物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。 这是高中科学中非常重要的科目。 下面小编整理了高中物理公式供大家参考。
高中物理公式
1.匀速直线运动
1、平均速度V=s/t(定义公式)
2. 有用的推论Vt2-Vo2=2as
3、中间时刻速度Vt/2=V flat=(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=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(加速度)a>0; 在相反的方向上,一个
8、实验推论 Δs=aT2 {Δs为连续相邻等时间(T)之间的位移差}
笔记:
(1)平均速度是一个向量;
(2)如果物体的速度很大,则加速度不一定很大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是测量表达式,不是行列式;
2. 自由落体运动
1.初速度Vo=0
2、最终速度Vt=gt
3、跌落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)
4.推论Vt2=2gh
3.垂直向上投掷动作
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(距投掷点)
5、往返时间t=2Vo/g(从抛回原位的时间)
4.平投动作
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、合成速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
合成速度方向与水平面的夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7、总位移:s=(x2+y2)1/2,位移方向与水平面夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8、水平加速度:ax=0; 垂直加速度:ay=g
5、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F =mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F 合
5、周期和频率: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为ω=2πn(这里频率与转速含义相同)
6. 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,但取决于中心物体的质量) }
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、卫星绕轨速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心质量天体}
5、第一(第二、第三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s; V2=11.2公里/秒; V3=16.7公里/秒
6、地球同步卫星GMm/(r +h)2=m4π2(r +h)/T2{h≈,h:距地球表面的高度,r :地球半径}
笔记:
(1)天体运动所需的向心力由重力提供,F=F0;
(2)应用万有引力定律可以估算天体的质量密度等;
(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)随着卫星轨道半径变小,势能变小,动能变大,速度变大,周期变小(三对一);
(5)地球卫星最大绕轨速度和最小发射速度均为7.9公里/秒。
7. 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{沿恢复变形方向的方向,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:摩擦因数,FN:正压力(N)}
4、静摩擦力0≤≤fm(与物体的相对运动趋势相反,fm为最大静摩擦力)
5、重力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,方向在它们的连接线上)
7、电场力F=Eq(E:场强N/C,q:电荷C,正电荷上的电场力与场强方向相同)
8、安培力F=θ(θ为B与L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夹角,当V⊥B时:f=qVB,当V//B时:f=0)
8.力的合成与分解
1、同一条直线上的合力方向相同:F=F1+F2,方向相反:F=F1-F2(F1>F2)
2、互角力的合成: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)
9. 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,始终保持匀速直线运动或静止的状态,直到有外力迫使它改变这种状态。
2、牛顿第二运动定律:Fsum=ma或a=Fsum/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和F′互相作用,平衡力与作用力和反作用力的区别,实际应用:反冲运动}
4、公共点力的平衡F sum = 0,推广{正交分解法、三力收敛原理}
5、超重:FN>G,减肥:FN
6、牛顿运动定律适用条件:适合解决低速运动问题,适合宏观物体高中物理单一物体速度公式,不适合处理高速问题,不适合微观粒子
10.振动和波(机械振动和机械振动的传播)
1、简谐振动F=-kx{F:恢复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向始终与x相反}
