高中物理公式大全总结(整理最全的)
变速运动
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 –v02=2as
3、中间时刻速度 vt/2=v平=(vt+v0)/2
4、末速度vt=v0+at
5、中间位置速度vs/2=√[(v02 +vt2)/2]
6、位移s= v平t=v0t + at2/2=vtt/2
7、加速度a=(vt-v0)/t
8、实验用推论Δs=aT2 (Δs为相邻等时间间隔(T)的位移之差)
9、速度单位换算:1m/s=3.6km/h
2)自由落体运动
1、末速度vt=gt
2、位移公式h=gt2/2
3、下落时间t=√(2h/g)
4、推论vt2=2gh
注:重力加速度在赤道最小,在高山处比平地小,方向竖直向下。
3)竖直上抛运动
1、位移公式s=v0t- gt2/2
2、末速度vt= v0- gt
3、有用推论vt2 –v02=-2gs
4、上升最大高度hmax=v02/2g (抛出点算起)
5、往返时间t=2v0/g (从抛出落回原位置的时间)
4)平抛运动
1、水平方向速度vx= v0
2、竖直方向速度vy=gt
3、水平方向位移sx= v0t
4、竖直方向位移sy=gt2/2
5、运动时间t=√(2sy/g) (通常又表示为√(2h/g))
6、合速度vt=√(vx2+vy2)=√[v02+(gt)2]
合速度方向与水平夹角β: tanβ=vy/vx=gt/v0
7、合位移s=√(sx2+ sy2)
位移方向与水平夹角α: tanα=sy/sx=v0gt/2
2匀速圆周运动 万有引力定律1)匀速圆周运动
1、周期与频率T=1/f
2、角速度ω=θ/t=2π/T=2πf
3、线速度v=s/t=2πR/T =2πRf=ωR
4、向心加速度an=v2/R=ω2R=4π2R/T2=4π2f2R
5、向心力Fn=mv2/R=mω2R=4mπ2R/T2=4mπ2f2R
2)万有引力定律
1、开普勒第三定律T2/R3=K(=4π2/GM)
2、万有引力定律F=Gm1m2/r2 G=6.67×10-11N·m2/kg2
3、天体上的重力、重力加速度GMm/R2=mg, g=GM/R2(R:天体半径)
4、卫星绕行速度、角速度、周期
v=√(GM/R), ω=√(GM/R3), T=2π√[R3/(GM)]
5、第一(二、三)宇宙速度v1=√(gr地)=7.9km/s(人造卫星的最大飞行速度和最小发射速度),v2=11.2km/s, v3=16.7km/s
6、近地卫星v=√(gr地)
7、地球同步卫星GMm/(R+h)2=4mπ2(R+h)/T2
h≈3.6 km (距地球表面的高度)
注: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。
8、双星
r1=M2R/(M1+M2), r2=M1R/(M1+M2) (r1+r2=R)
3振动和波1、简谐振动
条件F=-kx (物体所受回复力大小与其位移大小成正比,k称为回复力系数)
2、单摆
周期公式T=2π√(l/g) (单摆角度θ<5°)<>
3、机械波
波长、周期和波速的关系 λ=vT
4机械能1、功
(1)功的大小: W=Fscosθ
(2)总功的求法:
W总=W1+W2+W3……Wn
W总=F合scosθ
2、功率
(1) P=W/t 此公式求的是平均功率
(2)功率的另一个表达式: P=Fvcosθ 此公式即可求平均功率,也可求瞬时功率
1)平均功率: 当v为平均速度时
2)瞬时功率: 当v为t时刻的瞬时速度
(3)正常工作时: 实际功率≤额定功率
(4) 机车运动问题(前提:阻力f恒定)
P=Fv, F=ma+f (由牛顿第二定律得)
汽车启动有两种模式
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,有F=ma+f
当F减小=f时,v此时有最大值,vmax=P/f
2) 汽车以最大牵引力启动 (a开始恒定,再逐渐减小到0)
a恒定,F不变(F=ma+f),v在增加,P逐渐增加最大至额定功率
后P恒定,v在增加,F在减小,有F=ma+f
当F减小=f时,v此时有最大值,vmax=P/f
3、动能、动能定理
(1) 动能 Ek=mv2/2
