高中物理公式大全手冊

高中物理公式大全手冊 物理定理、定律、 物理定理、定律、公式表 一、質點的運動(1)------直線運動 質點的運動( ------直線運動 1)勻變速直線運動 1.平均速度 s/t(定義式) 1.平均速度 V 平=s/t(定義式) 3.中間時刻速度 3.中間時刻速度 Vt/2=V 平=(Vt+Vo)/2 2.有用推論 2.有用推論 Vt2-Vo2=2as 4.末速度 4.末速度 Vt=Vo+at 5.中間位置速度 6.位移 /2= 5.中間位置速度 Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移 s=V 平 t=Vot+at2/2=(Vt+Vo) t / 2 7.加速度 為正方向, 同向(加速)a>0 )a>0; a<0 7.加速度 a=(Vt-Vo)/t {以 Vo 為正方向,a 與 Vo 同向(加速)a>0;反向則 a<0} 8.實驗用推論Δ 為連續相鄰相等時間(T)內位移之差} (T)內位移之差 8.實驗用推論Δs=aT2 {Δs 為連續相鄰相等時間(T)內位移之差} 實驗用推論 9.主要物理量及單位:初速度(V ):m/s;加速度 加速度(a):m/s 末速度(V ):m/s;時間 9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間 主要物理量及單位 (t)秒(s);位移(s): (t)秒(s);位移(s): 位移 米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。

路程: 速度單位換算:1m/s=3.6km/h。

:1m/s=3.6km/h 注:(1)平均速度是矢量; (1)平均速度是矢量; 平均速度是矢量 只是定義式,不是決定式; t 只是定義式,不是決定式; (4)其它相關內容:質點.位移和路程.參考系.時間與時刻, --t .v---t (4)其它相關內容:質點.位移和路程.參考系.時間與時刻,s--t 圖.v--t 圖/速 其它相關內容 度與速率.瞬時速度見書。

度與速率.瞬時速度見書。

2)自由落體運動 2)自由落體運動 1.初速度 1.初速度 Vo=0 2.末速度 2.末速度 Vt=gt 3.下落高度 /2( 3.下落高度 h=gt2/2(從 Vo 位置向 (2)物體速度大,加速度不一定大; (2)物體速度大,加速度不一定大; 物體速度大 (3)a=(Vt-Vo)/ 下計算) 4.推論 下計算) 4.推論 Vt2=2gh 注:(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,遵循勻變速直線運動規 :(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動, 自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動 律;

(2)a= 重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小, (2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小, 方向豎直向下)。

方向豎直向下)。

(3)豎直上拋運動 3)豎直上拋運動 1.位移 1.位移 s=Vot-gt2/2 3.有用推論 3.有用推論 Vt2-Vo2=-2gs 2.末速度 2.末速度 Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2) 4.上升最大高度 Hm= /2g(拋出點算起 拋出點算起) 4.上升最大高度 Hm=Vo2/2g(拋出點算起) 5.往返時間 從拋出落回原位置的時間) 5.往返時間 t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時間) 注:(1)全過程處理:是勻減速直線運動,以向上為正方向,加速度取負值; :(1)全過程處理:是勻減速直線運動,以向上為正方向,加速度取負值; 全過程處理 (2)分段處理:向上為勻減速直線運動,向下為自由落體運動,具有對稱性; (2)分段處理:向上為勻減速直線運動,向下為自由落體運動,具有對稱性; 分段處理 (3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。

(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。

上升與下落過程具有對稱性 二、質點的運動(2)----曲線運動、萬有引力 質點的運動( ----曲線運動、 曲線運動 1)平拋運動 1)平拋運動 1.水平方向速度: 2.豎直方向速度 豎直方向速度: 1.水平方向速度:Vx=Vo 2.豎直方向速度:Vy=gt 水平方向速度 3.水平方向位移: 3.水平方向位移:x=Vot 水平方向位移 4.豎直方向位移: 4.豎直方向位移:y=gt2/2 豎直方向位移 5.運動時間 通常又表示為(2h/g) 5.運動時間 t=(2y/g)1/2 (通常又表示為(2h/g)1/2) 6.合速度 6.合速度 Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2 合速度方向與水平夾角β:tgβ 合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0 7.合位移: 7.合位移:s=(x2+y2)1/2, 合位移 位移方向與水平夾角α:tgα y/x= 位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo 8.水平方向加速度: =0;豎直方向加速度: 8.水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g 水平方向加速度 g,通常可看作是水平方向的勻速 注:(1)平拋運動是勻變速曲線運動,加速度為 g,通常可看作是水平方向的勻速 (1)平拋運動是勻變速曲線運動, 平拋運動是勻變速曲線運動 直線運與豎直方向的自由落體運動的合成; 直線運與豎直方向的自由落體運動的合成; 動的合成 (2)運動時間由下落高度 h(y)決定與水平拋出速度無關 決定與水平拋出速度無關; (2)運動時間由下落高度 h(y)決定與水平拋出速度無關;

tgβ 2tgα (3)θ與β的關系為 tgβ=2tgα; (4)在平拋運動中時間 t 是解題關鍵;(5)做曲線運動的物體必有加速度,當速 是解題關鍵;(5)做曲線運動的物體必有加速度, ;(5)做曲線運動的物體必有加速度 度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。