2、单摆的周期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、产生共振的条件:f驱动力=f固体,A=max,共振的预防和应用
6、波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个波长向前传播一个周期; 波速由介质本身决定}
7、声波波速(空气中)0℃:332m/s; 20℃:344m/s; 30℃:349m/s; (声波是纵波)
8、波出现明显衍射的条件(波继续绕过障碍物或孔洞传播):障碍物或孔洞的尺寸小于波长,或相差不大
9、波干涉条件:两波频率相同(相位差恒定、振幅相似、振动方向相同)
笔记:
(1)物体的固有频率与振幅和驱动力频率无关,而是取决于振动系统本身;
(2)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;
(3)干涉和衍射是波所特有的;
11.动量和动量定理
1、动量:p=mv{p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}
2、冲量:I=Ft{I:冲量(N·s),F:恒力(N),t:力作用时间(s),方向由F决定}
3、动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo{Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是一个向量公式}
4、动量守恒定律:p前总计=p后总计或p=p′′,也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
5、弹性碰撞:Δp=0; ΔEk=0{即系统动量和动能均守恒}
6、非弹性碰撞Δp=0; 0f 斥力,F 分子力表现为重力
(3)r>10r0,f吸引力=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{(功和传热,这两种改变物体内能的方式,效果是等价的),
W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及第一种无法制造的永动机
6.热力学第三定律:热力学零是无法达到的{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零)}
笔记:
(1) 布朗粒子不是分子。 布朗粒子越小,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标志;
3)分子间的吸引力和斥力同时存在,并随着分子间距离的增大而减小,但斥力的减小速度快于吸引力;
(4)分子力做正功,分子势能减小。 r0时,F吸引=F斥力,分子势能最小;
(5)气体膨胀,外界对气体做负功W0; 吸热,Q>0
(6)物体的内能是指物体所有分子动能和分子势能的总和。 对于理想气体,分子间力为零,分子势能为零;
(7) r0为分子处于平衡状态时分子间的距离;
14.电场
1、两种电荷,电荷守恒定律,元素电荷:(e=1.60×10-19C); 带电体的电荷等于元素电荷的整数倍
2、库仑定律:F=kQ1Q2/r2(真空中){F:点电荷之间的力(N),k:静电力常数k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两个点电荷的电荷(C)、r:两点电荷之间的距离(m),方向在它们的连接线上,作用力和反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引其他}
3、电场强度:E=F/q(定义公式、计算公式){E:电场强度(N/C),是一个矢量(电场叠加原理),q:测试量电荷(C)}
4、真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到位置的距离(m),Q:源电荷的量}
5、均匀电场的场强E=UAB/d{UAB:两点AB之间的电压(V),d:两点AB在场强方向上的距离(m)}
6、电场力:F=qE{F:电场力(N),q:受电场力作用的电荷所带电量(C),E:电场强度(N/C)}
7、电位及电位差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8、电场力所做的功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体从A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB :电场中A点和B点之间的距离电势差(V)(电场力所做的功与路径无关),E:均匀电场强度,d:两点之间的距离沿场强方向(m)}
9、电势能:EA=qφA{EA:A点带电体的电势能(J),q:电(C)高中物理单一物体速度公式,φA:A点电势(V)}
10、电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置移动到B位置时的电势能之差}
11、电场力所做的功与电势能的变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力所做的功的负值)
12、电容C=Q/U(定义公式、计算公式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板之间的电位差)(V)}
13、平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板所面对的面积,d:两极板之间的垂直距离,ω:介电常数)
14、带电粒子在电场中的加速度(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15、带电粒子沿垂直于电场的方向以速度Vo进入均匀电场时的偏转(不考虑重力的影响)
平行抛掷式垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(异种电荷相等的平行板中:E=U/d)
