高中物理新課標(biāo)(必修與選修3-1、2、4)公式大全

高中物理公式

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>g，g>g）

極赤低緯高緯

3、求工、，的合力的公式：F=JF2+F2+2FFCOS0

12合"1212

兩個分力垂直時：F=J-2+F2

合12

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：IF—Fl<F<F+F

1212

（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：F=0或F=0F=0

合x合y合

推論：三個共點(diǎn)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(diǎn)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：/=gN（動的時候用，或是最大的靜摩擦力）

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。

②N為動摩擦因數(shù)，只與接觸而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：OMfMf（f為最大靜摩擦力）

靜mm

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：

mm

（1）公式：F=G..J2（適用條件：只適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用）

ri

G為萬有引力恒量：G=6.67XionN?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，h表示離地面或天體表面的高度））

a、萬有引力=向心力F=F

71向

MmV24兀2

即G——=m__=血①2r=02——r=ma=mg'

r2r72

高中物理公式o

由此可得:

①天體的質(zhì)量：”=生*,注意是被圍繞天體（處于圓心處）的質(zhì)量。

GT2

iGM

②行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的線速度:軌道半徑越大，線速度越小。

③行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的角速度：w=GM,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：r,反2r3,軌道半徑越大，周期越大。

）I~GM

⑤行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑：一」GMT2,周期越大，軌道半徑越大。

V4n2

GM

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

r2

小。

⑦地球或天體重力加速度隨高度的變化：g'=竺GM

「2~R~h)2

GM,R2

特別地，在天體或地球表面：g=____g=_______g

°R2~R+h)2o

M空役3m

3兀

⑧天體的平均密度：P=___________特別地：當(dāng)r=R時：P72=

丫=4兀辰=GT2R

3

Mm

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mg=G___

R2

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辭看的速度。

也是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。

八包=x!~qR=7.9km/s

Vr

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

2

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

3

7、牛頓第二定律：F=ma=^（后面一個是據(jù)動量定理推導(dǎo)）

合At

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

高中物理公式1

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

-s

V=-

a=g

8、勻變速直線運(yùn)動:

1

基本規(guī)律：V=V+atS=v+-at2

to0t2

ASatB

幾個重要推論：

(1)v2-v2=2as(結(jié)合上兩式知三求二)

t0

V4-VS

(2)AB段中間時刻的即時速度：v=__Q——(=一

力2t

(3)AB段位移中點(diǎn)的即時速度：v=,…

，2Y2

勻速：V=V，勻加速或勻減速直線運(yùn)動：V<V

t/2s/2“2s/2VVVV

ot/2S/2t

(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12：22：32??n2

②在第Is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：(^-1)：

(喬-712),,,,(J〃-J"1)

(5)初速無論是否為零，勻變速直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn),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)：△s=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=0,a=g

高中物理公式2

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V。、加速度為-g的勻減速直線運(yùn)動。

(1)上升最大高度：H=%

2g

V

(2)上升的時間：t=上

9

(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=一

9

1

(6)適用全過程的公式：S=Vot--gt2V=Vo—gt

2-2=-2gS(S、V的正、負(fù)號的理解)

VtV0t

11、勻速圓周運(yùn)動公式

s2TCJR

線速度：V=-=-^=(oR=2JtfR

角速度：￡0=彳=于=2可'

V24兀2

向心加速度：a=_=(02R=___R=47l2/2R

RT2」

P24兀2

向心力：F=ma=m——2R=m----JR-4?r2mR

R22

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=vt水平分速度：

0

豎直分運(yùn)動：豎直位移：y=工gt2豎直分速度:

2

V

tg0=v=v城匚v=vctg0

Vy°y

VvsinQ

高中物理公式3

y

tga=_tgO=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---量度--重力勢能的變化

電場力的功--量度--電勢能的變化

*分子力的功--量度一分子勢能的變化

合外力的功……量度一一動能的變化

安培力做功……量度一-其它能轉(zhuǎn)化為電能

1

14、動能和勢能：動能：E=2出以重力勢能：Ep=mgh（與零勢能面的

選擇有關(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）。

1j

公式：W=AE=E-E=mv2-'mv2

合kk2kl2221

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。

11

公式：mgh+_mv2=mgh.+_mv2

121222

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）

P=FP（F為牽引力，不是合外力；”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12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=fs=E—EA

相對210…

卜

20、簡諧振動的回復(fù)力F=-kx加速度a=-_.x

mI!\

高中物理公式4

固

21、單擺振動周期T=2兀患（與擺球質(zhì)量、振幅無關(guān)）

22、彈簧振子周期T=2n3

23、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

24、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(diǎn)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(diǎn)振動方向與波的傳播方向在同一直線上。有密部和疏部。

