目錄高一物理必背公式全部 高中物理公式大全歸納 高中物理公式推導大全 高中物理公式大全(完整版) 高中物理三個基本公式
一、速度
1.速度Vt＝Vo+at
2.有用推論Vt2-Vo2＝2as
3.平均速度V平＝s/t（定侍運義式）
4.中間時刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/2
5.中間位置速度Vs/2＝√[(Vo2+Vt2)/2]
6.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｝
7.實驗用推論Δs＝aT2｛Δs為連續相鄰相等時間(T)內位移之差｝
二、常見的力
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）
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F＝μFN ｛與物體相對運動方向相反，μ：摩擦因數，FN：正壓力(N)｝
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F＝Gm1m2/r2 （G＝6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上）
6.靜電力F＝kQ1Q2/r2 （k＝9.0×109N?m2/C2,方向在它們的連線上）
7.電場力F＝Eq （E：場強N/C，q：電量C，正電荷受的電場力與場強方向相同）
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）
9.洛侖茲力f＝qVBsinθ （θ為B與V的夾角，當V⊥B時：f＝qVB，V//B時:f＝0）
三、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,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,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合＝ma或a＝F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
3.牛頓第三運動定律:F＝-F′{負號表示方向相反,F、F′各自作用在對方,平衡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F合＝0，推廣 ｛正交分解法、三力匯交原理｝
5.超重:FN>G,失重:FN 6.牛頓運動定律的適用條件:適用于解決低速運動問題,適用于宏觀物體,不適用于處理高速問題,不適用于微觀粒子 學好物理的方法： （一）三個基本。基本概念要清楚，基本規律要熟悉，基本方法要熟練。 （二）獨立做題。要獨立地（指不依賴他人），保質保量地做一些題。穗談鋒 （三）物理過程。要對物理過程一清二楚，物理過程弄不清必然存在解題的隱患。 （四）上課。上課要認真聽講，不走思或盡量少走思。 （五）筆猜晌記本。上課以聽講為主，還要有一個筆記本，有些東西要記下來。 （六）學習資料。學習資料要保存好，作好分類工作，還要作好記號。 （七）時間。時間是寶貴的，沒有了時間就什么也來不及做了，所以要注意充分利用時間，而利用時間是一門非常高超的藝術。 一、質點的運動（1）------直線運動 1）勻變速直線運動 1、速度Vt＝Vo+at 2.位移s＝Vot+at2/2＝V平t= Vt/2t 3.有用推論Vt2-Vo2＝2as 4.平均速度V平＝s/t（定義式） 5.中間時刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/2 6.中間位置速度Vs/2＝√[(Vo2+Vt2)/2] 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Δs＝aT2｛Δs為連續相鄰相等時間(T)內位移之差｝ 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(t)秒(s);位移(s):米（m）;路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。 注：(1)平均速度是矢量; (2)物體速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,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；速度與速率.瞬時速度。 2)自由落體運動 1.初速度Vo＝0 2.末速度Vt＝gt 3.下落高度h＝gt2/2（從Vo位置向下計算） 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律； (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）。 （3)豎直上拋運動 1.位移s＝Vot-gt2/2 2.末速度Vt＝Vo-gt （g=9.8m/s2≈10m/s2） 3.有用推論Vt2-Vo2＝-2gs 4.上升最大高度Hm＝Vo2/2g(拋出點算起） 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； (2)分段處理型物：向上為勻減速直線運動，向下為自由落體運動，具有對稱性； (3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。 二、力（常見的力、力的合成與分解） (1)常見的力 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） 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F＝μFN ｛與物體相對運動方向相反，μ：摩擦因數，FN：正壓叢悄力(N)｝ 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F＝Gm1m2/r2 （G＝6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上） 6.