高中物理公式大全最终极版

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2024-12-03 0 0 188.88KB 23 页 5.9玖币

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一、直线运动

1）匀变速直线运动

1.平均速度 V 平＝x/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；a 与 Vo反向(减速)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。

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 只是测量式，

不是决定式;(4)其它相关内容：质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册

P19〕/s--t 图、v--t 图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册 P24〕。

2)自由落体运动

1.初速度 Vo＝0

2.末速度 V＝gt

3.下落高度 h＝gt2/2（从 Vo位置向下计算）

4.推论 V2＝2gh

注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律；

(2)a＝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

向竖直向下）。

3)竖直上抛运动

1.位移 s＝Vot-gt2/2

2.末速度 V＝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）

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：

向上为匀减速直线运动，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。

二、曲线运动、万有引力

1) 平抛运动

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 V＝(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

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(y)决定与水平

抛出速度无关；（3）θ 与 β 的关系为 tanβ＝2tanα；（4）在平抛运动中时间 t

是解题关键；(5)做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。

2）匀速圆周运动

1.线速度 V＝s/t＝2πr/T

2.角速度 ω＝

/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

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(

)：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。

注：（1）向心力可以由某个具体力提供，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，指向圆心；（2）做匀速圆周运动的物体，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，向心力不做功，但动量不断改变。

3)万有引力

1.开普勒第三定律：T2/R3＝K(＝4π2/GM)｛R:轨道半径，T:周期，K:常量(与行星质量

无关，取决于中心天体的质量)｝

2.万有引力定律：F＝Gm1m2/r2 （G＝6.67×10-11N·m2/kg2，方向在它们的连线

上）

3.天体上的重力和重力加速度：GMm/R2＝mg；g＝GM/R2 ｛R:天体半径

(m)，M：天体质量（kg）｝

4. 卫星绕行速度、角速度、周期： V ＝ (GM/r)1/2 ； ω ＝ (GM/r3)1/2 ； T ＝ 2π(r3/

GM)1/2｛M：中心天体质量｝

5.第一(二、三)宇宙速度 V1＝(g 地r地)1/2＝(GM/r 地)1/2＝7.9km/s；V2＝11.2km/s；V3

＝16.7km/s

6.地球同步卫星 GMm/(r 地+h)2＝m4π2(r 地+h)/T2｛h≈36000km，h:距地球表面的高

度，r 地:地球的半径｝

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、动能变大、速度变大、周期变小（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。

三、力（常见的力、力的合成与分解）

1）常见的力

1.重力 G＝mg （方向竖直向下，g＝9.8m/s2≈10m/s2，作用点在重心，适用于地

球表面附近）

2.胡克定律 F＝kx

｛方向沿恢复形变方向，k：劲度系数(N/m)，x：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＝Gm1m2/r2

（G＝6.67×10-11N·m2/kg2,方向在它们的连线上）

6.静电力 F＝kQ1Q2/r2

（k＝9.0×109N·m2/C2,方向在它们的连线上）

7.电场力 F＝Eq

（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

（θ 为 B与L的夹角，当 L⊥B 时:F＝BIL，B//L时:F＝0）

9.洛仑兹力 f＝qVBsinθ

（θ 为 B与 V 的夹角，当 V⊥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，一般视为 fm≈μFN;(4)其它相

关内容：静摩擦力（大小、方向）〔见第一册 P8〕；(5)物理量符号及单位 B：磁感强

度(T)，L：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);(5)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。

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)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

)αO

FFY

FX O X

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（超ma）：FN>G，失重(失ma)：FN<G F=0，完全失重（失mg）。

{加速度方向向下，均失重，加速度方向向上，均超重}

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,或者是匀速转动。

五、功和能（功是能量转化的量度）

1.功：W＝Fscosα（定义式）

｛W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，α:F、s 间的夹角｝

2.重力做功：Wab＝mghab

{m:物体的质量，g＝9.8m/s2≈10m/s2，hab：a 与 b高度差(hab＝ha-hb)}

3.电场力做功：Wab＝qUab

｛q:电量（C）， Uab:a 与 b之间电势差(V)即 Uab＝

a－

b｝

4.电功：W＝UIt（普适式）

｛U：电压（V）， I:电流(A)，t:通电时间(s)｝

5.功率：P＝W/t(定义式)

｛P:功率[瓦(W)]，W:t 时间内所做的功(J)，t:做功所用时间(s)｝

6.汽车牵引力的功率：P 瞬＝Fv；P 平＝Fv 平＝W/t

7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax＝P 额/f)

8.电功率：P＝UI(普适式)

｛U：电路电压(V)，I：电路电流(A)｝

9.焦耳定律：Q＝I2Rt

｛Q:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝

10.纯电阻电路中 I＝U/R；P＝UI＝U2/R＝I2R；Q＝W＝UIt＝U2t/R＝I2Rt

11.动能：Ek＝mv2/2

｛Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)｝

12.重力势能：EP＝mgh

｛EP :重力势能(J)，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起)｝

13.电势能：EA＝q

｛EA:带电体在 A点的电势能(J)，q:电量(C)，

A:A点的电势(V)(从零势能面起)｝

14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)：W合＝mvt2/2-mvo2/2 或 W 合＝ΔEK

｛W 合:外力对物体做的总功，ΔEK:动能变化ΔEK＝(mvt2/2-mvo2/2)｝

15. 机械能守恒定律： ΔE＝ 0 或 Ek1+Ep1＝Ek2+Ep2也可以是 mv12/2+mgh1＝

mv22/2+mgh2

16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG＝-ΔEP

注:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少；（2）O0≤α<90O 做正功；

90O<α≤180O做负功；α＝90o不做功(力的方向与位移（速度）方向垂直时该力不

做功)；（3）重力（弹力、电场力、分子力）做正功，则重力（弹性、电、分子）势

能减少；（4）重力做功和电场力做功均与路径无关（见 2、3 两式）；（5）机械

能守恒成立条件：除重力（弹力）外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化；

(6)能的其它单位换算:1kWh(度)＝3.6×106J，1eV＝1.60×10-19J；*（7）弹簧弹性

势能E＝kx2/2，与劲度系数和形变量有关。

六、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)r<r0，f 引<f 斥，F 分子力表现为斥力

(2)r＝r0，f 引＝f 斥，F 分子力＝0，E分子势能＝Emin(最小值)

(3)r>r0，f 引>f 斥，F 分子力表现为引力

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摘要：

一、直线运动1）匀变速直线运动1.平均速度V平＝x/t（定义式）2.有用推论Vt2-Vo2＝2as3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/24.末速度Vt＝Vo+at5.中间位置速度Vs/2＝[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s＝V平t＝Vot+at2/2＝Vt/2t7.加速度a＝(Vt-Vo)/t（以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a>0；a与Vo反向(减速)则a

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