初中物理公式:
物理量单位公式
名称符号 名称符号
质量 m 千克 kg m=pv
温度t 摄氏度 °C
速度v米/秒m/sv=s/t
密度 p kg/m³ p=m/v
力(重力)F 牛顿(牛顿)NG=mg
压力P帕斯卡(Pa)PaP=F/S
功 W 焦耳 (J) JW=Fs
功率 P 瓦特 (W) w P=W/t
电流I安培(A)AI=U/R
电压 U 伏特 (V) VU=IR
电阻 R 欧姆(欧姆) R = U/I
电功 W 焦耳(J) JW=UIt
电功率 P 瓦特 (W) w P=W/t=UI
热量 Q 焦耳 (J) JQ = cm(tt°)
比热cJ/(kg℃)
真空中的光速为3×108米/秒
g 9.8 牛顿/千克
15°C 空气中的声音传播速度为 340 米/秒
安全电压不高于36伏
计算电流:I=U/R,I=P/U
计算电功率:P=W/t,P=IU,P=I平方R,P=U平方/R
计算电功:W = I平方Rt,W = (U平方/R) * t
宽度=UIt
计算电压:U=W/It U=P/IU=IR
高中物理公式总结
物理定理、定律和公式表
一、质点的运动(1)---直线运动
1)匀加速直线运动
1.平均速度Vping=s/t(定义公式)2.有用的推论Vt2-Vo2=2as
3. 中间速度 Vt/2 = V 级 = (Vt + Vo)/2 4. 最终速度 Vt = Vo + at
5.中间位置速度Vs/2 = [(Vo2 + Vt2)/2]1/2 6.位移s = Vt = Vot + at2/2 = Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向,a与Vo同方向(加速度)a>0;反方向初中物理表,a8.实验推论Δs=aT2{Δs为连续相等时间(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;终速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);距离:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
笔记:
(1)平均速度是一个矢量;
(2)如果一个物体的速度很大,它的加速度可能不大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是一个测量公式,而不是确定性公式;
(4)其他相关内容:质点、位移和距离、参考系、时间和矩[见第1卷,第19页]/s-t图、v-t图/速度和速率、瞬时速度[见第1卷,第24页]。
2)自由落体
1. 初速度 Vo = 0 2. 终速度 Vt = gt
3.坠落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt2=2gh
笔记:
(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀加速直线运动规律;
(2)a = g = 9.8 m/s2 ≈ 10 m/s2(重力加速度在赤道附近较小,山区比平原小,垂直向下)。
(3)垂直向上运动
1. 位移 s = Vot-gt2/2 2. 最终速度 Vt = Vo-gt (g = 9.8m/s2≈10m/s2)
3. 有用的推论Vt2-Vo2=-2gs 4. 最大上升高度Hm=Vo2/2g(从投掷点开始)
5. 往返时间t=2Vo/g(从抛回原位的时间)
笔记:
(1)整个过程处理:为匀减速直线运动,向上为正方向,加速为负方向;
(2)分段处理:向上为匀速减速直线运动,向下为自由落体运动,呈对称性;
(3)上升和下降过程是对称的,即在同一点处,速度大小相等,方向相反。
II. 质点的运动(2)-曲线运动、万有引力
1)水平抛射
1. 水平速度:Vx = Vo 2. 垂直速度:Vy = gt
3. 水平位移:x = Vot 4. 垂直位移:y = gt2/2
5.运动时间t=(2y/g)1/2(通常表示为(2h/g)1/2)
6. 总速度 Vt = (Vx2 + Vy2)1/2 = [Vo2 + (gt)2]1/2
合成速度方向与水平方向的夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7. 总位移:s = (x2 + y2)1/2,
位移方向与水平方向的夹角为α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平加速度:ax=0;垂直加速度:ay=g
笔记:
(1)抛射运动是加速度为g的匀加速曲线运动,通常可以看作是水平方向的匀速直线运动与铅垂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,与水平投掷速度无关;
(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα;
(4)水平抛射运动中,时间t是解题的关键;(5)做曲线运动的物体必定有加速度,当速度方向与合力(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=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力=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(此处频率与转速含义相同)