靜電力F＝kQ1Q2/r2 （k＝9.0×109N?m2/C2,方向在它們的連線上） 7.電場卜鄭液力F＝Eq （E：場強N/C，q：電量C，正電荷受的電場力與場強方向相同） 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） 9.洛侖茲力f＝qVBsinθ （θ為B與V的夾角，當V⊥B時：f＝qVB，V//B時:f＝0） 注:(1)勁度系數k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等決定; (3)fm略大于μFN，一般視為fm≈μFN; (4)其它相關內容：靜摩擦力（大小、方向）； (5)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); (6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。 2）力的合成與分解 1.同一直線上力的合成同向:F＝F1+F2， 反向：F＝F1-F2 (F1>F2) 2.互成角度力的合成： 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：|F1-F2|≤F≤|F1+F2| 4.力的正交分解：Fx＝Fcosβ，Fy＝Fsinβ（β為合力與x軸之間的夾角tgβ＝Fy/Fx） 注：(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則; （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,反之也成立; (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; (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，化簡為代數運算。 三、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,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,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合＝ma或a＝F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致} 3.牛頓第三運動定律:F＝-F′{負號表示方向相反,F、F′各自作用在對方,平衡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F合＝0，推廣 ｛正交分解法、三力匯交原理｝ 5.超重:FN>G,失重:FN 6.牛頓運動定律的適用條件:適用于解決低速運動問題,適用于宏觀物體,不適用于處理高速問題,不適用于微觀粒子 注:平衡狀態是指物體處于靜止或勻速直線狀態,或者是勻速轉動。 高中物理 公式 總結 物理 定理 、 定律 、公式表 一、 質點 的 運動 (1)------ 直線運動 1) 勻變速直線運動 1. 平均速度 V平=s/t(定義式) 2.有用推論Vt2-Vo2=2as 3.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at 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/2t 7. 加速度 a=(Vt-Vo)/t 8.實驗用推論Δs=aT2 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(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度 單位換算 :1m/s=3.6km/h。 注: (1)平均速度是 矢量 ; (2) 物體 速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是 量度 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〔見第一冊P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與 速率 、 瞬時速度 〔見第一冊P24〕。 2) 自由落體 運動 1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計算) 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 勻變速直線運動規律 ; (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)。 (3)豎直上拋運動 1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2) 3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點算起) 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; (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 ; (3)上升與下落過程具有對稱性,如在同 點速度 等值反向等。 二、質點的運動(2)---- 曲線運動 、 萬有引力 1)平拋運動 1.水平方向速度:Vx=Vo 2.豎直方向速度:Vy=gt 3.水平方向位移:x=Vot 4.豎直方向位移:y=gt2/2 5. 運動時間 t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2) 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=Vy/Vx=gt/V0 7.合位移:s=(x2+y2)1/2, 位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo 8.