高中物理公式大全(学考用)

-1-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（0θ180º）：θ增大→F减少θ减小→F增大θ=90º，F=2221FF，F的方向：tgφ=12FF。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)求F1、F2两个共点力的合力大小的公式（F1与F2夹角为θ）：二、直线运动匀速直线运动：位移vtx。平均速度txv匀变速直线运动：1、位移与时间的关系，公式：221attvxo2、速度与时间的关系，公式：atvvot3、位移与速度的关系：axvvot222，适合不涉及时间时的计算公式。4、平均速度txvvvvtot22，即为中间时刻的速度。5、中间位移处的速度大小2222toxvvv，并且22txvv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......:n②1T内、2T内、3T内……的位移之比为s1:s2:s3:……:sn=12:22:32……:n2③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t1:t2:t3:......:tn=)1(:......:)23(:)12(:1nn自由落体运动(1)位移公式:221gthcos2212221FFFFF-2-(2)速度公式:gtvt(3)位移—速度关系式:ghv22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：NG失重：NGN为支持力，G为物体所受重力，不管失重还是超重，物体所受重力不变。四、曲线运动1、平抛运动分速度0vvx，gtvy合速度2220tgvv，速度方向与水平方向的夹角：0tanvgt分位移gtx，221gty合位移422202221tgtvyxs平方向的夹角：tan21221tan002vgttvgtxy位移方向与水2、匀速圆周运动线速度rtsv，角速度rarvt，周期22vrT，向心加速度mFrrva22，向心力RfmRTmvmRmRvmF22222244。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02mgRvmF临界，v临界是通过最高点的最小速度，gRv临界。②小球达到最低点时，拉力与重力的合力提供向心力，有RvmmgF2，此时RvmmgF2。-3-3、万有引力定律（G=6.67×10-11N•m2/kg2)（1）万有引力提供向心力：marfmrTmrmrvmrMG22222224m（2）忽略地球自转的影响：mgRGM2m（2gRGM，黄金代换式）（3）已知表面重力加速度g，和地球半径R。（mgRGM2m，则GgRM2）一般用于地球（4）已知环绕天体周期T和轨道半径r。(rTmrMmG2224，则2324GTrM)（5）已知环绕天体的线速度v和轨道半径r。（rvmrMmG22，则GrvM2）（6）已知环绕天体的角速度ω和轨道半径r（rmrMmG22，则GrM32）（7）已知环绕天体的线速度v和周期T（Trv2,rvmrMG22m，联立得GTM2v3）（8）已知环绕天体的质量m、周期T、轨道半径r。中心天体的半径R，求中心天体的密度ρ解：由万有引力充当向心力rTmrMmG2224则2324GTrM——①又334RVM——②联立两式得：3233RGTr（9）marMG2m，则2arMG（卫星离地心越远，向心加速度越小）（10）rvmrMmG22，则rGMv（卫星离地心越远，它运行的速度越小）（11）rmrMmG22，则3rGM（卫星离地心越远，它运行的角速度越小）（12）rTmrMmG2224，则GMT32r4（卫星离地心越远，它运行的周期越大）（13）三种宇宙速度第一宇宙速度：skmrGMv/9.71-4-第二宇宙速度：skmv/2.112第三宇宙速度：skmv/7.1634、机械能功：W=Fscos（适用于恒力的功的计算，为力与位移的夹角）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：动能：单位为焦耳，符号J动能定理：重力势能：mghWG（h为物体与零势面之间的距离）弹性势能：机械能守恒定律三种表达式：（1）物体（或系统）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）减少的势能减pE等于增加的动能增kE，即减pE=增kE。（3）若系统内只有A、B两个物体，则A减少的机械能减AE等于B增加的机械能增BE，即减AE=增BE。电磁学1、电场元电荷e=1.6×10-19C（k=9.0×109Nm2/C2）库仑定律：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）电势差:电场力做的功：qEdqUW电容：（定义式）PvmPmvEk2122122122022121kktEEmvmvW总221kxEfPvm额221rQQkFqFE2rQkEqqWUABBAABUQC-5-决定式：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E=U/d,C=Q/U和得出）带点粒子在电场中的运动①粒子穿越电场的加速度：mdqUmqEmFa②粒子穿越电场的运动时间：0Ltv③粒子离开电场的侧移距离：202202222121mdvqULmvqELaty④粒子离开电场时的偏角θ：200ytanmdvqULvv2、恒定电流电流强度：neSvRUtQI电阻：SlIUR（ρ为导体的电阻率，单位Ω•m）（1）串联电路①各处的电流强度相等：I1=I2=……=In②分压原理：nn2211RURURU③电路的总电阻：R=R1+R2+……+Rn④电路总电压：U=U1+U2+……+Un(2)并联电流①各支路电压相等：U=U1=U2=……=Un②分流原理：I1R1=I2R2=……=InRn③电路的总电阻：n211111RRRR④电路中的总电流：I=I1+I2+……+In焦耳定律tRURtIPtQW22RUUIRIPP22热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：nPPPP21总闭合电路欧姆定律kdSC4SkQE4-6-（1）路端电压与外电阻R的关系：RrErRERIRU1（外电路为纯电阻电路）（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外电路为纯电阻电路时：rRrRErRRERIIUP422222输由上式可以看出，当外电阻等于电源内部电阻（R=r）时，电源输出功率最大，其最大输出功率为r42maxEP出电源的效率：电源的输出功率与电源功率之比，即%100%100%100EUIEIUPP出对纯电阻电路，电源的效率为%100r11%100r%100r22RRRRIRI由上式看出：外电阻越大，电源的效率越高。3、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①向心力：RvmqvB2。②粒子圆周运动的半径qBmvR。③周期、频率和角速度公式：qBmvRT22，mqBTf21，mqBfT22。④动能公式：mBqRmpmvEk22212224、电磁感应定律-7-fCXC21mmUUU707.02mmIII707.022mEE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：tnE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。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221BlE，（平均速度取中点位置的线速度l21来计算）。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。在滑轨中，安培力大小RvlBBIlF22，RRBSRBlvI自感电动势：tILE（L是自感系数）安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用于不同现象。5、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：fLXL2变压器电压关系：U1：U2=n1:n2电流关系：I1：I2=n2：n1P1=P2，即U1I1=U2I2（若有一个原线圈，多个副线圈时：P1=P2+P3+……，即U1I1=U2I2+U3I3+…）6、电磁场和电磁波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-8-电磁波的周期：LCT2电磁波的频率：LCf21