(2) 动能定理W合=ΔEk=mv2/2-mv02/2
4、重力势能
(1)Ep=mgh
(2)WG=-ΔEp
5、弹性势能
(1)Ep=kx2/2
(2)W=-ΔEp
6、机械能守恒定律
只有保守力(重力、弹性力)做功的情况下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能保持不变
表达式: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 成立条件:只有保守力做功
5气体1、气体的状态参量
(1)温度(T): T=273+t
(2)体积
(3)压强: 1atm=76cmHg=1.013×105pa, 1cmHg=1333pa
2、玻意耳定律
p1V1=p2V2, pV=const
3、查理定律
(1)p1/T1=p2/T2, p/T=const
(2)查理定律的摄氏温标表述
pt=p0(1+t/273) (pt为t℃时的气体压强, p0为0℃时的气体压强)
(3)推论
Δp/Δt=Δp/ΔT=p/T=const
4、盖·吕萨克定律
(1)V1/T1=V2/T2, V/T=const
(2)盖·吕萨克定律的摄氏温标表述
Vt=V0(1+t/273) (Vt为t℃时的气体体积, V0为0℃时的气体体积)
(3)推论
ΔV/Δt=ΔV/ΔT=V/T=const
5、理想气体状态方程
(1)p1V1/T1=p2V2/T2, pV/T=const
(2)克拉珀龙方程: pV=(m/μ)RT
R是普适气体常量, R=p0V0/T0=8.31J/(mol·k)
(3)克拉珀龙方程也可表示为p=nkT
n是单位体积中的分子数, k是玻耳兹曼常量, k=1.38×10-23J/K
6、其他公式
(1)p/T∝ρ (气体密度)
(2)p/T∝n0 (单位体积的气体分子数)
(3)混合气体公式: p1V1/T1+p2V2/T2+......+pnVn/Tn=pV/T
(4)道尔顿分压定律: p1+p2+p3+......+pn=p (等温气体, 容器体积不变)
高中物理基础知识点
一.时间和时刻:
①时刻的定义:时刻是指某一瞬时,是时间轴上的一点,相对于位置、瞬时速度、等状态量,一般说的“2秒末”,“速度2m/s”都是指时刻。
②时间的定义:时间是指两个时刻之间的间隔,是时间轴上的一段,通常说的“几秒内”,“第几秒”都是指的时间。
二.位移和路程:
①位移的定义:位移表示质点在空间的位置变化,是矢量。位移用又向线段表示,位移的大小等于又向线段的长度,位移的方向由初始位置指向末位置。
②路程的定义:路程是物体在空间运动轨迹的长度,是一个标量。在确定的两点间路程不是确定的,它与物体的具体运动过程有关。
三.位移与路程的关系:
位移和路程是在一段时间内发生的,是过程量,两者都和参考系的选取有关系。一般情况下位移的大小并不等于路程的大小。只有当物体做单方向的直线运动是两者才相等。
1、时刻和时间间隔
(1)时刻和时间间隔可以在时间轴上表示出来。时间轴上的每一点都表示一个不同的时刻,时间轴上一段线段表示的是一段时间间隔(画出一个时间轴加以说明)。
(2)在学校实验室里常用秒表,电磁打点计时器或频闪照相的方法测量时间。
2、路程和位移
(1)路程:质点实际运动轨迹的长度,它只有大小没有方向,是标量。
(2)位移:是表示质点位置变动的物理量,有大小和方向,是矢量。它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段来表示,位移的大小等于质点始、末位置间的距离,位移的方向由初位置指向末位置,位移只取决于初、末位置,与运动路径无关。
(3)位移和路程的区别:
(4)一般来说,位移的大小不等于路程。只有质点做方向不变的无往返的直线运动时位移大小才等于路程。
3、矢量和标量
(1)矢量:既有大小、又有方向的物理量。
(2)标量:只有大小,没有方向的物理量。
4、直线运动的位置和位移:在直线运动中,两点的位置坐标之差值就表示物体的位移。
要想提高学习效率,首先要端正自己的学习态度.养成良好学习习惯,做好课前预习是学好物理的前提;主动高效地听课是学好物理的关键;及时整理好学习笔记,课后的练习要到位,多做题才能丰富自己的解题经验.