水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g 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直線運與豎直方向的自由落體運動的合成; (2)運動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關; (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 V=s/t=2πr/T 2. 角速度 ω=Φ/t=2π/T=2πf 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 5. 周期 與 頻率 :T=1/f 6.角速度與線速度的關系:V=ωr 7.角速度與 轉速 的關系ω=2πn(此處頻率與轉速意義相同) 8.主要物理量及單位: 弧長 (s):米(m); 角度 (Φ):弧度(rad);頻率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);轉速(n):r/s;半徑?:米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。 注: (1)向心力可以由某個具體力提供，也可以由合力提供，還可以由 分力 提供，方向始終與速度方向垂直，指向 圓心 ; (2)做勻配豎速圓周運動的物體，其向心力等于合力，并且向心力只改變速度的方向，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，但 動量 不斷改變。 3)萬有指睜引力 1. 開普勒第三定律 :T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑，T:周期，K: 常培逗大量 (與 行星 質量無關，取決于中心 天體 的質量)} 2.萬有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2，方向在它們的連線上) 3.天體上的 重力 和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 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)1/2{M:中心天體質量} 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. 地球同步衛星 GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km，h:距地球 表面 的高度，r地: 地球 的半徑} 注: (1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬; (2)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; (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。 三、力(常見的力、 力的合成與分解 ) 1)常見的力 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) 2. 胡克定律 F=kx 3. 滑動摩擦力 F=μFN 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F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上) 6. 靜電力 F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N?m2/C2,方向在它們的連線上) 7. 電場力 F=Eq (E: 場強 N/C，q:電量C， 正電荷 受的電場力與場強方向相同) 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) 9.洛侖茲力f=qVBsinθ (θ為B與V的夾角，當V⊥B時:f=qVB，V//B時:f=0) 注: (1)勁度系數k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 與表面狀況等決定; (3)fm略大于μFN，一般視為fm≈μFN; (4)其它相關內容:靜摩擦力(大小、方向)〔見第一冊P8〕; (5)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); (6)安培力與洛侖茲力方向均用 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=F1+F2， 反向:F=F1-F2 (F1>F2) 2.互成角度力的合成: 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:|F1-F2|≤F≤|F1+F2| 4.力的正交分解:Fx=Fcosβ，Fy=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx) 注: (1)力(矢量)的合成與分解遵循 平行四邊形定則 ; (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,反之也成立; (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; (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，化簡為 代數 運算。 四、 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 ，總保持 勻速直線運動 狀態或靜止狀態,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合=ma或a=F合/ma{由 合外力 決定,與合外力方向一致} 3. 牛頓第三運動定律 :F=-F′{負號表示方向相反,F、F′各自作用在對方， 平衡力 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F合=0，推廣 5.