1、高中力学知识点总结物理定理、定律、公式表一、质点的运动(1)- 直线运动1)匀变速直线运动1.平均速度 v 平=s/t( 定义式 ) 2.有用推论 vt2-vo2=2as3.中间时刻速度 vt/2=v 平=(vt+vo)/2 4.末速度 vt=vo+at5.中间位置速度 vs/2=(vo2+vt2)/21/2 6.位移 s=v 平 t=vot+at2/2=vt/2t7.加速度 a=(vt-vo)/t 以 vo 为正方向，a 与 vo 同向(加速)a0;反向则 a 8.实验用推论 s=at2 s 为连续相邻相等时间(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/
2、s2;末速度(vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m); 路程: 米;速度单位换算：1m/s=3.6km/h。注：(1)平均速度是矢量;(2)物体速度大,加速度不一定大;(3)a=(vt-vo)/t 只是量度式，不是决定式;(4)其它相关内容：质点、位移和路程、参考系、时间与时刻见第一册 p19/s-t图、v-t 图/速度与速率、瞬时速度见第一册 p24 。2)自由落体运动1.初速度 vo=0 2.末速度 vt=gt3.下落高度 h=gt2/2(从 vo 位置向下计算) 4.推论 vt2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律;(2)a
3、=g=9.8m/s210m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小，方向竖直向下)。(3)竖直上抛运动1.位移 s=vot-gt2/2 2.末速度 vt=vo-gt (g=9.8m/s210m/s2)3.有用推论 vt2-vo2=-2gs 4.上升最大高度 hm=vo2/2g(抛出点算起)5.往返时间 t=2vo/g (从抛出落回原位置的时间 )注:(1)全过程处理: 是匀减速直线运动，以向上为正方向，加速度取负值;(2)分段处理：向上为匀减速直线运动，向下为自由落体运动，具有对称性;(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。二、质点的运动(2)-曲线运动、万有引力1)
4、平抛运动1.水平方向速度：vx=vo 2.竖直方向速度：vy=gt3.水平方向位移：x=vot 4.竖直方向位移：y=gt2/25.运动时间 t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)6.合速度 vt=(vx2+vy2)1/2=vo2+(gt)21/2合速度方向与水平夹角 :tg=vy/vx=gt/v07.合位移：s=(x2+y2)1/2,位移方向与水平夹角 :tg=y/x=gt/2vo8.水平方向加速度：ax=0;竖直方向加速度：ay=g注：(1)平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为 g，通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成;(2)运动时间由下落高度 h
5、(y)决定与水平抛出速度无关;(3) 与 的关系为 tg=2tg;(4)在平抛运动中时间 t 是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度，当速度方向与所受合力(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=2r/t 2.角速度 =/t=2/t=2f3.向心加速度 a=v2/r=2r=(2/t)2r 4.向心力 f 心=mv2/r=m2r=mr(2/t)2=mv=f 合5.周期与频率：t=1/f 6. 角速度与线速度的关系：v=r7.角速度与转速的关系 =2n(此处频率与转速意义相同 )8.主要物理量及单位：弧长(s):米(m);角度() ：弧度(rad
6、); 频率(f)：赫(hz); 周期(t) ：秒(s);转速(n)：r/s;半径(r): 米(m);线速度(v)：m/s; 角速度() ：rad/s; 向心加速度：m/s2 。注：(1)向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直，指向圆心;(2)做匀速圆周运动的物体，其向心力等于合力，并且向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此物体的动能保持不变，向心力不做功，但动量不断改变。3)万有引力1.开普勒第三定律：t2/r3=k(=42/gm)r:轨道半径， t:周期，k:常量(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/
7、r2 (g=6.6710-11nm2/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.卫星绕行速度、角速度、周期：v=(gm/r)1/2;=(gm/r3)1/2;t=2(r3/gm)1/2m：中心天体质量5.第一(二、三)宇宙速度 v1=(g 地 r 地)1/2=(gm/r 地 )1/2=7.9km/s;v2=11.2km/s;v3=16.7km/s6.地球同步卫星 gmm/(r 地+h)2=m42(r 地+h)/t2h36000km ，h:距地球表面的高度，r 地:地球的半径注:(1)天体运动所需的向心
