1、高中物理公式定理定律知识点汇总 高中物理公式知识点以及考试中重要的考点. 一、质点的运动- 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=2as 3.中间时刻速度 vt/2=v 平=(vt+vo)/2 4.末速度 vt=vo+at 5.中间位置速度 vs/2=(vo2+vt2)/21/2 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)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
2、速度 (vo):m/s;加速度(a):m/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;速度与速率.瞬时速度。 2)自由落体运动 1.初速度 vo=0 2.末速度 vt=gt 3.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
3、; (2)a=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
4、动-曲线运动、万有引力 1)平抛运动 1.水平方向速度：vx=vo 2.竖直方向速度：vy=gt 3.水平方向位移：x=vot 4.竖直方向位移：y=gt2/2 5.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/v0 7.合位移：s=(x2+y2)1/2, 位移方向与水平夹角 :tg=y/x=gt/2vo 8.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
5、自由落体运动的合成; (2)运动时间由下落高度 h(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=2f 3.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=r 7.角速度与转速的关系 =2n(此处频率与转速意义相同 )
6、8.主要物理量及单位:弧长 (s)：(m);角度():弧度(rad);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
7、星质量无关， 取决于中心天体的质量) 2.万有引力定律：f=gm1m2/r2 (g=6.6710-11n?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/s 6.地球同步卫星 gmm/(r 地+h)2=m42(r 地+h)/t2
8、h36000km ，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
9、：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 ：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=6.6710-11n?m2/kg2,方向在它们的连线上) 6.静电力 f=kq1q2/r2 (k=9.0109n?m2/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
10、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 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); (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=f
11、1-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+f22)1/2 3.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
12、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 、f 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:fn 6.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
13、适用于处理 高速问题,不适用于微观粒子 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 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 r 3.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 5.机械波、横波、纵波 注: (1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小，布朗运动越明显 ,温度越高越剧烈; (2)温度是分子平均动能的标志; 3)分子间
14、的引力和斥力同时存在 ,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快; (4)分子力做正功，分子势能减小,在 r0 处 f 引=f 斥且分子势能最小; (5)气体膨胀,外界对气体做负功 w0;吸收热量，q0 (6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和，对于理想气体分子间作 用力为零，分子势能为零; (7)r0 为分子处于平衡状态时，分子间的距离; (8)其它相关内容: 能的转化和定恒定律能源的开发与利用.环保物体的内能.分子的动 能.分子势能。 六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化 ) 1.动量：p=mv p:动量 (kg/s)，m:质量(kg)，v: 速度(m/s)，方向与速
15、度方向相同 3.冲量：i=ft i:冲量(n?s)，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+m2v2 6.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 发生弹性正碰 : v1=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2=2m1v1/(m1+m2) 10.由
16、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,
17、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=quab q:电量(c)，uab:a 与 b 之间电势差(v) 即 uab=a-b 4.电功：w=uit(普适式 ) u：电压(v)
18、，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=w=uit=u2t/r=i2rt
19、11.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=ek w 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
20、是 mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2 16.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。 八、分子
21、动理论、能量守恒定律 1.阿伏加德罗常数 na=6.021023/mol;分子直径数量级 10-10 米 2.油膜法测分子直径 d=v/s v:单分子油膜的体积(m3)，s: 油膜表面积(m)2 3.分子动理论内容：物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动; 分子间存 在相互作用力。 4.分子间的引力和斥力(1)r (2)r=r0， f 引=f 斥，f 分子力=0，e 分子势能=emin(最小值) (3)rr0， f 引f 斥，f 分子力表现为引力 (4)r10r0 ，f 引=f 斥0，f 分子力0，e 分子势能0 5.热力学第一定律 w+q=u(做功和热传递，这两种改变物体内能的方式