8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫兹(Hz);周期(T):秒(s);旋转速度(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。
笔记:
(1)向心力可以是特定力、合力或分力,其方向始终垂直于速度方向,并指向圆心。
(2)做匀速圆周运动的物体,向心力等于合力,向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。因此,物体的动能不变,向心力不做功,但动量不断变化。
3)重力
1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常数(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,方向在它们连线上)
3、天体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.卫星轨道速度、角速度及周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M为中心天体质量}
5. 第一(第二和第三)宇宙速度V1 = (地球-地球)1/2 = (GM/地球)1/2 = 7.9 公里/秒;V2 = 11.2 公里/秒;V3 = 16.7 公里/秒
6. 地球同步卫星GMm/(+h)2=m4π2(+h)/T2{h≈,h:距地球表面的高度,:地球半径}
笔记:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;
(2)利用万有引力定律可以估算天体的质量密度;
(3)地球同步卫星只能在赤道上空运行,其运行周期与地球自转周期相同;
(4)随着卫星轨道半径的减小,势能减小,动能增大,速度增大,周期减小(一为一,二为三);
(5)地球卫星的最大轨道速度和最小发射速度均为7.9公里/秒。
3.力(常见力、力的组成与分解)
1)共同力量
1.重力G=mg(方向垂直向下,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{方向为恢复变形方向,k:刚度系数(N/m),x:变形量(m)}
3.滑动摩擦力F=μFN{与物体相对运动方向相反,μ:摩擦系数,FN:法向压力(N)}
4、静摩擦力0≤≤fm(与物体相对运动方向相反,fm为最大静摩擦力)
5、引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在连线上)
6.静电力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N•m2/C2,方向在连线上)
7.电场力F=Eq(E:场强N/C,q:电荷C,正电荷所受的电场力方向与场强方向相同)
8.安培力F=θ(θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,当B//L时:F=0)
9.洛伦兹力f=θ(θ为B与V之间的夹角,当V⊥B时:f=qVB,当V//B时:f=0)
笔记:
(1)刚度系数k由弹簧本身决定;
(2)摩擦系数μ与压力和接触面积无关,而是由接触面材料性质和表面状况决定的;
(3)fm稍大于μFN,一般认为fm≈μFN;
(4)其他相关内容:静摩擦力(大小、方向)[见第 1 卷,第 8 页];
(5)物理量的符号及单位B:磁场强度(T);L:有效长度(m);I:电流强度(A);V:带电粒子的速度(m/s);q:带电粒子(带电体)的电荷(C);
(6)安培力和洛伦兹力的方向都遵循左手定则。
2)力量的组成与分解
1. 在同一直线上的合力,方向相同:F=F1+F2,方向相反:F=F1-F2(F1>F2)
2. 角度力的合成:
F=(F12+F22+α)1/2 (余弦定理) 当F1⊥F2时: F=(F12+F22)1/2
3、合力范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx = Fcosβ,Fy = Fsinβ(β为合力与x轴的夹角tgβ = Fy/Fx)
笔记:
(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形法则;
(2)合力与分力之间是一种等效替代关系,合力可以代替分力的共同作用,反之亦然。
(3)除公式法外,还可以用图解法求解,此时必须严格选择尺度、绘制图形;
(4)当F1、F2的值一定时初中物理表,F1与F2之间的夹角(α角)越大,合力越小;
(5)同一条直线上各力的合力,可简化为代数运算,沿直线取正方向,用正负号表示力的方向。
4. 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,总是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。
2.牛顿第二运动定律: = ma 或 a = /ma {由合外力决定,且与合外力方向相同}
3.牛顿第三运动定律:F=-F'{负号表示方向相反,F与F'互相作用,平衡力与作用力与反作用力之差,实际应用:反冲运动}
4. 共点力平衡 = 0,{正交分解法、三力交点原理}的推广
5.超重:FN>G,失重:FN6.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【见第1卷,P67】
