高中物理公式總結(jié)

高中物理公式總結(jié)

GAOZHONGWULIGONGSHIZONGJIE

一、力學(xué)

1、胡克定律：f=kx（X為伸長量或壓縮量，k為勁度系數(shù)，只與彈簧的長度、粗細(xì)和材料有

關(guān)）

2、重力：G=mg（g隨高度、緯度、地質(zhì)結(jié)構(gòu)而變化，g極〉g和g低緯〉g解力

3、求Fi、Fz的合力的公式：F合=+

兩個分力垂直時：尸介=52+乃2

注意：（1）力的合成和分解都均遵從平行四邊行定則。分解時喜歡正交分解。

（2）兩個力的合力范圍：|FI-F23F4F1+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、物體平衡條件：Fr^O或Fxft=0Fy合=0

推論：三個共點力作用于物體而平衡，任意一個力與剩余二個力的合力一定等值反向。

解三個共點力平衡的方法：合成法，分解法，正交分解法，三角形法，相似三角形法

5、摩擦力的公式：

（1）滑動摩擦力：/=pN（動的時候用，或時最大的靜摩擦力）

說明：①N為接觸面間的彈力（壓力），可以大于G；也可以等于G；也可以小于G。

②口為動摩擦因數(shù)，只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān)，與接觸面積大小、接觸面相

對運(yùn)動快慢以及正壓力N無關(guān)。

（2）靜摩擦力：由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解，與正壓力無關(guān)。

大小范圍：04f睜4fm（fm為最大靜摩擦力）

說明：①摩擦力可以與運(yùn)動方向相同，也可以與運(yùn)動方向相反。

②摩擦力可以作正功，也可以作負(fù)功，還可以不作功。

③摩擦力的方向與物體間相對運(yùn)動的方向或相對運(yùn)動趨勢的方向相反。

④靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用，運(yùn)動的物體可以受靜摩擦力的作用。

6、萬有引力:

（1）公式：F二（適用條件：只適用于質(zhì)點間的相互作用）

r

G為萬有引力恒量:G=6.67X10nN?m2/kg2

（2）在天文上的應(yīng)用：（M：天體質(zhì)量；R：天體半徑；g：天體表面重力加速度；r

表示衛(wèi)星或行星的軌道半徑，萬表示離地面或天體表面的高度））

a、萬有引力=向心力F萬外向

Mmv2/24/,

即G——=m—=mcor=m——r=ma=mg

廠rT~

由此可得：

①天體的質(zhì)量："二，注意是被圍繞天體（處于圓心處）的質(zhì)量。

GT2

吟,軌道半徑越大，線速度越小。

②行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的線速度：丫=

③行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的角速度：0=您軌道半徑越大，角速度越小。

④行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的周期：7=色之，軌道半徑越大，周期越大。

GM

⑤行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑：’,周期越大，軌道半徑越大。

/一

⑥行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度：。=W，軌道半徑越大，向心加速度越小。

⑦地球或天體重力加速度隨高度的變化：g'=半=-GM—

r2（R+h）2

特別地，在天體或地球表面：go二粵R2

0R28~TR^?8°

Q-TT

⑧天體的平均密度：p=-=-^—=^—特別地：當(dāng)r=R時：pT2=—

V4成3GT卡G

3萬

b、在地球表面或地面附近的物體所受的重力等于地球?qū)ξ矬w的引力，即根g=G學(xué)Mm

R-

gR2=GM。在不知地球質(zhì)量的情況下可用其半徑和表面的重力加速度來表示，此式在天體

運(yùn)動問題中經(jīng)常應(yīng)用，稱為黃金代換式。

c、第一宇宙速度：第一宇宙速度在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動所必須具有的速度。也

是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。

第二宇宙速度：-2=11.2km/s,使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度。

第三宇宙速度：V3=16.7km/s,使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度。

7、牛頓第二定律：葭=癡=絲（后面一個是據(jù)動量定理推導(dǎo)）

°Z

理解：（1）矢量性（2）瞬時性（3）獨(dú)立性（4）同體性（5）同系性（6）同單位

制

牛頓第三定律：F=F（兩個力大小相等，方向相反作用在同一直線上，分別作用在兩個物體上）

匕=%-g，

Sfgf

a=?g

v^O

a=0

vt=vQ+at

12j，v；-％=2as

=V?+at

S07與加速直線運(yùn)動：a為正值

2與減速直線運(yùn)動：a為負(fù)值

8、勻變速直線運(yùn)動:

2

基本規(guī)律：Vt=Vo+atS=vot+—at

2

ASatB

幾個重要推論：

(l)v；-M=2as(結(jié)合上兩式知三求二)