超重:FN>G，失重:FN 6. 牛頓運動定律 的適用條件:適用于解決低速運動問題，適用于宏觀物體，不適用于處理高速問題，不適用于 微觀粒子 〔見第一冊P67〕 注:平衡狀態是指物體處于靜止或勻速直線狀態,或者是勻速轉動。 五、振動和波( 機械振動 與機械振動的傳播) 1. 簡諧振動 F=-kx 2. 單擺 周期T=2π(l/g)1/2 3. 受迫振動 頻率 特點 :f=f驅動力 4.發生 共振條件 :f驅動力=f固，A=max，共振的防止和應用〔見第一冊P175〕 5. 機械波 、 橫波 、 縱波 〔見第二冊P2〕 6. 波速 v=s/t=λf=λ/T{波 傳播過程 中，一個周期向前傳播一個 波長 ;波速大小由 介質 本身所決定} 7. 聲波 的波速(在空氣中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(聲波是縱波) 8.波發生明顯衍射(波繞過 障礙物 或孔繼續傳播)條件:障礙物或孔的 尺寸 比波長小，或者相差不大 9.波的干涉條件:兩列波頻率相同(相差恒定、 振幅 相近、振動方向相同) 10. 多普勒效應 :由于 波源 與 觀測者 間的相互運動，導致波源 發射頻率 與接收頻率不同{相互接近，接收頻率增大，反之，減小〔見第二冊P21〕} 注: (1)物體的 固有頻率 與振幅、驅動力頻率無關，取決于振動本身; (2)加強區是 波峰 與波峰或波谷與波谷相遇處，減弱區則是 波峰與波谷 相遇處; (3)波只是傳播了振動，介質本身不隨波發生遷移,是傳遞能量的一種 方式 ; (4)干涉與衍射是波特有的; (5) 振動圖象 與波動圖象; (6)其它相關內容: 超聲波 及其應用〔見第二冊P22〕/振動中的 能量轉化 〔見第一冊P173〕。 六、 沖量與動量 (物體的受力與動量的變化) 1.動量:p=mv 3.沖量:I=Ft 4. 動量定理 :I=Δp或Ft=mvt–mvo 5. 動量守恒定律 :p前總=p后總或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ 6.彈性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 7.非彈性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm 8.完全非彈性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm 9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發生彈性正碰: v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′=2m1v1/(m1+m2) 10.由9得的推論-----等質量彈性正碰時二者交換速度(動能守恒、 動量守恒 ) 11. 子彈 m水平速度vo射入靜止置于水平光滑 地面 的長木塊M，并嵌入其中一起運動時的 機械能 損失 E損=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相對 注: (1)正碰又叫 對心 碰撞，速度方向在它們“中心”的連線上; (2)以上 表達式 除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數運算; (3)動量守恒的條件:合外力為零或不受外力，則動量守恒( 碰撞問題 、爆炸問題、反沖問題等); (4) 碰撞過程 (時間極短，發生碰撞的物體構成的)視為動量守恒, 原子 核衰變 時動量守恒; (5)爆炸過程視為動量守恒，這時 化學能 轉化為動能，動能增加;(6)其它相關內容:反沖運動、火箭、 航天技術 的發展和 宇宙 航行〔見第一冊P128〕。 七、功和能(功是能量轉化的量度) 1.功:W=Fscosα(定義式){W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，α:F、s間的夾角} 2.重力做功:Wab=mghab 3.電場力做功:Wab=qUab 4. 電功 :W=UIt(普適式) 5. 功率 :P=W/t(定義式) 6.汽車 牽引力 的功率:P=Fv;P平=Fv平 7.汽車以恒定功率啟動、以恒定加速度啟動、汽車最大 行駛速度 (vmax=P額/f) 8. 電功率 :P=UI(普適式) 9. 焦耳定律 :Q=I2Rt 10. 純電阻電路 中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt 11.動能:Ek=mv2/2 12. 重力勢能 :EP=mgh 13. 電勢能 :EA=qφA 14. 動能定理 (對物體做正功,物體的動能增加): W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK 15. 機械能守恒定律 :ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2 16.重力做功與重力勢能的變化(重力做功等于物體重力勢能增量的負值)WG=-ΔEP 注: (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉化多少; (2)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做 負功 ;α=90o不做功(力的方向與位移(速度)方向垂直時該力不做功); (3)重力(彈力、電場力、 分子力 )做正功，則重力(彈性、電、 分子 )勢能減少 (4)重力做功和電場力做功均與 路徑 無關(見2、3兩式);(5)機械能守恒成立條件:除重力(彈力)外其它力不做功，只是動能和勢能之間的轉化;(6)能的其它單位換算:1kWh(度)=3.6×106J，1eV=1.60×10-19J;*(7)彈簧 彈性勢能 E=kx2/2，與勁度系數和形變量有關。 八、 分子動理論 、 能量守恒定律 1. 阿伏加德羅 常數 NA=6.02×1023/mol;分子直徑 數量級 10-10米 2. 油膜法 測分子直徑d=V/s 3.分子動理論內容:物質是由大量分子組成的;大量分子做無 規則 的 熱運動 ;分子間存在 相互作用力 。 4.