高中有哪些物理公式？

高中有哪些物理公式？

高中物理公式
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Vt 2 –V0 2=2as
3.中间时刻速度 Vt / 2= V平=(V t + V o) / 2
4.末速度V=Vo+at

5.中间位置速度Vs / 2=[(V_o2 + V_t2) / 2] 1/2

6.位移S= V平t=V o t + at2 / 2=V t / 2 t

7.加速度a=(V_t - V_o) / t 以V_o为正方向，a与V_o同向(加速)a>0；反向则a<0

8.实验用推论ΔS=aT2 ΔS为相邻连续相等时间(T)内位移之差

9.主要物理量及单位:初速(V_o):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=(V_t - V_o)/ t只是量度式，不是决定式。(4)其它相关内容：质点/位移和路程/s--t图/v--t图/速度与速率/

2) 自由落体

1.初速度V_o =0 2.末速度V_t = g t

3.下落高度h=gt2 / 2（从V_o 位置向下计算）

4.推论V t2 = 2gh

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

(2)a=g=9.8≈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

1.位移S=V_o t – gt 2 / 2 2.末速度V_t = V_o – g t （g=9.8≈10 m / s2 ）

3.有用推论V_t 2 - V_o 2 = - 2 g S 4.上升最大高度H_max=V_o 2 / (2g) (抛出点算起)

5.往返时间t=2V_o / 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。

平抛运动

1.水平方向速度V_x= V_o 2.竖直方向速度V_y=gt

3.水平方向位移S_x= V_o t 4.竖直方向位移S_y=gt2 / 2

5.运动时间t=(2S_y / g)1/2 (通常又表示为(2h/g) 1/2 )

6.合速度V_t=(V_x2+V_y2) 1/2=[ V_o2 + (gt)2 ] 1/2

合速度方向与水平夹角β: tgβ=V_y / V_x = gt / V_o

7.合位移S=(S_x2+ S_y2) 1/2 ,

位移方向与水平夹角α: tgα=S_y / S_x＝gt / (2V_o)

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(S_y)决定与水平抛出速度无关。（3）θ与β的关系为tgβ＝2tgα 。（4）在平抛运动中时间t是解题关键。(5)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=Φ / t = 2π / T= 2πf
3.向心加速度a=V2 / R=ω2 R=(2π/T)2 R 4.向心力F心=mV2 / R=mω2 R=m(2π/ T)2 R
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(Φ)：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。

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)

2.万有引力定律F=Gm_1m_2 / 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)

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

5.第一(二、三)宇宙速度V_1=(g地
r地)1/2=7.9Km/s V_2=11.2Km/s V_3=16.7Km/s

6.地球同步卫星GMm / (R+h)2=m4π2 (R+h) / T2
h≈36000 km/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心=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。(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、力矩、力的合成与分解）

1)常见的力
1.重力G=mg方向竖直向下g=9.8 m/s2 ≈10 m/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=μN 与物体相对运动方向相反 μ：摩擦因数 N：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=G m_1m_2 / r2 G=6.67×10-11 N·m2/kg2 方向在它们的连线上

6.静电力F=K Q_1Q_2 / r2 K=9.0×109 N·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=B I L sinθ θ为B与L的夹角 当 L⊥B时: F=B I L ， B//L时: F=0

9.洛仑兹力f=q V B sinθ θ为B与V的夹角 当V⊥B时： f=q V B ， 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μN 一般视为fm≈μN (4)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)力矩

1.力矩M=FL L为对应的力的力臂，指力的作用线到转动轴（点）的垂直距离

2.转动平衡条件 M顺时针= M逆时针 M的单位为N·m 此处N·m≠J

一、力学

1、     胡克定律：   F = kx    (x为伸长量或压缩量；k为劲度系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关)

2、    重力：    G = mg    (g随离地面高度、纬度、地质结构而变化；重力约等于地面上物体受到的地球引力)

3 、求F 、 的合力：利用平行四边形定则。

注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。

(2) 两个力的合力范围：   ú F₁－F₂ ú £ F£ F₁ + F₂        

    (3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。

4、两个平衡条件：

（1）   共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力为零。

    F_合=0    或  ： F_x合=0   F_y合=0

推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。

[2]三个共点力作用于物体而平衡，其中任意两个力的合力与第三个力一定等值反向

   (2* )有固定转动轴物体的平衡条件：力矩代数和为零．（只要求了解）

    力矩：M=FL   (L为力臂，是转动轴到力的作用线的垂直距离）

 5、摩擦力的公式：

   (1)  滑动摩擦力：   f= m F_N 

   说明 ： ① F_N为接触面间的弹力，可以大于G；也可以等于G;也可以小于G

② m为滑动摩擦因数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关.

