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完整版高中物理公式大全
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=F12F22,F的方向:
tgφ=F2。
F1
F1=F2,θ=60o,F=2F1cos30o,F与F1,F2的夹角均为30o,即φ=30oθ=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)
22求F1、F2两个共点力的合力大小的公式(F1与F2夹角为θ):
FF12F222F1F2cos
二、直线运动匀速直线运动:
位移svt。
平均速度vst匀变速直线运动:
12
1、位移与时间的关系,公式:
svotat2
2
2、速度与时间的关系,公式:
vtvoat
3、位移与速度的关系:
vt2vo22as,适合不涉及时间时的计算公式。
v2v2
5、中间位移处的速度大小vsvovt,并且vsvt
2222
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
2222s1:
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比
t1:
t2:
t3:
:
tn=1:
(21):
(32):
:
(nn1)
自由落体运动
(1)位移公式:
h1gt2
2
(2)速度公式:
vtgt
(3)位移—速度关系式:
v22gh
竖直上抛运动
1222
1.基本规律:
vtv0gthv0t21gt2vt2v022gh
2.特点(初速不为零的匀变速直线运动)
(1)只在重力作用下的直线运动。
(2)v00,ag
(3)上升到最高点的时间tv0
g
2
(4)上升的最大高度Hv0
2g
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/ma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vxv0,vygt 合速度vv02g2t2,速度方向与水平方向的夹角: tangt v0 12 分位移xgt,ygt2 2 合位移sx2y2v02t21g2t4 2,斜抛运动(初速度方向与水平方向成θ角)速度: 位移: 可得: t vcos 这就是斜抛物体的轨迹方程。 可以看出: y=0时, (1)x=0是抛出点位置。 (2)是水平方向的最大射程。 (3)飞行时间 3,匀速圆周运动 线速度vs r, t 角速度 v a, t r r 2r周期T2r 2, v 向心加速度a 2v 2r F r m 向心力Fm 2 v m R 2R 42 mvm42Rm42f2R。 T2 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 2 Fmvmg0,v临界是通过最高点的最小速度,R 4,万有引力定律(G=6.67×10-11N? m2/kg2) 第一宇宙速度: 第二宇宙速度: 第三宇宙速度: v3 16.7km/s 5,机械能 为力与位移的夹角) 功: W=Fscos(适用于恒力的功的计算,功率: P=W/t=Fvcos(为力与速度的夹角)机车启动过程中的最大速度: v vm动能: 单位为焦耳,符号J 动能定理: 重力势能: WGmgh(h为物体与零势面之间的距离) 机械能守恒定律三种表达式: (1)物体(或系统) 弹性势能: 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Ep减等于增加的动能Ek增,即Ep减=Ek增。 k增 3)若系统内只有 A、B两个物体,则A减少的机械能EA减等于B增加的 7.9km/s v2 2GM11.2km/s 机械能EB增,即EA减=EB增。 6,动量 动量: pmv2mEk冲量: I=Ft动量定理: Ftpp动量守恒定律的几种表达式: a,pp b,m1v1m2v2m1v1m2v2c,p1p2 d,p=07,机械振动简谐振动回复力: F=-kx加速度: aFm 简谐振动的周期: (m为振子的质量)单摆周期: T2l(摆角小于50) g 8,机械波波长、频率、波速的关系 1 vff TT 热学阿伏伽德罗常数: NA=6.02×1023mol-1用油膜法测分子的大小,直径的数量级为10-10m,分子质量的数量级为10-27kg 与阿伏伽德罗常数有关的宏观量与微观量的计算: 热力学第一定律 内容: 外界对物体做的功W加上物体与外界交换的热量Q等于物体内能的变化量ΔE。 表达式: ΔE=W+Q 热力学第二定律内容: 热传导具有从高温向低温的方向性,没有外界的影响和帮助,不可能向相反的方向进行。 或: (1)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 (2)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。 热机做的功W和它从热源吸收的热量Q1的比值,叫热机的效率。 总小于1。 Q1 热力学第三定律: 不可能使温度达到绝对零度。 固体、气体和液体 理想气体三定律 玻马定律: m一定,T不变,P1V1=P2V2。 