度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。

2)勻速圓周運動 1.線速度 s/t= 1.線速度 V=s/t=2πr/T 2.角速度ω 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf 角速度 /t= /T= 3.向心加速度 /r= (2π 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=F 合 4.向心力 /r= mr(2π 5.周期與頻率: 5.周期與頻率:T=1/f 周期與頻率 6.角速度與線速度的關系: 6.角速度與線速度的關系:V=ωr 角速度與線速度的關系 7.角速度與轉速的關系ω 7.角速度與轉速的關系ω=2πn(此處頻率與轉速意義相同) 角速度與轉速的關系 n(此處頻率與轉速意義相同) 此處頻率與轉速意義相同 8.主要物理量及單位:弧長(s):(m);角度( ):弧度(rad);頻率(f);赫(Hz);周 8.主要物理量及單位:弧長(s):(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f);赫(Hz);周 主要物理量及單位 (s):(m);角度 弧度(rad);頻率(f); 期(T):秒(s);轉速(n);r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/ (T):秒(s);轉速(n);r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度( 轉速(n);r/s (r): 線速度(V):m/s;角速度 s;向心加速度:m/s2。

s;向心加速度:m/s 向心加速度 注:(1)向心力可以由某個具體力,也可以由合力,還可以由分力提 :(1 向心力可以由某個具體力,也可以由合力, 供,方向始終與速度方向垂直,指向圓心; 方向始終與速度方向垂直,指向圓心; (2)做勻速圓周運動的物體,其向心力等于合力,并且向心力只改變速度的方向, (2)做勻速圓周運動的物體,其向心力等于合力,并且向心力只改變速度的方向, 做勻速圓周運動的物體 向心力只改變速度的方向 不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變, 不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,向心力不做功 3)萬有引力 3)萬有引力 1.開普勒第三定律: K(= /GM){R:軌道半徑 T:周期 K:常量 軌道半徑, 周期, 常量( 1.開普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行 開普勒第三定律 星質量無關,取決于中心天體的質量) 星質量無關,取決于中心天體的質量)} 2.萬有引力定律: 6.67×10方向在它們的連線上) 2.萬有引力定律: =Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/kg2, 萬有引力定律 F 方向在它們的連線上) 3.天體上的重力和重力加速度: mg; R:天體半徑(m), 天體半徑(m) 3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M: 天體上的重力和重力加速度 天體質量(kg)} 天體質量(kg)}

4.衛星繞行速度、角速度、周期: (GM/r 4.衛星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM) 衛星繞行速度 1/2 {M:中心天體質量} 中心天體質量} 5.第一( 三 7.9km/s; 11.2km/s; 5.第一(二、 )宇宙速度 V1=(g 地 r 地)1/2=(GM/r 地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s; 第一 V3=16.7km/s 6.地球同步衛星 m4π 36000km,h:距地球表面的 6.地球同步衛星 GMm/(r 地+h)2=m4π2(r 地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的 高度, 高度, r 地:地球的半徑} 地球的半徑} 注:(1)天體運動所需的向心力由萬有引力,F 向=F 萬; :(1)天體運動所需的向心力由萬有引力,F 天體運動所需的向心力由萬有引力 (2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等; (2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等; 應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等 (3)地球同步衛星只能運行于赤道上空,運行周期和地球自轉周期相同; (3)地球同步衛星只能運行于赤道上空,運行周期和地球自轉周期相同; 地球同步衛星只能運行于赤道上空 球自轉周期相同 (4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小( (4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三 衛星軌道半徑變小時 反); (5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為 7.9km/s。