分子間的 引力 和 斥力 (1)r (2)r=r0，f引=f斥，F分子力=0，E 分子勢能 =Emin( 最小值 ) (3)r>r0，f引>f斥，F分子力表現為引力 (4)r>10r0，f引=f斥≈0，F分子力≈0，E分子勢能≈0 5. 熱力學第一定律 W+Q=ΔU{(做功和熱傳遞，這兩種改變物體內能的方式，在效果上是等效的)， W:外界對物體做的正功(J)，Q:物體吸收的 熱量 (J)，ΔU:增加的內能(J)，涉及到 第一類永動機 不可造出〔見第二冊P40〕} 6. 熱力學第二定律 克氏表述:不可能使熱量由 低溫 物體傳遞到高溫物體，而不引起其它變化( 熱傳導 的 方向性 ); 開氏表述:不可能從 單一熱源 吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其它變化(機械能與內能轉化的方向性){涉及到 第二類永動機 不可造出〔見第二冊P44〕} 7. 熱力學第三定律 : 熱力學零度 不可達到{ 宇宙溫度 下限 :-273.15攝氏度(熱力學零度)} 注: (1)布朗 粒子 不是分子,布朗 顆粒 越小，布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈; (2)溫度是分子平均動能的標志; 3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快; (4)分子力做正功，分子勢能減小,在r0處F引=F斥且分子勢能最小; (5) 氣體 膨脹,外界對氣體做負功W<0;溫度升高，內能增大ΔU>0;吸收熱量，Q>0 (6)物體的內能是指物體所有的 分子動能 和分子勢能的 總和 ，對于 理想氣體 分子間作用力為零，分子勢能為零; (7)r0為分子處于平衡狀態時，分子間的距離; (8)其它相關內容:能的轉化和定恒定律〔見第二冊P41〕/ 能源 的開發與利用、環保〔見第二冊P47〕/物體的內能、 分子的動能 、分子勢能〔見第二冊P47〕。 九、氣體的 性質 1.氣體的 狀態參量 : 溫度:宏觀上，物體的冷熱程度; 微觀 上，物體 內部 分子無規則運動的劇烈程度的標志， 熱力學溫度與 攝氏溫度 關系:T=t+273 體積V:氣體分子所能占據的 空間 ，單位換算:1m3=103L=106mL 壓強p:單位面積上，大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產生持續、均勻的壓力，標準大氣壓:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2) 2.氣體 分子運動 的特點:分子間空隙大;除了碰撞的瞬間外，相互作用力微弱;分子運動速率很大 3.理想氣體的 狀態方程 :p1V1/T1=p2V2/T2 注: (1)理想氣體的內能與理想氣體的體積無關,與溫度和 物質的量 有關; (2)公式3成立條件均為一定質量的理想氣體，使用公式時要注意溫度的單位，t為攝氏溫度(℃)，而T為熱力學溫度(K)。 十、 電場 1.兩種 電荷 、 電荷守恒定律 、元電荷:(e=1.60×10-19C);帶電體 電荷量 等于元電荷的 整數 倍 2. 庫侖定律 :F=kQ1Q2/r2(在 真空 中){F: 點電荷 間的作用力(N)，k: 靜電力常量 k=9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2: 兩點 電荷的電量(C)，r:兩點電荷間的距離(m)，方向在它們的連線上，作用力與反作用力，同種電荷互相排斥， 異種 電荷互相吸引} 3. 電場強度 :E=F/q(定義式、計算式){E:電場強度(N/C)，是矢量(電場的 疊加原理 )，q: 檢驗電荷 的電量(C)} 4.真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2 5. 勻強電場 的場強E=UAB/d 6.電場力:F=qE 7.電勢與電勢差:UAB=φA-φB，UAB=WAB/q=-ΔEAB/q 8.電場力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J)，q:帶電量(C)，UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)} 9.電勢能:EA=qφA 10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA 11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等于電場力做功的負值) 12. 電容 C=Q/U(定義式,計算式) 13. 平行板電容器 的電容C=εS/4πkd(S: 兩極 板正對面積，d:兩極板間的垂直距離，ω: 介電常數 ) 常見 電容器 〔見第二冊P111〕 14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2，Vt=(2qU/m)1/2 15.帶電粒子沿垂直 電場方向 以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下) 類平 垂直電場方向:勻速直線運動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中:E=U/d) 拋運動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2，a=F/m=qE/m 注: (1)兩個完全相同的帶電 金屬 小球 接觸時,電量分配 規律 :原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分; (2) 電場線 從正電荷出發終止于 負電荷 ,電場線不相交, 切線 方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直; (3)常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98]; (4)電場強度(矢量)與電勢( 標量 )均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關; (5)處于 靜電 平衡 導體 是個 等勢體 ,表面是個 等勢面 ,導體 外表面 附近的電場線垂直于導體表面，導體內部 合場強 為零,導體內部沒有 凈電荷 ,凈電荷只分布于導體外表面; (6)電容單位換算:1F=106μF=1012PF; (7) 電子 伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J; (8)其它相關內容: 靜電屏蔽 〔見第二冊P101〕/ 示波管 、 示波器 及其應用〔見第二冊P114〕等勢面〔見第二冊P105〕。 