振动和波公式
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=2π(l/g)1/2 {l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ<100;l>>r}
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)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃: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
2冲量与动量公式
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}
2.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}
3.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
4.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
5.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系统的动量和动能均守恒}
6.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}
7.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后连在一起成一整体}
8.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′=2m1v1/(m1+m2)
9.由8得的推论-----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=mvo2/2-(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}
3力的合成与分解公式
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)1/2
3.合力大小范围:|F1-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)
4运动和力公式
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/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 {正交分解法、三力汇交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN
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
5匀速圆周运动公式
1.线速度V=s/t=2πr/T
2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
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
5.周期与频率:T=1/f
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)
8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):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(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
6平抛运动公式
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Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2,合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7.合位移:s=(x2+y2)1/2,位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g
7竖直上抛运动公式
1.位移s=Vot-gt2/2
2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs
4.上升最大高度Hm=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)
8自由落体运动公式
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=2gh
9匀变速直线运动公式
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+Vo)/2
4.末速度Vt=Vo+at
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/2t
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Δs=aT2 {Δs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(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。
10原子和原子核公式
1.α粒子散射试验结果a)大多数的α粒子不发生偏转;(b)少数α粒子发生了较大角度的偏转;(c)极少数α粒子出现大角度的偏转(甚至反弹回来)
2.原子核的大小:10-15~10-14m,原子的半径约10-10m(原子的核式结构)
3.光子的发射与吸收:原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子:hν=E初-E末{能级跃迁}
4.原子核的组成:质子和中子(统称为核子), {A=质量数=质子数+中子数,Z=电荷数=质子数=核外电子数=原子序数}
5.天然放射现象:α射线(α粒子是氦原子核)、β射线(高速运动的电子流)、γ射线(波长极短的电磁波)、α衰变与β衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。γ射线是伴随α射线和β射线产生的〕
6.爱因斯坦的质能方程:E=mc2{E:能量(J),m:质量(Kg),c:光在真空中的速度}
7.核能的计算ΔE=Δmc2{当Δm的单位用kg时,ΔE的单位为J;当Δm用原子质量单位u时,算出的ΔE单位为uc2;1uc2=931.5MeV}。
11电磁振荡和电磁波公式
1.LC振荡电路T=2π(LC)1/2;f=1/T {f:频率(Hz),T:周期(s),L:电感量(H),C:电容量(F)}
2.电磁波在真空中传播的速度c=3.00×108m/s,λ=c/f {λ:电磁波的波长(m),f:电磁波频率}
12交变电流公式
1.电压瞬时值e=Emsinωt 电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总
3.正(余)弦式交变电流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/2
4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系
U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出
5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损′=(P/U)2R;(P损′:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:输送电压,R:输电线电阻)〕
6.公式1、2、3、4中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);S:线圈的面积(m2);U输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。
13电磁感应公式
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2)E=BLV垂(切割磁感线运动) {L:有效长度(m)}
3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}
4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),
ΔI:变化电流, t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}
14磁场公式
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),1T=1N/Am
2.安培力F=BIL;(注:L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第二册P155〕 {f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}
4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,
洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。
15恒定电流公式
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)}
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)}
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)}
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外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}
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(Ω),t:通电时间(s)}
7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因三此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{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}
9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+
电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3
功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+
10.欧姆表测电阻
(1)电路组成 (2)测量原理
两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix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、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、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
电流表内接法
电压表示数:U=UR+UA
电流表外接法:
电流表示数:I=IR+IV
Rx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真
Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)
选用电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2]
选用电路条件Rx<
12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法
限流接法
电压调节范围小,电路简单,功耗小
便于调节电压的选择条件Rp>Rx
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Rp