(2)AB段中間時刻的即時速度：v,/2=幺產(chǎn)=；

(3)AB段位移中點的即時速度：匕〃=J詔丁

勻速：死4=火衣，勻加速或勻減速直線運(yùn)動：vm7m

%%2匕/2匕

(4)初速為零的勻加速直線運(yùn)動，

①在Is、2s、3s.......ns內(nèi)的位移之比為北：22：32........n2

②在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)...第ns內(nèi)的位移之比為1：3：5........(2n-l)

(3)在第1m內(nèi)、第2m內(nèi)、第3m內(nèi)...第nm內(nèi)的時間之比為1：(V2-1)：

(V3-V2)......(品->!n-1)

(5)初速無論是否為零，勻變速直線運(yùn)動的質(zhì)點，在連續(xù)相鄰的相等的時間間隔內(nèi)的位移之差

為一常數(shù)：As=aT2(a：勻變速直線運(yùn)動的加速度T：每個時間間隔的時間)

9自由落體運(yùn)動

Vo=O,a=g

10.豎直上拋運(yùn)動：上升過程是勻減速直線運(yùn)動，下落過程是勻加速直線運(yùn)動。全過程

是初速度為Vo、加速度為-g的勻減速直線運(yùn)動。

V

（1）上升最大高度：H=q

2g

（2）上升的時間：t=上

g

（3）上升、下落經(jīng)過同一位置時的加速度相同，而速度等值反向

（4）上升、下落經(jīng)過同一段位移的時間相等。

2V

（5）從拋出到落回原位置的時間：t=。

g

2

（6）適用全過程的公式：S=Vot——gtVt=Vo-gt

2

22

Vt—Vo=-2gS（S、Vt的正、負(fù)號的理解）

11、勻速圓周運(yùn)動公式

線速度：v=-=^^=wR=2^fR

tT

角速度：co=—=—=2/rf

tT

向心加速度：a=—=a）2R=R=4^2fR

RT2

2

,s,V、472c,

向心力：F=ma=m--mco2R=m——R=4^2m/2R

RT-

注意：（1）勻速圓周運(yùn)動的物體的向心力就是物體所受的合外力，總是指向圓心。

（2）衛(wèi)星繞地球、行星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動的向心力由萬有引力提供。

（3）氫原子核外電子繞核作勻速圓周運(yùn)動的向心力是原子核對核外電子的庫侖力。

12、平拋運(yùn)動公式：水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動（即

自由落體運(yùn)動）的合運(yùn)動

水平分運(yùn)動:水平位移：x=v°t水平分速度：Vx=V0

豎直分運(yùn)動:豎直位移：y=gt2豎直分速度：Vy=gt

Vy=Votg9Vo=VyCtgO

V=牝2+V；

v0-vcos3Vy=vsind

y

tga=-tg0=2tga

x

13、功：W=Fscosa（適用于恒力的功的計算，a是F與s的夾角）

（1）力F的功只與F、s、a三者有關(guān)，與物體做什么運(yùn)動無關(guān)

（2）理解正功、零功、負(fù)功

（3）功是能量轉(zhuǎn)化的量度

重力的功一一量度一一重力勢能的變化

電場力的功--量度一一電勢能的變化

*分子力的功-一量度一一分子勢能的變化

合外力的功一一量度——動能的變化

安培力做功一一量度一一其它能轉(zhuǎn)化為電能

2

14、動能和勢能：動能：Ek--mv重力勢能：Ep=mgh（與零勢能面的選擇

2

有關(guān)）

15、動能定理：外力對物體所做的總功等于物體動能的變化（增量）。

八—lx1212

公式：WAEk=Ek2-Eki=—mv---mv：

222

16、機(jī)械能守恒定律：機(jī)械能=動能+重力勢能+彈性勢能

條件：系統(tǒng)只有內(nèi)部的重力或彈力（指彈簧的彈力）做功。有時重力和彈力都做功。

公式：mghi+^mv,2=mgft,

具體應(yīng)用：自由落體運(yùn)動，拋體運(yùn)動，單擺運(yùn)動，物體在光滑的斜面或曲面，彈簧振子等

W

17、功率：P=—=Fvcosa（在t時間內(nèi)力對物體做功的平均功率）

t

P=Fv（F為牽引力，不是合外力；v為即時速度時，P為即時功率；v為平

均速度時，P為平均功率；P一定時，F(xiàn)與v成反比）

18、功能原理：外力和“其它”內(nèi)力做功的代數(shù)和等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化

