高中物理公式总结全.docx
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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:
F 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 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=ΔE 9.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?
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