(5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為 7.9km/s。

三、力(常見的力、力的合成與分解) 常見的力、力的合成與分解) (1)常見的力 (1)常見的力 1.重力 方向豎直向下, 作用點在重心, 1.重力 G=mg (方向豎直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點在重心,適用于地 球表面附近) 球表面附近) 2.胡克定律 方向沿恢復形變方向, 勁度系數(N/m), : (N/m), 形變量(m) (m)} 2.胡克定律 F=kx {方向沿恢復形變方向, : k 勁度系數(N/m) x 形變量(m)} 3.滑動摩擦力 與物體相對運動方向相反, 摩擦因數, 3.滑動摩擦力 F=μFN {與物體相對運動方向相反,μ:摩擦因數,FN:正壓力 (N)} (N)} 4.靜摩擦力 與物體相對運動趨勢方向相反, 為最大靜摩擦力) 4.靜摩擦力 0≤f 靜≤fm (與物體相對運動趨勢方向相反,fm 為最大靜摩擦力) 5.萬有引力 6.67×10方向在它們的連線上) 5.萬有引力 F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它們的連線上)

6.靜電力 9.0× 方向在它們的連線上) 6.靜電力 F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109Nm2/C2,方向在它們的連線上) 7.電場力 F=Eq (E: 7.電場力 場強 N/C, : N/C, 電量 C, q 正電荷受的電場力與場強方向相同) 正電荷受的電場力與場強方向相同) 8.安培力 BILsinθ 的夾角, :F=BIL, 8.安培力 F=BILsinθ (θ為 B 與 L 的夾角,當 L⊥B 時:F=BIL,B//L 時:F =0) 注:(1)勁度系數 k 由彈簧自身決定; :(1)勁度系數 由彈簧自身決定; (2)摩擦因數μ與壓力大小及接觸面積大小無關, 由接觸面材料特性與表面狀況 (2)摩擦因數μ與壓力大小及接觸面積大小無關, 摩擦因數 等決定; 等決定; 略大于μ ≈μF (3)fm 略大于μFN,一般視為 fm≈μFN; (4)物理量符號及單位 B:磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V:帶電 磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V: (4)物理量符號及單位 B:磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V:帶電 粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C); 粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C); (m/s),q:帶電粒子 (5)安培力方向用左手定則判定。

(5)安培力方向用左手定則判定。

安培力方向用左手定則判定 2)力的合成與分解 1.同一直線上力的合成同向:F= 反向: 1.同一直線上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2) 同一直線上力的合成同向:F 2.互成角度力的合成: 2.互成角度力的合成: 互成角度力的合成 cosα 余弦定理) :F= F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2 時:F=(F12+F22)1/2 3.合力大小范圍: 3.合力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2| 合力大小范圍 4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β為合力與 x 軸之間的夾角 tgβ= 4.力的正交分解: Fcosβ Fsinβ tgβ 力的正交分解 Fy/Fx) 注:(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則; (1)力 矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則; 合力與分力的關系是等效替代關系,可用合力替代分力的共同作用,反之也 (2) 合力與分力的關系是等效替代關系,可用合力替代分力的共同作用, 成立; 成立; (3)除公式法外,也可用作圖法求解,此時要選擇標度,嚴格作圖; (3)除公式法外,也可用作圖法求解,此時要選擇標度,嚴格作圖; 除公式法外 的值一定時,F 的夾角( 越大,合力越小; (4)F1 與 F2 的值一定時,F1 與 F2 的夾角(α角)越大,合力越小;

(5)同一直線上力的合成,可沿直線取正方向,用正負號表示力的方向,化簡 同一直線上力的合成,可沿直線取正方向,用正負號表示力的方向, 方向 為代數運算。

為代數運算。

四、動力學(運動和力) 動力學(運動和力) 1.牛頓第一運動定律(慣性定律):物體具有慣性, 1.牛頓第一運動定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線運動狀態或靜 牛頓第一運動定律 ):物體具有慣性 止狀態, 止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止 2.牛頓第二運動定律:F /ma{由合外力決定 與合外力方向一致} 由合外力決定, 2.牛頓第二運動定律:F 合=ma 或 a=F 合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致} 牛頓第二運動定律 3.牛頓第三運動定律:F= 3.牛頓第三運動定律:F=-F′{負號表示方向相反,F、 ′各自作用在對方,平衡 牛頓第三運動定律:F 負號表示方向相反,F、 各自作用在對方, ,F F 力與作用力反作用力區別,實際應用:反沖運動} 力與作用力反作用力區別,實際應用:反沖運動} 4.共點力的平衡 正交分解法、三力匯交原理} 4.共點力的平衡 F 合=0,推廣 {正交分解法、三力匯交原理} 5.超重:F >G,失重 失重:F {加速度方向向下 均失重,加速度方向向上,均超重} 加速度方向向下, 5.超重:FN>G,失重:FN>r} 擺角θ<5°;l>>r} 3.受迫振動頻率特點: 3.受迫振動頻率特點:f=f 驅動力 受迫振動頻率特點 4.發生共振條件:f 驅動力=f 固,A=max 發生共振條件:f 5.機械波、橫波、 5.機械波、橫波、縱波 機械波

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