19、功能關(guān)系：功是能量變化的量度。

摩擦力乘以相對滑動的路程等于系統(tǒng)失去的機(jī)械能，等于摩擦產(chǎn)生的熱

Q-與相對=E2-E]

20＞物體的動量P-mv,

*21、力的沖量l=Ft

*22、動量定理：F^t=mv2—mv11物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化）

23、動量守恒定律m}v}+m2V2=miVi+m2V2或Api=-Ap2或Api+Ap2=0（注意設(shè)正方

向）

適用條件：（1）系統(tǒng)不受外力作用。（2）系統(tǒng)受外力作用，但合外力為零。（3）系統(tǒng)

受外力作用，合外力也不為零，但合外力遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力。（4）系統(tǒng)在某一個方

向的合外力為零，在這個方向的動量守恒。

完全非彈性碰撞mVi+MV2=（M+m）7（能量損失最大）

24、簡諧振動的回復(fù)力F=~kx加速度。=一&》

m

25、單擺振動周期丁=24產(chǎn)（與擺球質(zhì)量、振幅無關(guān)）

*26、彈簧振子周期丁=2%后

27、共振：驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，物體的振幅最大

28、機(jī)械波：機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播形成機(jī)械波。它是傳遞能量的一種方式。

產(chǎn)生條件：要有波源和介質(zhì)。

波的分類：①橫波：質(zhì)點振動方向與波的傳播方向垂直，有波峰和波谷。

②縱波，質(zhì)點振動方向與波的傳播方向在同一直線上。有密部和疏部。

波長X：兩個相鄰的在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點間的距離.

注意：①橫波中兩個相鄰波峰或波谷問距離等于一個波長。

②波在一個周期時間里傳播的距離等于一個波長。

波速：波在介質(zhì)中傳播的速度。機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)決定。

波速V波長入頻率f關(guān)系：V=y=V（適用于一切波）

注意：波的頻率即是波源的振動頻率，與介質(zhì)無關(guān)。

29、浮力Fn=pgV

30、密度p--,m-pV,V--

Vp

*31、力矩M=FL

*32、力矩平衡條件M?=M

二、電磁學(xué)

（-）電場

1、庫侖力：F=k*（適用條件：真空中點電荷）

r

/C=9.0X109N?m2/c2靜電力恒量

電場力：F=Eq（F與電場強(qiáng)度的方向可以相同，也可以相反）

2、電場強(qiáng)度：電場強(qiáng)度是表示電場強(qiáng)弱的物理量。

定義式：E=七單位：N/C

q

點電荷電場場強(qiáng)E=k2

勻強(qiáng)電場場強(qiáng)￡=-

d

3、電勢，電勢能%=，E電=q（p.

q

順著電場線方向，電勢越來越低。

4、電勢差U,又稱電壓U=—UAB=6A-6B

q

5、電場力做功和電勢差的關(guān)系WAB=qUAB

6、粒子通過加速電場qU--mv2

2

7、粒子通過偏轉(zhuǎn)電場的偏轉(zhuǎn)量丫=上山2=已迫士_=上絲上

22m2md

粒子通過偏轉(zhuǎn)電場的偏轉(zhuǎn)角吆。=匕=嗎

匕mdvo

8、電容器的電容c=&

U

電容器的帶電量Q=cU

2s

平行板電容器的電容C=----

471kd

電壓不變電量不變

（二）直流電路

1、電流強(qiáng)度的定義：1=-微觀式：l=nevs（n是單位體積電子個數(shù),)

t

2、電阻定律：R=

電阻率P：只與導(dǎo)體材料性質(zhì)和溫度有關(guān)，與導(dǎo)體橫截面積和長度無關(guān)。單位:

Q?m

3、串聯(lián)電路總電阻R=RI+R2+R3

電壓分配"=旦，u-&U

1

U2/?,R+R1

功率分配

1111

4、并聯(lián)電路總電阻—=----F——+——（并聯(lián)的總電阻比任何一個分電阻?。?/p>

RR[R2&

兩個電阻并聯(lián)R=』!&

q+R2

并聯(lián)電路電流分配L殳,li=-&-I

4R,&+R2

并聯(lián)電路功率分配《監(jiān),巴=——P

與+七

U_

5、歐姆定律：（1）部分電路歐姆定律：/7變形：U=IR/?=y

E

（2）閉合電路歐姆定律：I=——E=U+Ir

7?+r

路端電壓:U=E-Ir=IR

輸出功率：P出=IE-I2r=12R（R=I■輸出功率最大）R

電源熱功率：Pr=Fr

電源效率：〃=￡=%含

6、電功和電功率：電功：W=IUt

焦耳定律（電熱）Q=/2R.