   (2) 静摩擦力：其大小与其他力有关， 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,不与正压力成正比.

    大小范围：  O£ f_静£ f_m    (f_m为最大静摩擦力，与正压力有关)

说明：

    a 、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。

    b、摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

    c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。

    d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。

6、 浮力：    F= rgV    (注意单位)

7、 万有引力：    F=G

(1)    适用条件：两质点间的引力（或可以看作质点，如两个均匀球体）。

(2)     G为万有引力恒量，由卡文迪许用扭秤装置首先测量出。

(3)    在天体上的应用：（M--天体质量 ，m—卫星质量，  R--天体半径  ，g--天体表面重力加速度，h—卫星到天体表面的高度）

    a 、万有引力=向心力 

    G

    b、在地球表面附近，重力=万有引力

    mg = G    g = G

c、  第一宇宙速度

mg = m    V=  

8、 库仑力：F=K    (适用条件：真空中，两点电荷之间的作用力)

9、   电场力：F=Eq    (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反)

10、磁场力：

（1）   洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力。

    公式：f=qVB  (B^V)   方向--左手定则

（2）   安培力 ： 磁场对电流的作用力。

    公式：F= BIL （B^I）  方向--左手定则

11、牛顿第二定律：    F_合 = ma   或者 åF_x = m a_x    åF_y = m a_y

适用范围：宏观、低速物体

理解：（1）矢量性  （2）瞬时性   （3）独立性  

（4） 同体性  （5）同系性   （6）同单位制

12、匀变速直线运动：

基本规律：   V_t = V₀ + a t    S = v_o t + a t²

几个重要推论：

  (1)  V_t²  － V₀² = 2as  （匀加速直线运动：a为正值  匀减速直线运动：a为正值）

(2)  A B段中间时刻的瞬时速度:

A     C    B

    V_{t/ 2} = =    (3)   AB段位移中点的即时速度:

    V_s/2  =

    匀速：V_t/2 =V_s/2  ; 匀加速或匀减速直线运动：V_t/2 <V_s/2

(4)     初速为零的匀加速直线运动,在1s 、2s、3s­……ns内的位移之比为1²：2²:3²……n²；  在第1s 内、第 2s内、第3s内……第ns内的位移之比为1：3：5…… (2n-1)；  在第1米内、第2米内、第3米内……第n米内的时间之比为1： ： ……(

(5)     初速无论是否为零,匀变速直线运动的质点,在连续相邻的相等的时间间隔内的位移之差为一常数：Ds = aT²    (a--匀变速直线运动的加速度  T--每个时间间隔的时间) 

13、  竖直上抛运动：  上升过程是匀减速直线运动，下落过程是匀加速直线运动。全过程是初速度为V_O、加速度为-g的匀减速直线运动。

（1）    上升最大高度： H =

    (2)   上升的时间： t=

    (3)   上升、下落经过同一位置时的加速度相同，而速度等值反向

(4)   上升、下落经过同一段位移的时间相等。  从抛出到落回原位置的时间：t =

（5）适用全过程的公式： S = V_o t -- g t²       V_t = V_o-g t

    V_t² -V_o² = - 2 gS    （ S、V_t的正、负号的理解）

14、匀速圆周运动公式

线速度:   V= Rw =2 f R=

  角速度：w=    

    向心加速度：a = ² f² R

    向心力：  F= ma = m ² R= m m4 n² R

  注意：（1）匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力，总是指向圆心。 

（2）卫星绕地球、行星绕太阳作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。

（3）    氢原子核外电子绕原子核作匀速圆周运动的向心力由原子核对核外电子的库仑力提供。

15、平抛运动公式：匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的合运动

    水平分运动：  水平位移： x= v_o t    水平分速度：v_x = v_o

竖直分运动：  竖直位移： y = g t²    竖直分速度：v_y= g t

 tgq =    V_y = V_otgq     V_o =V_yctgq         

V =    V_o = Vcosq    V_y = Vsinq         

 在V_o、V_y、V、X、y、t、q七个物理量中，如果 已知其中任意两个，可根据以上公式求出其它五个物理量。     

  16、 动量和冲量： 动量： P = mV    冲量：I = F t

（要注意矢量性）

  17 、动量定理：   物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。

    公式： F_合t = mv^’ -  mv    (解题时受力分析和正方向的规定是关键)