十一、 恒定電流 1.電流強度:I=q/t{I:電流強度(A)，q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C)，t:時間(s)} 2. 歐姆定律 :I=U/R 3.電阻、 電阻定律 :R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω?m)，L:導體的 長度 (m)，S:導體 橫截面積 (m2)} 4. 閉合電路歐姆定律 :I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內+U外 5.電功與電功率:W=UIt，P=UI{W:電功(J)，U:電壓(V)，I:電流(A)，t:時間(s)，P:電功率(W)} 6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q: 電熱 (J)，I:通過導體的電流(A)，R:導體的電阻值(Ω)，t:通電時間(s)} 7.純電阻電路中:由于I=U/R,W=Q，因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R 8.電源總動率、電源輸出功率、 電源效率 :P總=IE，P出=IU，η=P出/P總{I:電路總電流(A)，E:電源電動勢(V)，U: 路端電壓 (V)，η:電源效率} 9.電路的串/并聯 串聯電路(P、U與R成正比) 并聯電路(P、I與R 成反比 ) 電阻關系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+ 電流關系 I總=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+ 電壓關系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3 功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3 1、水平方向速度：Vx=V0 2、豎直方向速度：Vy=gt 3.水平方向位移：x=V0t 4.豎直方向位移：y=gt2/2 5.運動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為游臘(2h/g)1/2) 6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[V02+(gt)2]1/2，合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0 7.合位移：s=(x2+y2)1/2,位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo 8.水平方向加速度：ax=0;豎直方向加速度：ay=g 1)平拋運此塵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直線運與豎直方向的自由落體運動的合成; (2)運動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關; (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)做曲線運動的森磨禪物體必有加速度，當速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。 勻速直線運動的位移公式：x=vt 勻變速直線運動的速度公式：v=v0+at 勻變速直線運動的位移公式：x=v0t+at2/2 向心加速度的關系：a=2ra=v2/ra=42r/T2 力對物體做功的計算式：W=FL 牛頓第二定律：F=ma 一,力學 胡克定律: F = kx (x為伸長量或壓縮量;k為勁度系數,只與彈簧的原長,粗細和材料有關) 重力: G = mg (g隨離地面高度,緯度,地質結構而變化;重力約等于地面上物體受到的地球引力) 3 ,求F,的合力:利用平行四邊形定則. 注意:(1) 力的合成和分解都均遵從平行四邊棗桐行法則. (2) 兩個力的合力范圍: F1-F2 F F1 + 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. 4,兩個平衡條件: 共點力作用下物體的平衡條件:靜止或勻速直線運動的物體,所受合外力為零. F合=0 或 : Fx合=0 Fy合=0 推論:[1]非平行的三個力作用于物體而平衡,則這三個力一定共點. [2]三個共點力作用于物體而平衡,其中任意兩個力的合力與第三個力一定等值反向 (2 )有固定轉動軸物體的平衡條件:力矩代數和為零.(只要求了解) 力矩:M=FL (L為力臂,是轉動軸到力的作用線的垂直距離) 5,摩擦力的公式: (1) 滑動摩擦力: f= FN 說明 : ① FN為接觸面間的彈力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G ② 為滑動摩擦因數,只與接觸面材料和粗糙程度有關,與接觸面積大小,接觸面相對運動快慢以及正壓力N無關. (2) 靜摩擦力:其大小與其他力有關, 由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,不與正壓力成正比. 大小范圍: O f靜 fm (fm為最大靜摩擦力,與正壓力有關) 說明: a ,摩擦力可以與運動方向相同,也可以與運動方向相反. b,摩擦力可以做正功,也可以做負功,還可以不做功. c,摩擦力的方向與物體間相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反. d,靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用,運動的物體可以受靜摩擦力的作用. 