8、力由万有引力提供,f 向=f 万 ;(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空，运行周期和地球自转周期相同;(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小 (一同三反);(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为 7.9km/s。三、力(常见的力、力的合成与分解 )1)常见的力1.重力 g=mg (方向竖直向下，g=9.8m/s210m/s2 ，作用点在重心，适用于地球表面附近)2.胡克定律 f=kx 方向沿恢复形变方向， k：劲度系数(n/m)，x：形变量(m)3.滑动摩擦力 f=fn 与物体相对运动方向相反，：摩擦因数，fn ：
9、正压力(n)4.静摩擦力 0f 静fm (与物体相对运动趋势方向相反， fm 为最大静摩擦力)5.万有引力 f=gm1m2/r2 (g=6.6710-11nm2/kg2,方向在它们的连线上)6.静电力 f=kq1q2/r2 (k=9.0109nm2/c2,方向在它们的连线上 )7.电场力 f=eq (e：场强 n/c，q：电量 c，正电荷受的电场力与场强方向相同)8.安培力 f=bilsin ( 为 b 与 l 的夹角，当 lb 时:f=bil，b/l 时:f=0)9.洛仑兹力 f=qvbsin ( 为 b 与 v 的夹角，当 vb 时：f=qvb，v/b 时:f=0)注:(1)劲度系数 k
10、由弹簧自身决定;(2)摩擦因数 与压力大小及接触面积大小无关，由接触面材料特性与表面状况等决定;(3)fm 略大于 fn，一般视为 fmfn;(4)其它相关内容：静摩擦力( 大小、方向)见第一册 p8;(5)物理量符号及单位 b：磁感强度(t)，l：有效长度(m)，i: 电流强度(a)，v：带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(c);(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。2)力的合成与分解1.同一直线上力的合成同向:f=f1+f2，反向：f=f1-f2(f1f2)2.互成角度力的合成：f=(f12+f22+2f1f2cos)1/2(余弦定理) f1 f2 时:f=(f12+
11、f22)1/23.合力大小范围：|f1-f2|f|f1+f2|4.力的正交分解：fx=fcos，fy=fsin( 为合力与 x 轴之间的夹角 tg=fy/fx)注：(1)力(矢量 )的合成与分解遵循平行四边形定则;(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用 ,反之也成立;(3)除公式法外，也可用作图法求解,此时要选择标度 ,严格作图;(4)f1 与 f2 的值一定时,f1 与 f2 的夹角( 角)越大，合力越小;(5)同一直线上力的合成，可沿直线取正方向，用正负号表示力的方向，化简为代数运算。四、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，总保持
12、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为止2.牛顿第二运动定律：f 合=ma 或 a=f 合/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 、facute;各自作用在对方，平衡力与作用力反作用力区别，实际应用：反冲运动4.共点力的平衡 f 合=0，推广正交分解法、三力汇交原理5.超重：fng，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一册 p67注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态 ,或者是匀速转动。五、振动和波(机械振动与机械振动的传播 )1.简谐振动
13、 f=-kx f:回复力，k: 比例系数，x:位移，负号表示 f 的方向与 x 始终反向2.单摆周期 t=2(l/g)1/2 l:摆长(m)，g:当地重力加速度值，成立条件:摆角 r3.受迫振动频率特点：f=f 驱动力4.发生共振条件:f 驱动力=f 固，a=max，共振的防止和应用见第一册 p1755.机械波、横波、纵波见第二册 p26.波速 v=s/t=f=/t波传播过程中，一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定7.声波的波速(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(波绕过障碍物或孔继续传播 )条件：障碍物或孔的尺
14、寸比波长小，或者相差不大9.波的干涉条件：两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动，导致波源发射频率与接收频率不同相互接近，接收频率增大，反之，减小见第二册 p21 注：(1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关，取决于振动系统本身;(2)加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，减弱区则是波峰与波谷相遇处;(3)波只是传播了振动，介质本身不随波发生迁移, 是传递能量的一种方式;(4)干涉与衍射是波特有的;(5)振动图象与波动图象;(6)其它相关内容：超声波及其应用见第二册 p22/振动中的能量转化见第一册p173 。六、冲量与动量(物体的受