平行于电场方向的投掷运动:初速度为零的匀加速直线运动 d=at2/2,a=F/m=qE/m
笔记:
(1) 当两个相同的带电金属球接触时,电荷分布规则:不同种类电荷的原电荷先被中和,然后均分,同种电荷的原电荷总量为均分;
(2) 电场线始于正电荷,终于负电荷。 电场线不相交。 切线方向是场强方向。 电场线密集的地方,场强。 电势沿着电场线变得越来越低。 电场线垂直于等势线。 ;
(3)常见电场的电场线分布需要记忆
(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量和正电荷有关和负电荷;
(5) 处于静电平衡状态的导体是等位体,其表面也是等位面。 导体外表面附近的电场线垂直于导体表面。 导体内部的总场强为零。 导体内部不存在净电荷,净电荷仅分布在导体内。 外表面;
(6)电容单位换算:1F=106μF=;
(7) 电子伏特(eV)是能量单位,1eV=1.60×10-19J;
15.恒流
1、电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:t时间内通过导体横截面的电荷(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、电阻与电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体长度(m),S:导体横截面积(m2)}
4、闭路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR,也可以是E=U内+U外
{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外部电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}
5、电功和电功率: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:导体的电阻值(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、电源总功率率、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)、eta: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、R成反比)
电阻关系(串联、并联、反向) R串联=R1+R2+R3+1/R并联=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系I总计=I1=I2=I3I且=I1+I2+I3+
电压关系 =U1+U2+U3+=U1=U2=U3
16. 欧姆表测量电阻
1. (1) 测量原理
将两表笔短路后,调节Ro,使表指针完全偏压。
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接上被测电阻Rx后,流过仪表的电流为
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix对应于Rx,因此可以表示被测电阻的大小。
(2)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意档位(放大倍数)}、关闭档位。
(3)注意:测量电阻时,应断开原电路,选择量程使指针靠近中心,每次换档时将欧姆短路至零。
2.伏安法测量电阻
电流表内部连接方法:
电压表达式数:U=UR+UA
外接电流表连接方法:
当前表达数:I=IR+IV
Rx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R true
Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)
选择电路条件Rx>>RA[或Rx>(RARV)1/2]
选择电路条件Rx<
3、电路中滑动变阻器的限流连接方法和分压连接方法
限流连接
电压调节范围小,电路简单,功耗低
轻松调整电压的选择条件 Rp>Rx
电压调节范围大、电路复杂、功耗大
方便电压调整的选择条件Rp
注(1)单位换算:1A=103mA=106μA; 1kV=103V=106mA; 1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各种材料的电阻率随温度变化,金属的电阻率随温度增大;
(3)串联总电阻大于任一分电阻,并联总电阻小于任一分电阻;
(4)当电源有内阻,外电路电阻增大时,总电流减小,电路端电压增大;
(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);
17. 磁场
1、磁感应强度是用来表示磁场强度和方向的物理量。 是一个向量,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); {f:洛伦兹力(N),q:带电粒子的电荷(C),V:带电粒子的速度(m/s)}
4、忽略重力时(不考虑重力),带电粒子进入磁场的运动(掌握两种):
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛伦兹力影响,以匀速直线运动V=V0
(2) 带电粒子沿垂直于磁场的方向进入磁场:做匀速圆周运动,规则如下 a) F 方向 = 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和线速度无关,洛伦兹力对带电粒子不做功(任何情况下); (c) 解题关键:画轨迹,求圆心,确定半径、圆心角(=二次切线角)。
笔记:
(1)安培力和洛伦兹力的方向可以用左手定则确定,但洛伦兹力需要注意带电粒子的正负;
18. 电磁感应
