.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）}
9.6.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）}
9.7.电势与电势差：
LAB=φA-φB,LAB=WJq=-Δ云旳
9.8.电场力做功：
VAB=qUχB=Eqd
{WAb:
带电体由A到B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（m）}
9.9.电势能：
EA=qφA{EA:
带电体在A点的电势能（J）,q:
电量（C）,φa：
A点的电势（V）}
9.10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}
9.11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB（电势能的增量等于电场力做功的负值）
9.12.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）}
9.13.平行板电容器的电容C=εS/4∏kd
（S：
两极板正对面积，d：
两极板间的垂直距离，ε:
介电常数）
9.14.带电粒子在电场中的加速（V。
=0）:
V=ΔEK或qU=mV/2,M=（2qU∕m）1/2
9.15.带电粒子沿垂直电场方向以速度VO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=V>t（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=at2∕2,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；
（4）电场强度（矢量）与电势均由电场本身决定，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
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