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1.高中物理公式、定律汇编(新课程版)一、力学公式1.胡克定律:F=Kx(x为伸长或压缩量,K为刚度系数,只与弹簧的原始长度、粗细、材质有关)2.重力:G=mg(g随海拔、纬度及地质结构而变化)3.两个共同作用力F1、F2的合力公式:F=F12+F22+合力的方向与Fi成一角度:tg=--,当900时tan=F2F1+F2注意:(1)力的合成和分解都遵循平行四边形法则。 (2)两力的合力大小范围为:F1-F2F Fi + F2 (3)合力的大小可以大于、小于或等于分力 4、摩擦公式: (1)滑动摩擦:f =
2、N 说明:a.N为接触面间的弹力,可以大于G,等于G,或小于G。b.为滑动摩擦系数,只与接触面材料、粗糙度有关,与接触面积、接触面相对运动速度、正压力N无关。 (2)静摩擦力:由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关。 大小范围:O of fm(fm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同向,也可以与运动方向反向,也可以与运动方向成一定角度。b.摩擦力可以做正功,也可以做负功,也可以不做功。c.摩擦力的方向与物体间相对运动方向或相对运动趋势方向相反。d.静止的物体会受到滑动摩擦力的作用,而运动的物体会受到静摩擦力的作用。5.开普勒行星运动定律
3、开普勒第一定律:一切行星绕太阳公转的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的椭圆内。 开普勒第二定律:对每一颗行星来说,太阳与行星连线在相等的时间内扫过相等的面积,T2=k。 开普勒第三定律:一切行星轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比相等。 6、万有引力: 公式:F=g=6.67X 10-11Nm/kg2。r(1)万有引力与重力 引力是物体因地球吸引而受到的力,但引力不是万有引力。物体在地球两极受到的引力等于地球对它的万有引力,mg GMmR2。如果不考虑地球自转的影响,地面上一个质量为m的物体所受的重力等于地球对该物体的重力,即:m
4. g GMm 式中M为地球质量,R为地球半径。 则: 附录.RG 设物体距地面高度为h,该处的重力加速度为gi,则: mgi-GMmy,gi= GM(R h)2(R h)2(2) 计算中心天体的质量 解决天体运动问题,通常把一个大物体绕另一个大物体的运动看作匀速圆周运动,处于圆心的大物体称为中心天体,绕中心天体运动的天体称为运动天体。运动体做匀速圆周运动所需要的向心力,是由中心天体对运动天体的万有引力提供的。2; mr 2 mr(一)2 ma 式中,M为中心天体的质量,m为运动天体的质量,a为运动天体的向心加速度,为运动天体的角速度,T为运动天体的周期,r为运动天体的轨道半径。 (3)天体
5、质量的估算通过测得天体或卫星的周期T和轨道半径r,把天体或卫星的运动看作匀速圆周运动,根据万有引力提供的向心力,GMm m 2r()2,注意:利用万有引力定律计算出的质量M是圆心处天体(一般是质量比较大的天体)的质量,而不是绕其做圆周运动的行星或卫星的质量m,两者不要混淆。用上述方法求出天体的质量M后,如果已知天体的半径R,可进一步利用天体的体积V-R3求出天体的密度。 7.牛顿第二定律:F=ma 理解:(1)矢量 (4)同一体 (2)瞬时 (5)同一系统 (3)独立性 (6)同一单位制 牛顿第一定律: 定义:一切物体永远保持匀速直线运动或静止状态,除非受到作用
6.它所受的力迫使它改变到这种状态。(惯性定律) 牛顿第三定律定义: 两个物体之间作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,作用在同一直线上。 、运动学公式 1.匀速加速直线运动: 基本定律:vV0t 常用的匀速加速直线运动公式有: 速度与时间公式0at 位移与时间公式xot-at2 速度与位移公式 平均速度公式Vo 位移平均速度公式.自由落体运动: 位移公式:h-gt2、速度公式:V=gt 式中g为重力加速度,取值29.8m/s3。 垂直抛射运动看作水平匀速运动(Vot)与自由落体运动(gt2)的合成。当掷2时,Vt=Vo+gt,x=V ot+ 1 gt2,当...