15、力与动量的变化 )1.动量：p=mv p:动量 (kg/s)，m:质量(kg)，v: 速度(m/s)，方向与速度方向相同3.冲量：i=ft i:冲量(ns)，f:恒力(n)，t:力的作用时间(s)，方向由 f 决定4.动量定理：i=p 或 ft=mvtmvo p:动量变化 p=mvtmvo，是矢量式5.动量守恒定律：p 前总=p 后总或 p=p也可以是 m1v1+m2v2=m1v1+m2v26.弹性碰撞：p=0;ek=0 即系统的动量和动能均守恒 7.非弹性碰撞 p=0;0 8.完全非弹性碰撞 p=0;ek=ekm 碰后连在一起成一整体9.物体 m1 以 v1 初速度与静止的物体 m2 发生弹
16、性正碰 :v1=(m1-m2)v1/(m1+m2)v2=2m1v1/(m1+m2)10.由 9 得的推论-等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)11.子弹 m 水平速度 vo 射入静止置于水平光滑地面的长木块 m，并嵌入其中一起运动时的机械能损失e 损=mvo2/2-(m+m)vt2/2=fs 相对 vt:共同速度，f:阻力，s 相对子弹相对长木块的位移注：(1)正碰又叫对心碰撞，速度方向在它们“中心”的连线上;(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算 ;(3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力，则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题
17、等);(4)碰撞过程(时间极短，发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;(5)爆炸过程视为动量守恒，这时化学能转化为动能，动能增加;(6)其它相关内容：反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行见第一册 p128 。七、功和能(功是能量转化的量度 )1.功：w=fscos(定义式)w:功(j)，f:恒力(n)，s:位移(m)，:f、s 间的夹角2.重力做功：wab=mghab m:物体的质量，g=9.8m/s210m/s2 ，hab：a 与 b 高度差(hab=ha-hb)3.电场力做功：wab=quabq:电量(c)，uab:a 与 b 之间电势差(v) 即 uab=a-
18、b4.电功：w=uit(普适式 )u：电压(v)，i:电流(a)，t:通电时间(s)5.功率：p=w/t(定义式 ) p:功率瓦(w)，w:t 时间内所做的功(j)，t: 做功所用时间(s)6.汽车牵引力的功率：p=fv;p 平=fv 平 p:瞬时功率， p 平: 平均功率7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=p 额/f)8.电功率：p=ui(普适式 ) u：电路电压(v) ，i ：电路电流 (a)9.焦耳定律：q=i2rt q: 电热(j) ，i:电流强度(a)，r:电阻值()，t:通电时间(s) 10.纯电阻电路中 i=u/r;p=ui=u2/r=i2r;q
19、=w=uit=u2t/r=i2rt11.动能：ek=mv2/2 ek:动能(j)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)12.重力势能：ep=mgh ep :重力势能(j)，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起) 13.电势能：ea=qa ea:带电体在 a 点的电势能(j) ， q:电量(c)，a:a 点的电势(v)(从零势能面起)14.动能定理(对物体做正功 ,物体的动能增加) ：w 合=mvt2/2-mvo2/2 或 w 合=ekw 合:外力对物体做的总功， ek:动能变化 ek=(mvt2/2-mvo2/2)15.机械能守恒定律：e=0 或 ek1+ep1=ek2+ep2 也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh216.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)wg=-ep注:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少 ;(2)o0 (3)重力(弹力、电场力、分子力 )做正功，则重力 (弹性、电、分子)势能减少(4)重力做功和电场力做功均与路径无关( 见 2、3 两式);(5)机械能守恒成立条件：除重力(弹力) 外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kwh(度)=3.6106j，1ev=1.6010-19j;*(7)弹簧弹性势能 e=kx2/2，与劲度系数和形变量有关。