注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动,或匀速旋转。
5.振动与波(机械振动及机械振动的传播)
1. 简谐振动F = -kx{F:恢复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向总是与x相反}
2.单摆周期T=2π(l/g)1/2{l:摆长(m),g:当地重力加速度值,条件:摆角θ>r}
3.受迫振动频率特性:f=f驱动力
4.共振条件:f驱动力=f固体,A=max,共振的预防及应用[见第1卷,P175]
5. 机械波、横波和纵波(见第2卷第2页)
6. 波速v = s/t = λf = λ/T{波在传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速由介质本身决定}
7、声波的速度(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)
8. 波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔洞继续传播)条件:障碍物或孔洞的尺寸小于波长,或相差不大
9.波干涉条件:两波具有相同的频率(相位差恒定、振幅相近、振动方向相同)
10. 多普勒效应:由于波源与观察者相互运动,波源的发射频率与接收频率不同。{当两者靠近时,接收频率增加,反之则减少〔见第二册第21页〕}
笔记:
(1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,而取决于振动系统本身;
(2)波峰与波谷的交汇处为加强区,波峰与波谷的交汇处为弱化区;
(3)波只传播振动,介质本身不随波迁移。它是一种传递能量的方式。
(4)干涉和衍射是波所特有的;
(5)振动图像与波图像;
(6)其他相关内容:超声波及其应用[见第2卷,第22页]/振动中的能量转换[见第1卷,第173页]。
6.冲量和动量(物体的力和动量的变化)
1. 动量:p = mv{p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度相同}
3. 冲量:I = Ft{I:冲量(N•s),F:恒定力(N),t:施加力的时间(s),方向由F决定}
4.动量定理:I = Δp或Ft = mvt–mvo{Δp:动量变化Δp = mvt–mvo,为矢量公式}
5.动量守恒定律:p前总量=p后总量或p=p'´,或m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´
6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0{即系统动量、动能守恒}
7. 非弹性碰撞 Δp = 0; 0f 排斥力,F 分子力表现为吸引力
(4)r>10r0,f引力=f斥力≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0
5、热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功与传热,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等价的)。
W为外界对物体所作的正功(J),Q为物体所吸收的热量(J),ΔU为增加的内能(J),这涉及到第一类永动机无法造出来〔见第2卷第40页〕}
6.热力学第二定律
Kerri表述:不可能将热量从低温物体传递到高温物体而不引起其他变化(热传导的方向性);
凯氏表述:不可能从单一热源吸收热量,并全部用来做功,而不引起其他变化(机械能与内能的转化方向){这涉及无法制造第二种永动机[见第2卷,P44]}
7.热力学第三定律:热力学零度无法达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}
笔记:
(1)布朗粒子不是分子,布朗粒子越小贝语网校,布朗运动越明显,温度越高,布朗运动越剧烈。
(2)温度是分子平均动能的表征;
3)分子间的引力和排斥力同时存在,且随分子间距离的增加而减小,但排斥力减小的速度比引力快;
(4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处,F引力=F斥力,分子势能最小;
(5)气体膨胀,外界对气体做负功W0;吸收热量,Q>0
(6)物体的内能是指物体分子间所有动能与分子势能的总和。理想气体的分子间作用力为零,分子势能为零。
(7) r0 是分子处于平衡状态时分子之间的距离;
(8)其他相关内容:能量转换与常数及常数定律[见第2卷,第41页]/能源开发利用、环境保护[见第2卷,第47页]/物体的内能、分子的动能与分子势能[见第2卷,第47页]。
9. 气体的性质
1、气体状态参数:
温度:宏观上指物体冷热的程度;微观上指物体内部分子不规则运动的强度。
热力学温度与摄氏温度的关系:T=t+273{T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}
体积V:气体分子可占据的空间。单位换算:1m3=103L=106mL
压强p:单位面积上,大量气体分子频繁地撞击管壁,产生连续均匀的压强,标准大气压:1atm=1.013×105Pa=(1Pa=1N/m2)