7、投掷时,vt=Vo-gt,x=Vot--gt2 22不在同一直线上,按平行四边形法则合成,如图: 两个运动经垂直或正交分解后的合成为 a总=va2a2 x总=x x2 v总=Jvv; 由于水平运动的物体只受重力作用,根据牛顿第二运动定律,其加速度为g。所以是匀速加速运动;又由于重力与速度不在同一直线上,物体做曲线运动,所以水平运动是匀速加速曲线运动,其轨迹为抛物线。 注:关于水平运动的飞行时间、水平位移、落地速度的注意事项: (1)物体做水平运动时在空中移动的时间t2hg与位移x=V02hg g及高度h有关。 (3)落地时瞬时速度Vt的大小由水平初速度V0和高度h决定。(
8。4)落地时,速度与水平方向的夹角为8,tan 0=gt/vo,h越大,空中运动时间越长,8越大。(5)落地速度与水平方向的夹角为9,位移方向与水平方向的夹角为a,8与a不相等,注意不要混淆。(2)处理斜抛运动的方法:如右图所示,若以速度v向上抛出,与水平方向成9角,则其初速度可分解为vx=vocos 0v y=vosin 00OVx和Vy按图示方向分解,由于物体在运动过程中只受重力作用,沿水平方向作匀速直线运动;而在垂直方向,由于重力的作用,有一个垂直向下的重力加速度g留学之路,同时有一个垂直向上的初速度Vy= Vosin 0,因此做匀速减速直线运动(垂直向上的抛射运动,当初速度斜向下时,垂直方向
9、水平方向的分运动为垂直向下运动。因此,斜抛运动可以看作是水平方向的匀速直线运动与垂直方向的抛射运动的综合运动。斜抛运动中,物体从抛出点到落地点的水平距离X叫射程;物体所达到的最大高度Y叫高度。白4人口0身寸射程Xvxt v0 cos g2.v0 sin 2 0g2高度Y sin o2g物体水平坐标随时间的变化规律为x=(vcos 0)t物体垂直坐标随时间的变化规律为y=(vosin 8)t-222小球的位置用它的坐标x和y来描述。消去上面两个式子中的t,得到229.因为一次项和二次项的系数都是常数,所以这个二次函数的图形是
10、抛物线小结 处理斜抛运动的方法是,在水平方向做匀速直线运动,在垂直方向做匀速加速直线运动。 4、匀速圆周运动公式 线速度:sr=r2rf 角速度:=q== 向心加速度:an-32rr2 向心力: 注:(1)物体作匀速圆周运动的向心力,是物体所受的外合力,它始终指向圆心。 (2)人造卫星绕地球运行和行星绕太阳运行作匀速圆周运动的向心力,都是由重力提供的。 (3)氢原子绕原子核作匀速圆周运动,原子核外电子的向心力,是由原子核对原子核外电子的库仑力提供的。 5 动量与冲量:动量:P=mV 冲量:I=F t6.动量定理:外力对物体的合冲量等于物体动量的变化量。公式: t=
11. mv - mv (受力分析高中物理:超全公式+图示大全,规定正方向是解题的关键) 7.动量守恒定律:一个相互作用物体的系统,如果没有外力作用,或作用于它们上的外力之和为零,它们的总动量保持不变。(研究对象:两个或两个以上相互作用的物体) 11 公式:m1 i+ m2 2=m 1 +m2 2 或 pi = p2 或 p1 + p2=O 适用条件: (1)系统不受外力作用。 (2)系统受到外力作用,但是净外力为零。 (3)系统受到外力作用,净外力不为零,但是净外力比物体间的相互作用力小得多。 (4)系统在某一方向上受到的净外力为零,此方向的动量守恒。 8. 功:W Fl W Fl cos(适用于计算恒力的功) (1)理解正功、零功、负功 1 29. 动能与势能:
12.动能:Ek-m重力势能:Ep=mgh(与势能面的选择有关) 10.动能定理:外力对物体所作的总功等于物体动能的变化量(增量量)。 1 212 公式:W=E2-Ek1或W-m2-m 12 211.机械能守恒定律:机械能=动能+重力势能+弹性势能 条件:只有系统内部重力或弹力做功。 公式:a.物体或系统的初机械能E1=Ek1+EP1等于终机械能E2=Ek2+EP2,即E1=E或Ek1+EP1=Ek2+EP2 b.物体或系统减少(增加)的势能等于增加(减少)的动能,即12、功率: (1)P=W(t时间内对物体做功的力的平均功率)/C,T+W+4a口。
13、 _cW/FlLFl COS L (2)功率的另一种表达形式 PF Fcost tt 上式中,F 表示一定的力; 表示速度,a 表示 F 与方向的夹角。 (3)重力所做功的大小,等于重力与初末位置高度差的乘积。 W=mgh=m gh1-h2)=mgh-mgh2 三、电磁学 (一)直流电路 1、电阻定律:R-(只与导体材料性质和温度有关,与导体截面积和长度无关)S2、电阻的串联与并联: 串联:R=Ri+R2+R3 并联:I11=+ -RRR2 两个电阻并联:R=R1R2R +R23、欧姆定律:IU R4、电功与电功率: 电功:W=IUt 纯电阻电路:W=qU W=Pt 电功率:p 丁UI2 U 212c U2W=IUt=
14. I Rt=t P=IU=IR=RR 对于非纯电阻电路:W=IUt=IU i2r5.伏安法测量电阻:R.UR=I6.闭合电路欧姆定律I-电路端点电压其实就是外电压,为方便,简单记为=Ir,而电路端点电压R r的表达式为U=E-Ir7.焦耳定律(1)电流通过导体时产生的热量与电流强度的平方、导体的电阻和通电时间成正比。 , 一2, 一, .U 2 表达式:Q=I2Rt 变形公式:Q tR 【说明】:对于纯电阻电路(仅含有白炽灯、电炉等电热器的电路),电流所作的功完全用来发热,电能转化为内能,故电功W?相当于电热量Q;此时W= Q=UIt=I2Rt (2)热功率:单位时间内发出的热量。即
15、PQ I2R t【注】和都是电流功率的表达式,但物理意义不同。它们适用于所有电路,而公式只适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路(含有电动机、电解池的电路)。关于非纯电阻电路中的能量转换,电能除了转换成内能外,还转换成机械能、化学能等,此时WQ,即W=Q+Eit或P=+,UI=I2R+。纯电阻电路是通电后只产生热量的电路,电路中只有电阻、电源和导线,对外不做功。电能不能转换成热能以外的能量形式。例如:电灯、白炽灯、电炉、电饭锅、电烙铁、电热毯、电熨斗、转子卡住的电动机。非纯电阻电路有电动机、电风扇、冰箱、电磁炉、电解池、电池充电器等。
16、电和日光灯除产生热量外,还做对外功。电能一部分转化为电阻器内部的能量,一部分转化为其它形式的能量。 (二)电场和磁场 9221. 库仑定律: 公式 F k 华(2)k=9./cr (适用条件:真空中两个静止点电荷) 2. 电场力:F=qE (f与电场强度方向可以相同,也可以相反) 3. 电场强度: (1)定义:E=-qF为电场中某一点作用于测试电荷的电场力,q为测试电荷。单位牛顿/库仑(N/C),方向,与电场力作用于正电荷的方向相同。描述电场具有力的性质。注:E与q和F无关,只由电场本身的性质决定。 (适用条件:一般适用) (2)点电荷场强度公式:EU abdk为静电力常数,k=9./
17、C2、Q为源电荷(电场由Q激发),r为场点到Q的距离。(适用条件:真空中静止点电荷) (3)均匀电场中场强与电位差的关系:UabEd式中Uab为均匀电场中两点间的电位差,d为平行于电场线方向上两点间的距离。 4、势能、电势:公式:p-(与测试电荷无关) 6、电位差:(也叫电压)=WAB,Wab是电荷q在电场中从A点移动到B点时,受电场力所作的功。单位:伏(V),标量。该值与电位零点的选择无关,也与q和Wab无关,描述电场的能量性质。公式Wab qUAB适用于任意电场。7、电容:(1)定义:C=QC与Q和U无关,描述的是电容器保持电荷的能力。