電功率p=iu

2

9u

純電阻電路：W=IUt=I~Rt-...1

R

P=IU

非純電阻電路：w=iut>/27?r

P=IU>/2r

（三）磁場

1、磁場的強(qiáng)弱用磁感應(yīng)強(qiáng)度B來表示：B=Z（條件：B1L）單位：T

II

2、電流周圍的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向由安培（右手）定則決定。

（1）直線電流的磁場

（2）通電螺線管、環(huán)形電流的磁場

3、磁場力

（1）安培力：磁場對電流的作用力。

公式：F=BIL（BID（B〃l是,F=0）

方向：左手定則

（2）洛侖茲力：磁場對運(yùn)動電荷的作用力。

公式：f=qvB（B±v）

方向：左手定則

粒子在磁場中圓運(yùn)動基本關(guān)系式q\，B=%解題關(guān)鍵畫圖，找圓心畫半徑

粒子在磁場中圓運(yùn)動半徑和周期R=—,7二到t=—T

qBqB2"

4、磁通量中二BS行效（垂直于磁場方向的投影是有效面積）

或①=8Ss/77a（a是B與S的夾角）

A0>=0>2-0>7=A6S=BAS（磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù)）

（四）電磁感應(yīng)

1.直導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生的電動勢E=BLv（三者相互垂直）求瞬時或平均

（經(jīng)常和1=--------,F^=BIL相結(jié)合運(yùn)用）

R+r

△①。—①

ASD

2.法拉第電磁感應(yīng)定律E=n---=n—S-n-------D-1求平均

△tArAr

廣B2lrv

3.直桿平動垂直切割磁場時的安培力（安培力做的功轉(zhuǎn)化為電能）

R+r

4.轉(zhuǎn)桿電動勢公式E=-BI：co

2

絲

5.感生電量（通過導(dǎo)線橫截面的電量）0=

AZ

*6.自感電動勢給=L

Ar

（五）交流電

1.中性面（線圈平面與磁場方向垂直）①m=BS,e=01=0

2.電動勢最大值￡,“=NBSMN中m3，①，=0

《中性面開始計時）

3.正弦交流電流的瞬時值i=lmsincot

4.正弦交流電有效值最大值等于有效值的&倍

%

5.理想變壓器產(chǎn)入=4（（一組副線圈時）

*6.感抗XL=2用電感特點：

*7.容抗X0=」一電容特點：

（六）電磁場和電磁波

*1、LC振蕩電路

（1）在LC振蕩電路中，當(dāng)電容器放電完畢瞬間，電路中的電流為最大，線圈兩端電壓

為零。

在LC回路中，當(dāng)振蕩電流為零時，則電容器開始放電，電容器的

電量將減少，電容器中的電場能達(dá)到最大，磁場能為零。：

（2）周期和頻率T=2兀辰于=—?=?。?/p>

2^-VZc1------

2、麥克斯韋電磁理論：

（1）變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生電場。（2）變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場。

推論：①均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場。

②周期性變化（振蕩）的磁場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的周期性變化（振蕩）的電場;

周期性變化（振蕩）的電場周圍也產(chǎn)生同頻率周期性變化（振蕩）的磁場。

3、電磁場：變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，叫電

磁場。

4、電磁波：電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播就形成電磁波。

5、電磁波的特點

1.以光速傳播（麥克斯韋理論預(yù)言，赫茲實驗驗證）；2.具有能量；3.可以離開電荷而獨(dú)立

存在；4.不需要介質(zhì)傳播；5.能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象。

6、電磁波的周期、頻率和波速：

V=Xf=-（頻率在這里有時候用v來表示）

T

波速:在真空中，C=3X108m/s

三'光學(xué)

（-）幾何光學(xué)

1、概念：光源、光線、光束、光速、實像、虛像、本影、半影。

2、規(guī)律：（1）光的直線傳播規(guī)律：光在同一均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。

（2）光的獨(dú)立傳播規(guī)律：光在傳播時，雖屢屢相交，但互不干擾，保持各自的規(guī)律

傳播。

（3）光在兩種介質(zhì)交界面上的傳播規(guī)律

①光的反射定律：反射光線、入射光線和法線共面；反射光線和入射光線分居法線兩側(cè);