6, 浮力: F= gV (注意單位) 7, 萬有引力: F=G 適用條件:兩質點間的引力(或可以看作質點,如兩個均勻球體). G為萬有引力恒量,由卡文迪許用扭秤裝置首先測量出. 在天體上的應用:(M--天體質量 ,m—衛星質量, R--天體半徑 ,g--天體表面重力加速度,h—衛星到天體表面的高度) a ,萬有引力=向心力 G b,在地球表面附近,重力=萬有引力 mg = G g = G 第一宇宙速度 mg = m V= 8, 庫侖力:F=K (適用條件:真空中,兩點電荷之間的作用力) 電場力:F=Eq (F 與電場強度的方向可以相同,也可以相反) 10,磁場力: 洛侖茲力:磁場對運動電荷的作用力. 公式:f=qVB (BV) 方向--左手定則 安培力 : 磁場對電流的作用力. 公式:F= BIL (BI) 方向--左手定則 11,牛頓第二定律: F合 = ma 或者 Fx = m ax Fy = m ay 適用范圍:宏觀,低速物體 理解:(1)矢量性 (2)瞬時性 (3)獨立性 (4) 同體性 (5)同系性 (6)同單位制 12,勻變速直線運動: 基本規律: Vt = V0 + a t S = vo t +a t2 幾個重要推論: (1) Vt2 - V02 = 2as (勻加速直線運動:a為正值 勻減速直線運動:a為正值) (2) A B段中間時刻的瞬時速度: Vt/ 2 == (3) AB段位移中點的即時速度: Vs/2 = 勻速:Vt/2 =Vs/2 ; 勻加速或勻減速直線運族派動:Vt/2 初速為零的勻加速直線運動,在1s ,2s,3s……ns內的位移之比為12:22:32……n2; 在第1s 內,第 2s內,第3s內……第ns內的位移之比為1:3:5…… (2n-1); 在第1米內,第2米內,第3米內……第n米內的時間之比為1:: ……( 初速無論是否為零,勻變速直線運動的質點,在連續相鄰的相等的時間間隔內的位移之差為一常數:s = aT2 (a--勻變速直線運動的加兆巖賀速度 T--每個時間間隔的時間) 豎直上拋運動: 上升過程是勻減速直線運動,下落過程是勻加速直線運動.全過程是初速度為VO,加速度為g的勻減速直線運動. 上升最大高度: H = (2) 上升的時間: t= (3) 上升,下落經過同一位置時的加速度相同,而速度等值反向 (4) 上升,下落經過同一段位移的時間相等. 從拋出到落回原位置的時間:t = (5)適用全過程的公式: S = Vo t --g t2 Vt = Vo-g t Vt2 -Vo2 = - 2 gS ( S,Vt的正,負號的理解) 14,勻速圓周運動公式 線速度: V= R =2f R= 角速度:= 向心加速度:a =2 f2 R 向心力: F= ma = m2 R= mm4n2 R 注意:(1)勻速圓周運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)衛星繞地球,行星繞太陽作勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供. 氫原子核外電子繞原子核作勻速圓周運動的向心力由原子核對核外電子的庫侖力提供. 15,平拋運動公式:勻速直線運動和初速度為零的勻加速直線運動的合運動 水平分運動: 水平位移: x= vo t 水平分速度:vx = vo 豎直分運動: 豎直位移: y =g t2 豎直分速度:vy= g t tg = Vy = Votg Vo =Vyctg V = Vo = Vcos Vy = Vsin 在Vo,Vy,V,X,y,t,七個物理量中,如果 已知其中任意兩個,可根據以上公式求出其它五個物理量. 16, 動量和沖量: 動量: P = mV 沖量:I = F t (要注意矢量性) 17 ,動量定理: 物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化. 公式: F合t = mv' - mv (解題時受力分析和正方向的規定是關鍵) 18,動量守恒定律:相互作用的物體,如果不受外力,或它們所受的外力之和為零,它們的總動量保持不變. (研究對象:相互作用的兩個物體或多個物體) 公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1'+ m2v2'或p1 =- p2 或p1 +p2=O 適用條件: (1)不受外力作用. (2)受外力作用,但合外力為零. (3)受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠小于物體間的相互作用力. (4)在某一個方向的合外力為零,在這個方向的動量守恒. 19, 功 : W = Fs cos (適用于恒力的功的計算) 理解正功,零功,負功 (2) 功是能量轉化的量度 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------分子勢能的變化 合外力的功------量度-------動能的變化 20, 動能和勢能: 動能: Ek = 重力勢能:Ep = mgh (與零勢能面的選擇有關) 21,動能定理:外力所做的總功等于物體動能的變化(增量). 公式: W合= Ek = Ek2 - Ek1 = 22,機械能守恒定律:機械能 = 動能+重力勢能+彈性勢能 條件:只有內部的重力或彈力做功. 公式: mgh1 + 或者 Ep減 = Ek增 23,能量守恒(做功與能量轉化的關系):有相互摩擦力的,減少的機械能等于摩擦力所做的功. E = Q = f S相 24,功率: P = (在t時間內力對物體做功的平均功率) 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與V成正比) 25, 簡諧振動: 回復力: F = -KX 加速度:a = - 單擺周期公式: T= 2 (與擺球質量,振幅無關) (了解)彈簧振子周期公式:T= 2 (與振子質量,彈簧勁度系數有關,與振幅無關) 26, 波長,波速,頻率的關系: V == f (適用于一切波) 二,熱學 1,熱力學第一定律:U = Q + W 符號法則:外界對物體做功,W為"+".