22、，在效果上 是等效的)， w:外界对物体做的正功(j)，q:物体吸收的热量(j)，u:增加的内能(j)，涉及到第一类 永动机不可造出见第二册 p40 6.热力学第二定律 克氏表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化(热传导的 方向性); 开氏表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化(机 械能与内能转化的方向性)涉及到第二类永动机不可造出见第二册 p44 7.热力学第三定律：热力学零度不可达到宇宙温度下限： -273.15 摄氏度(热力学零 度) 注: (1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小，布朗运动越明显 ,温度越高越剧烈; (2)温度是分子平均动能
23、的标志; 3)分子间的引力和斥力同时存在 ,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快; (4)分子力做正功，分子势能减小,在 r0 处 f 引=f 斥且分子势能最小; (5)气体膨胀,外界对气体做负功 w0;吸收热量，q0 (6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和，对于理想气体分子间作 用力为零，分子势能为零; (7)r0 为分子处于平衡状态时，分子间的距离; (8)其它相关内容：能的转化和定恒定律见第二册 p41/能源的开发与利用、环保 见第二册 p47/物体的内能、分子的动能、分子势能 见第二册 p47 。 九、气体的性质 1.气体的状态参量： 温度：宏观上，物体的冷热
24、程度;微观上，物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标 志， 热力学温度与摄氏温度关系：t=t+273 t:热力学温度(k)，t: 摄氏温度() 体积 v：气体分子所能占据的空间，单位换算：1m3=103l=106ml 压强 p：单位面积上，大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力， 标准大气压：1atm=1.013105pa=76cmhg(1pa=1n/m2) 2.气体分子运动的特点：分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外，相互作用力微弱; 分子运 动速率很大 3.理想气体的状态方程：p1v1/t1=p2v2/t2 pv/t= 恒量，t 为热力学温度(k) 注: (1)理想气体的内能与理想气体的体
25、积无关,与温度和物质的量有关 ; (2)公式 3 成立条件均为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位， t 为 摄氏温度() ，而 t 为热力学温度 (k)。 十、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.6010-19c); 带电体电荷量等于元电荷的 整数倍 2.库仑定律：f=kq1q2/r2(在真空中)f: 点电荷间的作用力(n)，k:静电力常量 k=9.0109n?m2/c2，q1、q2:两点电荷的电量(c)， r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相 排斥，异种电荷互相吸引 3.电场强度：e=f/q( 定义式、计算式)e:电场强度
26、(n/c)，是矢量(电场的叠加原理) ， q：检验电荷的电量(c) 4.真空点(源)电荷形成的电场 e=kq/r2 r：源电荷到该位置的距离(m) ，q：源电荷的 电量 5.匀强电场的场强 e=uab/d uab:ab 两点间的电压(v)，d:ab 两点在场强方向的距离(m) 6.电场力：f=qe f: 电场力 (n)，q:受到电场力的电荷的电量(c)，e:电场强度(n/c) 7.电势与电势差：uab=a-b ，uab=wab/q=-eab/q 8.电场力做功：wab=quab=eqdwab:带电体由 a 到 b 时电场力所做的功(j)，q:带电量 (c)， uab:电场中 a、b 两点间的电
27、势差(v)( 电场力做功与路径无关),e:匀强电场强度,d:两点 沿场强方向的距离(m) 9.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) 10.电势能的变化 eab=eb-ea 带电体在电场中从 a 位置到 b 位置时电势能的差值 11.电场力做功与电势能变化 eab=-wab=-quab (电势能的增量等于电场力做功的负值) 12.电容 c=q/u(定义式,计算式) c:电容(f)，q:电量(c)，u: 电压( 两极板电势差)(v) 13.平行板电容器的电容 c=s/4kd(s:两极板正对面积， d:两极板间的垂直距离， ： 介电常数)
28、常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(vo=0) ：w=ek 或 qu=mvt2/2，vt=(2qu/m)1/2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度 vo 进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情 况下) 类平 垂直电场方向:匀速直线运动 l=vot(在带等量异种电荷的平行极板中： e=u/d) 抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动 d=at2/2，a=f/m=qe/m 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律 :原带异种电荷的先中和后平 分,原带同种电荷的总量平分; (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交 ,切线方向为场强方向,电场线密 处场强大
29、,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直; 3)常见电场的电场线分布要求熟记 ; (4)电场强度(矢量)与电势(标量) 均由电场本身决定 ,而电场力与电势能还与带电体带 的电量多少和电荷正负有关; (5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面 ,导体外表面附近的电场线垂直于 导体表面，导体内部合场强为零, 导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面; (6)电容单位换算：1f=106f=1012pf; (7)电子伏(ev) 是能量的单位,1ev=1.6010-19j; (8)其它相关内容：静电屏蔽/示波管、示波器及其应用等势面。 十一、恒定电流 1.电流强度：i=q/ti: 电流强度
30、(a) ，q: 在时间 t 内通过导体横载面的电量(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:导体阻值() 3.电阻、电阻定律：r=l/s:电阻率(?m) ，l:导体的长度(m)，s:导体横截面积(m2) 4.闭合电路欧姆定律：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:外电路电阻()，r:电源内阻() 5.电功与电功率：w=uit，p=uiw: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=i2rtq:
31、电热(j) ，i:通过导体的电流(a)，r:导体的电阻值()，t:通电时 间(s) 7.纯电阻电路中:由于 i=u/r,w=q，因此 w=q=uit=i2rt=u2t/r 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：p 总=ie，p 出=iu ，=p 出/p 总 i:电路总电流(a)，e:电源电动势(v)，u: 路端电压(v)，：电源效率 9.电路的串/并联 串联电路 (p、u 与 r 成正比) 并联电路 (p、i 与 r 成反比) 电阻关系(串同并反) r 串=r1+r2+r3+ 1/r 并=1/r1+1/r2+1/r3+ 电流关系 i 总=i1=i2=i3 i 并=i1+i2+i3+ 电压关系 u 总=u1+u2+u3+ u 总=u1=u2=u3 功率分配 p 总=p1+p2+p3+ p 总=p1+p2+p3+ 10.欧姆表测电阻 (1)电路组成 (2)测量原理