反射角等于入射角。

②光的析射定律：

a、折射光線、入射光線和法線共面；入射光線和折射光線分別位于法線的兩側(cè)；入

射角的正弦跟折射角的正弦之比是常數(shù)。inz刈旬即

-S-=常數(shù)

sinr

b、介質(zhì)的折射率n：光由真空（或空氣）射入某中介質(zhì)時一，有〃=小，只決定于

sinr

介質(zhì)的性質(zhì)，叫介質(zhì)的折射率。

c、設(shè)光在介質(zhì)中的速度為v,則：〃=￡可見，任何介質(zhì)的折射率大于1。

V

d、兩種介質(zhì)比較，折射率大的叫光密介質(zhì)，折射率小的叫光疏介質(zhì)。

③全反射：a、光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)的交界面時，入射光線全部反射回光密介質(zhì)中的

現(xiàn)象。

b、發(fā)生全反射的條件：③光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；⑥入射角等于臨界角。

臨界角CsinC=-

n

④光路可逆原理：光線逆著反射光線或折射光線方向入射，將沿著原來的入射光線方向反

射或折射。

,-4esinzc1'百、,

歸納：折4r射率〃=----=—=-----=--->1

sinrvsinC九介

5、常見的光學(xué)器件：（1）平面鏡（2）棱鏡（3）平行透明板

（―）光的本性

人類對光的本性的認(rèn)識發(fā)展過程

（1）微粒說（牛頓）

（2）波動說（惠更斯）

①光的干涉雙縫干涉條紋寬度=（波長越長，條紋間隔越大）

d

應(yīng)用：薄膜干涉一一由薄膜前后表面反射的兩列光波疊加而成，劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行

相間干涉條紋，檢查平面，測量厚度，光學(xué)鏡頭上的鍍膜。

②光的衍射一一單縫（或圓孔）衍射。泊松亮斑

（波長越長，衍射越明顯）

（2）電磁說（麥克斯韋）

名稱產(chǎn)生機(jī)理特性與應(yīng)用

波長/m

無線電自由電子的運(yùn)動波動性顯著，無線電通訊

104紅外線一切物體都能輻射，具有熱作

原子外層用，遙感技術(shù)，遙控器

可見光電子受激發(fā)由七種色光組成

▼紫外線一切高溫物體都能輻射，具有化

學(xué)作用、熒光效應(yīng)

倫琴（X）射線原子外內(nèi)粒子性顯著，穿透本領(lǐng)強(qiáng)

電子受激發(fā)

丫射線原子核受激發(fā)粒子性顯著，穿透本領(lǐng)更強(qiáng)

（4）光子說（愛因斯坦）

①基本觀點：光由一份一份不連續(xù)的光子組成，每份光子的能量是E=="

②實驗基礎(chǔ)：光電效應(yīng)現(xiàn)象

③規(guī)律：a、每種金屬都有發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率；b、光電子的最大初動能與光的強(qiáng)

度無關(guān)，隨入射光頻率的增大而增大；c、光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎是瞬時的；d、光電流與入射光

強(qiáng)度成正比。

④愛因斯坦光電效應(yīng)方程hv=w+Ekm

逸出功w-hv0———

光電效應(yīng)的應(yīng)用：光電管可將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?/p>

（5）光的波粒二象性

光是一種具有電磁本性的物質(zhì)，既有波動性，又有粒子性。光具有波粒二象性，單個光子

的個別行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的運(yùn)動規(guī)律表現(xiàn)為波動性。波長較大、頻率較低時光的

波動性較為顯著，波長較小，頻率較高的光的粒子性較為顯著。

（6）光波是一種概率波

四'原子物理

L氫原子能級，半徑E,=與E113.6eV能量最少g=n2rl6=0.53x10Tom

"n~

躍遷時放出或吸收光子的能量AE=hv=性

A

2.三種衰變

射線本質(zhì)速度特性

a射線貫穿能力小，電離作用強(qiáng)。

氯原子核（:He）流v=—C

10

6射線V^C貫穿能力強(qiáng)，電離作用弱。

高速電子（_；e）流

丫射線高頻電磁波（光子）v=c貫穿能力很強(qiáng)，電離作用很弱。

衰變：原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變位新核的變化。

放出a粒子的叫a衰變。放出B粒子的叫B衰變。放出丫粒子的叫丫衰變。

①哀變規(guī)律：（遵循電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒）

a衰變：號

B衰變：（B衰變的實質(zhì)是"=："+＞）

丫衰變：伴隨著a衰變或B衰變同時發(fā)生。

3.半衰期N=N6J，m=mo）n

4.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)（1919年，盧瑟福）7。+：”

中子的發(fā)現(xiàn)（1932年，查德威克）

發(fā)現(xiàn)正電子（居里夫婦）：；尸—：制++混

5.質(zhì)能方程E=mc2AE=Amc2lJ=lKg.（m/s）2

lu放出的