2、气体分子运动特点:分子间间隙大;除碰撞瞬间外,相互作用力较弱;分子运动速度高
3、理想气体状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=常数,T为热力学温度(K)}
笔记:
(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,而与温度和物质的量有关;
(2)公式3成立的条件均为一定质量的理想气体。使用公式时,注意温度的单位,t为摄氏温度(℃),T为热力学温度(K)。
10.电场
1.两种电荷,电荷守恒定律,元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体的电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常数k=9.0×109N•m2/C2,Q1、Q2:两个点电荷的电荷量(C),r:两个点电荷间的距离(m),方向在连线上,作用与反作用,同种电荷相斥,异种电荷相吸}
3.电场强度:E=F/q(定义、计算公式){E:电场强度(N/C),为矢量(电场叠加原理),q:试验电荷(C)}
4.电荷在真空点(源)处形成的电场为E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电荷量}
5.均匀电场的场强为E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V),d:场强方向上AB两点间的距离(m)}
6.电力:F=qE{F:电力(N),q:受电力影响的电荷量(C),E:电场强度(N/C)}
7、电位与电位差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.电力所作的功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体从A移动到B时电力所作的功(J),q:电荷(C),UAB:电场中A、B两点间的电位差(V)(电力所作的功与路径无关),E:均匀电场强度,d:沿场强方向两点间的距离(m)}
9.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电荷(C),φA:A点的电势(V)}
10. 电势能变化量ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置移动到B位置时的电势能差}
11.电场力所作的功与电势能的变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增加量等于电场力所作功的负值)
12.电容C=Q/U(定义、计算){C:电容(F),Q:电荷(C),U:电压(两极板间的电位差)(V)}
13、平行板电容器的电容量为C=εS/4πkd(S:两极板相对的面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)
常见电容器(见第2卷,P111)
14. 电场中带电粒子的加速度(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15.带电粒子以速度Vo进入均匀电场时,沿垂直于电场方向的偏转(不考虑重力作用)
准平坦垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行板中:E=U/d)
平行于电场方向的抛射运动:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m
笔记:
(1)两个相同带电金属球接触时,电荷分布规律是:不同种类的电荷先被中和后均分,同类电荷的总量被均分;
(2)电场线始自正电荷,终至负电荷。电场线彼此不相交。切线方向为场强方向。电场线密集处场强强。沿电场线方向电位越来越低。电场线垂直于等势线。
(3) 常见电场的电场线分布必须熟记[见图[第2卷,p98];
(4)电场强度(矢量)和电势(标量)均由电场本身决定,而电场力和电势能还与带电体所带电荷的数量及正负电荷有关;
(5)静电平衡时,导体为等势体,其表面为等势面。导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部总场强为零。导体内部不存在净电荷,净电荷只分布在导体外表面上。
(6)电容单位换算:1F=106μF=;
(7)电子伏特(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其他相关内容:静电屏蔽[见第2卷,第101页]/示波器、示波器及其应用[见第2卷,第114页]和等势面[见第2卷,第105页]。
11. 恒流
1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:t时间内通过导体截面的电量(C),t:时间(s)}
2.欧姆定律:I=U/R{I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体电阻(Ω)}
3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω•m),L:导体长度(m),S:导体截面积(m2)}
4. 闭合电路欧姆定律:I = E/(r + R) 或 E = Ir + IR 或 E = +