18、能力。单位,法拉(F),1F=106NF= (2)确定公式:C=-eS4p kd8, (1)、电场中带电粒子的加速度 带电粒子进入电场后,发生加速,若忽略粒子的重力,根据动能定理有 WW qu qU 2m2 1m 02 当初速度为0 0时,末速度q只与带电粒子的荷质比和加速电压u有关,与粒子在电场中的位移无关。 (2)、电场中带电粒子的偏转 带电粒子沿垂直于均匀电场场强的方向进入电场后,做准抛射运动,如图所示。设粒子所带电荷为q,质量为初速度vo,两平行金属板之间的电压为U,板的长度为L,板间的距离为d,则平行于板方向的分运动为匀速直线运动,L=vot;垂直于板方向的分运动为匀速加速直线运动,初速度为零。
19.线运动。求电子从电场中弹射出来时,垂直于纸面的距离y和偏转角。 位移F qE 由于mmy t2 2dm,qU。L+L*dm 0至,横向位移距离yqu t2 0偏转角9满足tgy qUL0 dm029.磁感应强度:B=(IA L) 磁感应强度B-F-ILIL S描述的是磁场的强度和方向,与F、I、L无关。当IL时,F=0,但BW0,方向:垂直于I、L所在平面。 10.安培力:磁场对电流的作用力。公式:F= BIL(BI) 方向-左手定则 11.磁通量:=BS。 =BScos 9. (条件,BXS)单位:韦伯(Wb)1
20. 2.洛伦兹力:磁场对运动电荷施加的力。 公式:F=qVB F= 9(BV) 方向——左手法则 1m 213. (1)求粒子进入磁场时的速度: 根据动能定理m=qU (2)求粒子在磁场中运动的轨道半径。 粒子在磁场中只受库仑力的作用,此力垂直于运动方向,不能改变运动速度高中物理:超全公式+图示大全,所以粒子的速度恒定为2m。 可写成r,求出轨道半径: 匀速圆周运动。设圆的半径为r,可求得粒子做匀速圆周运动时所受的向心力为2m。洛伦兹力提供向心力q B,二者相等,即q B rmr - qB (3)利用不同质量但带相同电荷的带电粒子在磁场中作匀速圆周运动时,其轨道半径不同,制成一种测量带电粒子质量的仪器——质谱仪。如图所示,粒子带电荷为q,质量为
21.m1经加速电压U加速后,进入均匀磁场。在加速电场中,12LT=I3iv,定量地得到动能:2.在均匀磁场中,轨道半ap14.法拉第电磁感应定律:E=n-Dt导线切割磁通线产生的感生电动势:E=BLvE=9.15.自感电动势的大小E=Lning,式中L为自感系数,简称自感或电感的瞬时值。周期与频率(1)周期性的交流电完成一个周期变化所需要的时间用T表示,单位为秒。 (2)频率交流电在1s内完成一个周期变化的次数用f表示,单位为赫兹,符号Hz.,1.,1.关系:T=f或f=1。有效值I,U与峰值I m um的关系:m20..
22.n17。理想电压f:=(注:U1、U2分别为两线圈U2n2的电压四、光学1、光子能量:e=hn。(h,普朗克常数,h=6.626×10-34J浅,光的频率)2、爱因斯坦光电效应方程:Ek=hn-WoE为光电子的最大初动能,当E=0时,c为极限频率,c=W0。五、原子物理1、玻尔原子理论:hV=、氢原子能级公式:En=E1(n=1,2,3,)n3、核反应方程:衰变:29;U?24He(a衰变),90Th?91Pa-1e(b突变)174N+24He?1;.1H(人工核反应;发现质子)+2He+?15P 0n,15P?14Si e(人造放射性同位素):Be+4He?12C;n(中子发现)+0n?38Sr 54Xe+100n(嬗变)2H+3H?24He 01n(聚变) 3.爱因斯坦质能方程:E=mc24,核能:E=4m/(Am,质量损失)