高中物理公式大全手册.docx
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高中物理公式大全手册
高中物理公式大全手册
高中物理公式大全手册物理定理.定律.公式表
一.质点的运动
(1)------直线运动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-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+Vo)
t/2
7.加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则aF2)
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)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。
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=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>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
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)
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;七.功和能(功是能量转化的量度)动能定理:
∑W=W∑F=△EK=EK2△EP=EP1–EP2机械能守恒定律:
E1=E2或EK1+EP1=EK2+EP2或△EK=-△EP功能关系:
WF除G=△E=E2–E1八.分子动理论.能量守恒定律
1.阿伏加德罗常数NA=
6.02×1023/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)rr0,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
5.热力学第一定律W+Q=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
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
7.热力学第三定律:
热力学零度不可达到{宇宙温度下限:
-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r0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W0;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)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;九.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(℃)}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(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(℃),而T为热力学温度(K)。
.电场
1.两种电荷.电荷守恒定律.元电荷:
(e=
1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律:
F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:
点电荷间的作用力(N),k:
静电力常量k=
9.0×109Nm2/C2,Q
1.Q2:
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:
UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔAB/q
8.电场力做功:
WAB=qUAB=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.电势能:
A=qφA{A:
带电体在A点的电势能(J),q:
电量(C),φA:
A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔAB=BWAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)
14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):
W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.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=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=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(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;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=
1.60×10-19J;
一.恒定电流
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(Ωm),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=I3I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.选择倍率档.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,功耗小分压接法:
电压调节范围大,电路复杂,功耗较大注1)单位换算:
1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mV;1MΩ=103kΩ=106Ω
(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;(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,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E2/4r;
二.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),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)}注:
(1)安培力的方向可由左手定则判定
(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握
三.电磁感应
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)}
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}注:
(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点;
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P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)
五.电磁波
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}
(2)麦克斯韦电磁场理论:
变化的电(磁)场产生磁(电)场;七.光的本性(光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性)
1.两种学说:
微粒说(牛顿).波动说(惠更斯)〔
2.双缝干涉:
中间为亮条纹;亮条纹位置:
=nλ;暗条纹位置:
=(2n+1)λ/2(n=0,1,2,3,...);条纹间距{:
路程差(光程差);λ:
光的波长;λ/2:
光的半波长;d两条狭缝间的距离;l:
挡板与屏间的距离}
3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关,光的颜色按频率从低到高的排列顺序是:
红.橙.黄.绿.蓝.靛.紫(助记:
紫光的频率大,波长小)
4.薄膜干涉:
增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d=λ/4
5.光的衍射:
光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的,在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下,光的衍射现象不明显可认为沿直线传播,反之,就不能认为光沿直线传播*
6.光的偏振:
光的偏振现象说明光是横波
7.光的电磁说:
光的本质是一种电磁波。
电磁波谱(按波长从大到小排列):
无线电波.红外线.可见光.紫外线.伦琴射线.γ射线。
红外线.紫外线.伦琴射线的发现和特性.产生机理.实际应用
8.光子说,一个光子的能量E=hν{h:
普朗克常量=
6.63×10-34J.s,ν:
光的频率}
9.爱因斯坦光电效应方程:
mVm2/2=hν-W{mVm2/2:
光电子初动能,hν:
光子能量,W:
金属的逸出功}注:
(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理.条件.图样及应用,如双缝干涉.薄膜干涉.单缝衍射.圆孔衍射.圆屏衍射等;
(2)其它相关内容:
光的本性学说发展史/泊松亮斑/光电效应的规律光子说/光电管及其应用/光的波粒二象性/物质波。
八.原子和原子核
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)
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}。
注:
(1)常见的核反应方程(重核裂变核反应方程)要求掌握;
(2)熟记常见粒子的质量数和电荷数;(3)质量数和电荷数守恒,依据实验事实,是正确书写核反应方程的关键;(4)
放射性同位数及其应用.放射性污染和防护重核裂变.链式反应.链式反应的条件.核反应堆
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