{I:电路中总电流(A),E:电源电动势(V),R:外部电路电阻(Ω),r:电源内部电阻(Ω)}
5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}
6、焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻(Ω),t:通电时间(s)}
7.在纯电阻电路中:由于I = U / R,W = Q,因此W = Q = UIt = I2Rt = U2t / R
8.总功率因数、电源输出功率、电源效率:=IE、Pout=IU、η=Pout/{I:电路总电流(A)、E:电源电动势(V)、U:电路端电压(V)、η:电源效率}
9. 串联/并联电路 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系(串联、并联、反串联) R串联 = R1 + R2 + R3 + 1/R 并联 = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +
电流关系I总=I1=I2=I3I并联=I1+I2+I3+
电压关系 =U1+U2+U3+ =U1=U2=U3
功率分配 = P1 + P2 + P3 + = P1 + P2 + P3 +
10. 欧姆表测量电阻
(1)电路组成 (2)测量原理
将两表笔短路后,调整Ro,使表针充分偏转。
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接被测电阻Rx后,流过仪表的电流为
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix与Rx相对应,所以它可以表示被测电阻的大小。
(3)使用说明:机械调零、量程选择、欧姆调零、测量读数{注意档位(倍数)}、换至关闭档位。
(4)注意:测量电阻时,应断开原有电路,选择量程使指针位于中心附近。每次换档时,应将欧姆表短路至零位。
11.伏安法测量电阻
电流表内部连接方法:
电压指示数:U=UR+UA
电流表外接方法:
电流指示数:I=IR+IV
Rx 测量值 = U/I = (UA+UR)/IR = RA+Rx>R 真
Rx 的测量值 = U/I = UR/(IR+IV) = RVRx/(RV+R) 电路条件为 Rx>>RA [或 Rx>(RARV)1/2]
选择电路条件RxRx
稳压范围大,电路复杂,功耗大
方便调整电压的选择条件Rp注1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属的电阻率随温度的升高而增大;
(3)总串联电阻大于任一元件电阻,总并联电阻小于任一元件电阻;
(4)当电源有内阻时,当外电路电阻增大时,总电流减小,电路端电压升高;
(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r);
(6)其他相关内容:电阻率与温度的关系;半导体及其应用;超导性及其应用[见第2卷,第127页]。
12.磁场
1、磁感应强度是用来表示磁场强度和方向的物理量,是一个矢量,单位是T。1T=1N/A•m
2、安培力F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3.洛伦兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪[见第2卷,第155页]{f:洛伦兹力(N),q:带电粒子电荷(C),V:带电粒子速度(m/s)}
4.当忽略重力(忽略引力)时,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):
(1)带电粒子进入磁场与磁场平行:不受洛伦兹力影响,作匀速直线运动。V=V0
(2)带电粒子沿垂直于磁场的方向进入磁场,按下列规律做匀速圆周运动:a)F = f = mV2/r = mω2r = mr(2π/T)2 = qVB; r = mV/qB; T = 2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径、线速度无关,洛伦兹力对带电粒子不做功(任何情况下);(c)解题关键:画出运动轨迹,找好圆心,确定半径,以及圆心角(=两倍弦切线角)。
笔记:
(1)安培力与洛伦兹力的方向都可以由左手定则确定,但洛伦兹力必须注意粒子所带的正负电荷。
(2)必须掌握磁通线的特性及常见磁场中磁通线的分布情况[见图及第2册第144页];(3)其他相关内容:地球磁场/磁电仪的原理[见第2册第150页]/回旋加速器[见第2册第156页]/磁性材料
13.电磁感应
1.【感应电动势大小计算公式】
1)E = nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈的匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2)E=BLV垂直(切割磁通线){L:有效长度(m)}
3)Em=nBSω(交流发电机最大感应电动势) {Em:峰值感应电动势}
4)E = BL2ω/2(导体一端固定,以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb),B:均匀磁场的磁感应强度(T),S:相对面积(m2)}
3、根据感应电流的方向可以判断感应电动势的正负极{电源内部电流的方向:从负极流向正极}