1、(1)E=nΔΦ/Δt(通用公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量变化率}
(2)E=BLV垂直(切割磁力线移动){L:有效长度(m)}
(3)Em=nBSω(发电机最大感应电动势){Em:感应电动势峰值}
(4)E=BL2ω/2(导体一端固定,以ω旋转进行切割){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:面对面积(m2)}
3、感应电动势的正负极可以通过感应电流的方向来确定{电源内部电流的方向:从负极到正极}
19.交流电(正弦交流电)
1、电压瞬时值e=Emsinωt,电流瞬时值i=Imsinωt; (ω=2πf)
2、电动势峰值 Em=nBSω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路) Im=Em/
3、正弦(co)正弦交流电有效值:E=Em/(2)1/2; U=Um/(2)1/2; I=Im/(2)1/2
4、理想变压器原、副线圈电压、电流、功率的关系
U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P 输入=P 输出
5、在长距离输电中,采用高压来传输电能,可以减少输电线路上电能的损耗。 损失'=(P/U)2R; (P loss':输电线路上损失的功率,P:传输电能的总功率。,U:输电电压,R:输电线路电阻)
6、式1、2、3、4中的物理量及单位: ω:角频率(rad/s); t:时间(秒); n:线圈匝数; B:磁感应强度(T);
S:线圈面积(m2); U输出)电压(V); I:电流强度(A); P:功率(W)。
笔记:
(1)交流电的变化频率与发电机中线圈的旋转频率相同,即:ω电=ω线,f电=f线;
(2)发电机中,线圈的磁通在中性面处最大,感应电动势为零,通过中性面的电流方向发生变化;
(3) 有效值是根据电流的热效应定义的。 AC值如无特殊说明均指有效值;
(4) 当理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率。 当负载消耗的功率增加时,输入功率也增加,即P out 决定P into;
20.电磁振荡和电磁波
1.LC振荡电路 T=2π(LC)1/2;f=1/T{f:频率(Hz),T:周期(s),L:电感(H),C:电容(F)}
2、电磁波在真空中传播的速度c=3.00×108m/s,λ=c/f{λ:电磁波的波长(m),f:电磁波的频率}
笔记:
(1) LC振荡过程中,当电容功率最大时,振荡电流为零; 当电容器功率为零时,振荡电流最大;
(2)麦克斯韦电磁场理论:改变电(磁)场产生磁(电)场;
21.光的反射和折射(几何光学)
1、反射定律α=i{α; 反射角,i:入射角}
2、绝对折射率(光从真空到介质)n=c/v=sin/sin{光的色散,可见光中红光的折射率较小,n:折射率,c:光在真空中的速度, v: 中光速, : 入射角, : 折射角}
3、全反射: 1)光从介质进入真空或空气时发生全反射的临界角C:sinC=1/n
2)全反射的条件:光密介质入射到光稀疏介质; 入射角等于或大于临界角
笔记:
(1)平面镜反射成像规则:形成等大小、正立的虚像,像与物体沿平面镜对称;
(2)三棱镜折射成像定律:形成虚像,出射光向底边偏转,像的位置向顶角偏移;
22、光的本质(光同时具有粒子性和波性,称为光的波粒二象性)
1.两种理论:粒子论(牛顿)和波动论(惠更斯)
2、双缝干涉:中间有亮条纹; 亮条位置:=nλ; 暗条纹位置:=(2n+1)λ/2(n=0,1,2,3,,,,); 条纹间距{:光程差(光程差); λ:光的波长; λ/2:光的半波长; d 两条狭缝之间的距离; l:挡板与屏幕之间的距离}
3、光的颜色是由光的频率决定的。 光的频率由光源决定,与介质无关。 光的传播速度与介质有关。 光的颜色从低频到高频依次为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记:紫色光频率高、波长小)
4、薄膜干涉:减反射膜的厚度为膜中绿光波长的1/4,即减反射膜的厚度d=λ/4
5、光的衍射:光在没有障碍的均匀介质中沿直线传播。 当障碍物的尺寸远大于光的波长时,光的衍射现象不明显,可以认为是沿直线传播,反之亦然。 ,不能认为光沿直线传播
6、光的偏振:光的偏振现象表明光是横波
7、光的电磁理论:光的本质是电磁波。 电磁波谱(波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、伽马射线。红外线、紫外线、X射线的发现、特点、产生机理及实际应用伦琴射线
8.光子理论,光子的能量为 E=hν {h: 普朗克常数 = 6.63×10-34J.s, ν: 光的频率}
9、爱因斯坦光电效应方程:mVm2/2=hν-W{mVm2/2:光电子初始动能,hν:光子能量,W:金属功函数}
23. 原子和原子核
1、α粒子散射测试结果 a) 大部分α粒子不发生偏转; (b) 少数α粒子发生大角度偏转; (c) 极少数α粒子发生大角度偏转(甚至反弹)
2.原子核的大小:10-15~10-14m,原子的半径约为10-10m(原子的核结构)
3.光子的发射和吸收:当原子经历稳态跃迁时,会辐射(或吸收)一定频率的光子:hν=-EEnd{能级跃迁}
4、原子核的组成:质子和中子(统称为核子),{A=质量数=质子数+中子数,Z=电荷数=质子数=原子核外电子数=原子数字
5、自然辐射现象:α射线(α粒子是氦核)、β射线(高速电子流)、γ射线(波长极短的电磁波)、α衰变和β衰变、半衰期(一半以上)原子核衰变所需的时间)。
6、爱因斯坦质能方程:E=mc2{E:能量(J),m:质量(Kg),c:真空中光速}
7、核能的计算 ΔE = Δmc2 {当Δm的单位为kg时,ΔE的单位为J; 当Δm为原子质量u的单位时,ΔE的计算单位为uc2; 1uc2=931.5MeV}。