或PV=恒量查理定律: m一定,V不变,或Pt=Po(1+t/273)盖·吕萨克定律: m一定,T不变或或Vt=Vo(1+t/273)理想气体状态方程: 克拉伯龙方程: pVnRT(R=8.31J/mol? K,n为气体物质的量) 电磁学 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) E=U/d,C=Q/U和得出) 电势差: 电场力做的功: WqUqEd 电容: (定义式) CQ 决定 U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 带点粒子在电场中的运动 ①粒子穿越电场的加速度: aFqEqU mmmd ②粒子穿越电场的运动时间: tL v0 ③粒子离开电场的侧移距离: y1at21qEL2qUL2 22mv022mdv02 ④粒子离开电场时的偏角θ: tanvyqUL2 v0mdv02 恒定电流 电流强度: I QU neSv tR 电阻: RU l(ρ为导体的电阻率,单位Ω? m) I S (1)串联电路 ①各处的电流强度相等: I1=I2=⋯⋯=In ③电路的总电阻: R=R1+R2+⋯⋯+Rn (2)并联电流 ①各支路电压相等: U=U1=U2=⋯⋯=Un 1111 ③电路的总电阻: 1111 RR1R2R ②分压原理: U1U2 Un R1R2 Rn ④电路总电压: U=U1+U2+⋯ ⋯+Un ②分流原理: I1R1=I2R2=⋯⋯=InRn ④电路中的总电流: I=I1+I2+⋯⋯+In 焦耳定律 2U2 Pt I2Rtt R WQ 2 2 PP热I2RUI 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: P总P1P2Pn 闭合电路欧姆定律 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 4r 电源的效率: 电源的输出功率与电源功率之比,即 由上式看出: 外电阻越大,电源的效率越高。 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 2 ①向心力: qvBmv。 R ②粒子圆周运动的半径R qB ③周期、频率和角速度公式: T 2Rv 2m,fqB,f 1qB T2m, 2 2fT qBm ④动能公式: Ek 12mv 2 p2 BqR 2 2 2m 2m 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: En t 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。 12 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EBl2,(平均速度取 2 1 中点位置的线速度l来计算)。 2 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。 自感电动势: ELI(L是自感系数) t 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 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: XL2fL 变压器 电压关系: U1: U2=n1: n2 cf T 折射率: nsini(i为入射角,r为折射角) sinr c光在介质中的速率: v(n为介质的折射率) n 11临界角(折射角变成900时的入射角): sinC,Carcsin nn可见光中红光的折射率最小,临界角最大,在同一种介质中光速最大,紫光刚好相反。 光的波动性 在双缝干涉实验中,若n(n0、1、2、3),出现亮条纹 若(2n1)(n0、1、2、3),出现暗条纹 2 在双缝干涉实验中,明暗条纹之间的距离Δx与双缝之间距离d、双缝到屏的距离L以及光的波长λ有光,即xL。 d 1 透镜成像公式1 1 1 ,U为物距,V为像距(虚像去负值),f为焦距(凹透镜取负值) U V f 量子论 光子的能量: E h (h=6.63×10-34J? s,为普朗克常量,ν是光子的频率) 光电效应方程式: 1 mvm2hW,极限频率W 2 mh 原子学 波尔的原子理论: h E2E1 1 氢原子能级公式: En2E1 nn21 氢原子轨道半径公式: rnn2r1(n=1、2、3⋯⋯) 质子的发现(1919年,卢瑟福): 174N24He178011H中子的发现(1932年,查德威克): 49Be24He162C01n 放射性同位素的发现( 1934年, 居里夫妇): 半衰期 原子剩余数量: N N0 (1)n, 原子剩余质量 02 裂变方程: 29325U01n 141Ba92 56Ba36 Kr301n 27Al4He30P1n30P30Si1n 13215015P14Si0n 1nt mm0()n,其中n,为半衰期 聚变方程: 12H13H24He01n 爱因斯坦质能方程: Emc2
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