物體對外做功,W為"-"; 物體從外界吸熱,Q為"+";物體對外界放熱,Q為"-". 物體內能增量U是取"+";物體內能減少,U取"-". 2 ,熱力學第二定律: 表述一:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化. 表述二:不可能從單一的熱源吸收熱量并把它全部用來對外做功,而不引起其他變化. 表述三:第二類永動機是不可能制成的. 3,理想氣體狀態方程: (1)適用條件:一定質量的理想氣體,三個狀態參量同時發生變化. (2) 公式: 恒量 4,熱力學溫度:T = t + 273 單位:開(K) (絕對零度是低溫的極限,不可能達到) 三,電磁學 (一)直流電路 1,電流的定義: I = (微觀表示: I=nesv,n為單位體積內的電荷數) 2,電阻定律: R=ρ (電阻率ρ只與導體材料性質和溫度有關,與導體橫截面積和長度無關) 3,電阻串聯,并聯: 串聯:R=R1+R2+R3 +……+Rn 并聯: 兩個電阻并聯: R= 4,歐姆定律:(1)部分電路歐姆定律: U=IR (2)閉合電路歐姆定律:I = 路端電壓: U = -I r= IR 電源輸出功率: = Iε-Ir = 電源熱功率: 電源效率: = = (3)電功和電功率: 電功:W=IUt 電熱:Q= 電功率 :P=IU 對于純電阻電路: W=IUt= P=IU = 對于非純電阻電路: W=Iut P=IU (4)電池組的串聯:每節電池電動勢為`內阻為,n節電池串聯時: 電動勢:ε=n 內阻:r=n (二)電場 1,電場的力的性質: 電場強度:(定義式) E = (q 為試探電荷,場強的大小與q無關) 點電荷電場的場強: E = (注意場強的矢量性) 2,電場的能的性質: 電勢差: U = (或 W = U q ) UAB = φA - φB 電場力做功與電勢能變化的關系:U = - W 3,勻強電場中場強跟電勢差的關系: E = (d 為沿場強方向的距離) 4,帶電粒子在電場中的運動: 鈾? Uq =mv2 ②偏轉:運動分解: x= vo t ; vx = vo ; y =a t2 ; vy= a t a = (三)磁場 幾種典型的磁場:通電直導線,通電螺線管,環形電流,地磁場的磁場分布. 磁場對通電導線的作用(安培力):F = BIL (要求 B⊥I, 力的方向由左手定則判定;若B‖I,則力的大小為零) 磁場對運動電荷的作用(洛侖茲力): F = qvB (要求v⊥B, 力的方向也是由左手定則判定,但四指必須指向正電荷的運動方向;若B‖v,則力的大小為零) 帶電粒子在磁場中運動:當帶電粒子垂直射入勻強磁場時,洛侖茲力提供向心力,帶電粒子做勻速圓周運動.即: qvB = 可得: r = , T = (確定圓心和半徑是關鍵) (四)電磁感應 1,感應電流的方向判定:①導體切割磁感應線:右手定則;②磁通量發生變化:楞次定律. 2,感應電動勢的大小:① E = BLV (要求L垂直于B,V,否則要分解到垂直的方向上 ) ② E = (①式常用于計算瞬時值,②式常用于計算平均值) (五)交變電流 1,交變電流的產生:線圈在磁場中勻速轉動,若線圈從中性面(線圈平面與磁場方向垂直)開始轉動,其感應電動勢瞬時值為:e = Em sinωt ,其中 感應電動勢最大值:Em = nBSω . 2 ,正弦式交流的有效值:E = ;U = ; I = (有效值用于計算電流做功,導體產生的熱量等;而計算通過導體的電荷量要用交流的平均值) 3 ,電感和電容對交流的影響: 電感:通直流,阻交流;通低頻,阻高頻 電容:通交流,隔直流;通高頻,阻低頻 電阻:交,直流都能通過,且都有阻礙 4,變壓器原理(理想變壓器): ①電壓: ② 功率:P1 = P2 ③ 電流:如果只有一個副線圈 : ; 若有多個副線圈:n1I1= n2I2 + n3I3 電磁振蕩(LC回路)的周期:T = 2π 四,光學 1,光的折射定律:n = 介質的折射率:n = 2,全反射的條件:①光由光密介質射入光疏介質;②入射角大于或等于臨界角. 臨界角C: sin C = 3,雙縫干涉的規律: ①路程差ΔS = (n=0,1,2,3--) 明條紋 (2n+1) (n=0,1,2,3--) 暗條紋 相鄰的兩條明條紋(或暗條紋)間的距離:ΔX = 4,光子的能量: E = hυ = h ( 其中h 為普朗克常量,等于6.63×10-34Js, υ為光的頻率) (光子的能量也可寫成: E = m c2 ) (愛因斯坦)光電效應方程: Ek = hυ - W (其中Ek為光電子的最大初動能,W為金屬的逸出功,與金屬的種類有關) 5,物質波的波長: = (其中h 為普朗克常量,p 為物體的動量) 五,原子和原子核 氫原子的能級結構. 原子在兩個能級間躍遷時發射(或吸收光子): hυ = E m - E n 核能:核反應過程中放出的能量. 質能方程: E = m C2 核反應釋放核能:ΔE = Δm C2 復習建議: 1,高中物理的主干知識為力學和電磁學,兩部分內容各占高考的38℅,這些內容主要出現在計算題和實驗題中. 力學的重點是:①力與物體運動的關系;②萬有引力定律在天文學上的應用;③動量守恒和能量守恒定律的應用;④振動和波等等.⑤⑥ 解決力學問題首要任務是明確研究的對象和過程,分析物理情景,建立正確的模型.解題常有三種途徑:①如果是勻變速過程,通常可以利用運動學公式和牛頓定律來求解;②如果涉及力與時間問題,通常可以用動量的觀點來求解,代表規律是動量定理和動量守恒定律;③如果涉及力與位移問題,通常可以用能量的觀點來求解,代表規律是動能定理和機械能守恒定律(或能量守恒定律).后兩種方法由于只要考慮初,末狀態,尤其適用過程復雜的變加速運動,但要注意兩大守恒定律都是有條件的. 電磁學的重點是:①電場的性質;②電路的分析,設計與計算;③帶電粒子在電場,磁場中的運動;④電磁感應現象中的力的問題,能量問題等等. 2,熱學,光學,原子和原子核,這三部分內容在高考中各占約8℅,由于高考要求知識覆蓋面廣,而這些內容的分數相對較少,所以多以選擇,實驗的形式出現.但絕對不能認為這部分內容分數少而不重視,正因為內容少,規律少,這部分的得分率應該是很高的.
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