波長入：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(diǎn)間的距離。

>=vT=]

f

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。

X

波速V波長入頻率f關(guān)系：V=一=M（適用于一切波）

T

注意：波的頻率即是波源的振動頻率，與介質(zhì)無關(guān)。

二、電磁學(xué)

（-）電場

1、庫侖力：F=k”2（適用條件：真空中點(diǎn)電荷）

r2

*=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=單位：N/C

q

點(diǎn)電荷電場場強(qiáng)E=k。

r

勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E=~

d

3、電勢，電勢能<PE=/

Ag電"

順著電場線方向，電勢越來越低。

W

4、電勢差U,又稱電壓U=__U=q）-（p

cABAB

高中物理公式5

5、電場力做功和電勢差的關(guān)系W=qU

ABAB

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y=_La」姿也要2_.

22mV2mdV2

00

vqUL

粒子通過偏轉(zhuǎn)電場的偏轉(zhuǎn)角—_y-——

vmdu2

X0

Q

8、電容器的電容

u

電容器的帶電量Q=cU

eS

平行板電容器的電容c-

4nkd

充滿電以后與電源相連電壓不變

充滿電以后與電源斷開電量不變

（-）直流電路

Q

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

2、電阻定律：R=P1

S

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=R+R+R

123

電壓分配

URIR+R

22I2

功率分配

pR1R+R

22I2

（并聯(lián)的總電阻比任何一個分電阻?。?/p>

4、并聯(lián)電路總電阻L=1+1+L

RRRR

兩個電阻并聯(lián)勺一

R+R

并聯(lián)電路電流分配';尺，1=_上

0

R+R

212

并聯(lián)電路功率分配P~2'P=-^1—P

?=

R?R+R

112U

5、歐姆定律：（1）部分電路歐姆定律:變形：U=IRR

R7

E

E=U+Ir

（2）閉合電路歐姆定律」=在，

高中物理公式6

路端電壓：U=E-Ir=IR

輸出功率：P=|E-|2r=I2R（R=i■輸出功率最大）R

出

電源熱功率：P=l2r

PUR

電源效率：n=1_____一

P~E~^+r

總

6,電功和電功率：電功：W=IUt

焦耳定律（電熱）Q=l2Rt

電功率p=iu

U2

純電阻電路：W=IUt=l2Rt=-t

P=IU

非純電阻電路：W=IUt>12Kt

P=IU>kr

（三）磁場

1、磁場的強(qiáng)弱用磁感應(yīng)強(qiáng)度B來表示：B=f.（條件：B±L）單位：T

n

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(xiàn)=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：/=qvB（Blv）

方向：左手定則

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

R

mu"=至￥t=，_T

粒子在磁場中圓運(yùn)動半徑和周期R=—,

qB~qB2兀

4、磁通量①=BS有效（垂直于磁場方向的投影是有效面積）

或①=BSs'a（Ct是B與S的夾角）

高中物理公式7

△①=①-①=ABS=BAS（磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)）

21

（四）電磁感應(yīng)

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

E

（經(jīng)常和1=--------,FBIL相結(jié)合運(yùn)用）

R+r乂

E=ABAS

2.法拉第電磁感應(yīng)定s=n----------------求平均

At-At

律AtAt

直桿平動垂直切割磁場時的安培力F=--（安培力做的功轉(zhuǎn)化為電能）

R+r

4.轉(zhuǎn)桿切割磁感線感應(yīng)電動勢公式

2

感生電量（通過導(dǎo)線橫截面的電量）

R

1匝

*6.自感電動勢E

自At

（五）交流電

1.中性面（線圈平面與磁場方向垂直）=BS,e=01=0

m

2.電動勢最大值￡=NBSO)=N①3,①0

mm

正弦交流電流的瞬時值i=Isino）t（中性面開始計時）

m

4.正弦交流電有效值最大值等于有效值的應(yīng)倍

n

PPUn1-9

理想變壓器—y-1■,一個（一組副線圈時）

入出Un

2221

*6.感抗X=2業(yè)電感特點(diǎn):

L

1

*7.容抗X電容特點(diǎn):

C2nfC

（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。

1

(2)周期和頻率T=2ny[LC

f=2njLC

2、麥克斯韋電磁理論:

高中物理公式8

（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(diǎn)

①以光速傳播（麥克斯韋理論預(yù)言，赫茲實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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=f=_（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(shí)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