 

18、动量守恒定律：相互作用的物体系统，如果不受外力，或它们所受的外力之和为零，它们的总动量保持不变。  （研究对象：相互作用的两个物体或多个物体）

    公式：m₁v₁  + m₂v₂ = m₁ v₁^‘+ m₂v₂’或Dp₁ =- Dp₂   或Dp₁ +Dp₂=O

 适用条件：

   （1）系统不受外力作用。  （2）系统受外力作用，但合外力为零。

   （3）系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远小于物体间的相互作用力。

   （4）系统在某一个方向的合外力为零，在这个方向的动量守恒。

19、 功 ：   W = Fs cosq    (适用于恒力的功的计算）

（1）    理解正功、零功、负功

    （2）  功是能量转化的量度

    重力的功------量度------重力势能的变化

    电场力的功-----量度------电势能的变化

    分子力的功-----量度------分子势能的变化

    合外力的功------量度-------动能的变化

20、 动能和势能：   动能： E_k =

    重力势能：E_p = mgh    (与零势能面的选择有关)

21、动能定理：外力所做的总功等于物体动能的变化（增量）。

    公式：  W_合= DE_k = E_k2 - E_k1 =     22、机械能守恒定律：机械能 = 动能+重力势能+弹性势能

    条件：系统只有内部的重力或弹力做功.

    公式：   mgh₁ +   或者   DE_p减 = DE_k增    

23、能量守恒（做功与能量转化的关系）：有相互摩擦力的系统，减少的机械能等于摩擦力所做的功。

    DE = Q = f S_相

24、功率：    P =    (在t时间内力对物体做功的平均功率)

    P = FV    (F为牵引力，不是合外力；V为即时速度时，P为即时功率；V为平均速度时，P为平均功率； P一定时，F与V成正比)

25、 简谐振动：    回复力：  F = -KX    加速度：a = -

    单摆周期公式：  T= 2     (与摆球质量、振幅无关)

    (了解*)弹簧振子周期公式：T= 2   (与振子质量、弹簧劲度系数有关，与振幅无关)

26、 波长、波速、频率的关系： V = =l f    （适用于一切波）  

二、热学

1、热力学第一定律：DU  = Q + W

  符号法则：外界对物体做功,W为“+”。物体对外做功,W为“-”；

    物体从外界吸热,Q为“+”；物体对外界放热,Q为“-”。

    物体内能增量DU是取“+”；物体内能减少，DU取“-”。

2 、热力学第二定律：

表述一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。

表述二：不可能从单一的热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化。

表述三：第二类永动机是不可能制成的。

3、理想气体状态方程： 

    （1）适用条件：一定质量的理想气体，三个状态参量同时发生变化。

    （2）  公式：     恒量

4、热力学温度：T = t + 273    单位：开（K）

（绝对零度是低温的极限，不可能达到）

三、电磁学

（一）直流电路

1、电流的定义：    I =    （微观表示： I=nesv，n为单位体积内的电荷数）  

2、电阻定律： R=ρ   （电阻率ρ只与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关） 

3、电阻串联、并联：

    串联：R=R₁+R₂+R₃ +……+R_n  

    并联：     两个电阻并联：   R=  

4、欧姆定律： （1）部分电路欧姆定律：     U=IR   

    （2）闭合电路欧姆定律：I =

    路端电压：    U = e －I r= IR

    电源输出功率：    = Iε－I r =

    电源热功率：

    电源效率：    =  =   

    （3）电功和电功率：

电功：W=IUt    电热：Q=      电功率：P=IU

对于纯电阻电路：    W=IUt=     P=IU =

对于非纯电阻电路：  W=Iut >       P=IU>

（4）电池组的串联：每节电池电动势为 `内阻为 ，n节电池串联时：

电动势：ε=n     内阻：r=n

（