完整版高中物理公式大全doc.docx
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力学
一、力
1，重力：
G=mg，方向竖直向下，g=9.8m/s2≈10m/s2，作用点在物体重心。
2，静摩擦力：
0≤f静≤≤fm，与物体相对运动趋势方向相反，fm为最大静摩擦力。
3，滑动摩擦力：
f=μN，与物体运动或相对运动方向相反，μ是动摩擦因数，N是正压力。
4，弹力：
F=kx（胡克定律），x为弹簧伸长量（m），k为弹簧的劲度系数（N/m）。
5，力的合成与分解：
①两个力方向相同，F合=F1＋F2，方向与F1、F2同向②两个力方向相反，F合=F1－F2，方向与F1（F1较大）同向互成角度（0<θ<180o）：
θ增大→F减少θ减小→F增大
θ=90o，F=F1
2
F22，F的方向：
tgφ=F2
。
F1
F=F
，θ=60o，F=2Fcos30o，F与F，F的夹角均为
30o，即φ=30o
1
2
1
1
2
θ=120o，F=F1=F2，F与F1，F2
的夹角均为
60o，即φ=60o
由以上讨论，合力既可能比任一个分力都大，也可能比任一个分力都小，它的大小依赖于两个分力之间的夹角。
合力范围：
（F1－F2）≤F≤（F1＋F2）
求F1、F2两个共点力的合力大小的公式（F1与F2夹角为θ）：
FF12F222F1F2cos
二、直线运动
匀速直线运动：
位移
s
vt。
平均速度v
s
t
匀变速直线运动：
1、位移与时间的关系，公式：
s
vot
1at2
2
2、速度与时间的关系，公式：
vt
vo
at
3、位移与速度的关系：
vt2
vo2
2as，适合不涉及时间时的计算公式。
4、平均速度vvt
vo
vt
s，即为中间时刻的速度。
2
2
t
5、中间位移处的速度大小
vs
vo2
vt2
，并且vs
vt
2
2
2
2
匀变速直线运动的推理：
1、匀变速直线运动的物体，在任意两个连续相等的时间里的位移之差是个恒量，即
△s=sn+1—sn=aT2=恒量
2、初速度为零的匀加速直线运动（设T为等分时间间隔）：
①1T末、2T末、3T末瞬时速度的比值为
iv1:
v2:
v3......:
vn=1:
2:
3......:
n
②1T内、2T内、3T内的位移之比为
s1:
s2:
s3:
⋯⋯:
sn=12:
22:
32⋯⋯:
n2
③第一个T内、第二个T内、第三个T内位移之比为
SI:
SII:
SIII:
:
Sn=1:
3:
5:
（2n-1）
④从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比
-1-
t1:
t2:
t3:
......:
tn=1:
（21）:
（32）:
......:
（nn1）
自由落体运动
（1）位移公式:
h1gt2
2
（2）速度公式:
vtgt
（3）位移—速度关系式:
v22gh
竖直上抛运动
1.基本规律：
vtv0gt
hv0t
1
gt2
vt2
v02
2gh
2
2.特点（初速不为零的匀变速直线运动）
（1）只在重力作用下的直线运动。
（2）v00,ag
（3）上升到最高点的时间tv0
g
（4）上升的最大高度Hv02
2g
三、牛顿运动定律
1，牛顿第一定律（惯性定律）：
物体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，牛顿第二定律：
F合=ma或a=F合/m
a由合外力决定，与合外力方向一致。
3，牛顿第三定律
F=-F′负号表示方向相反，
F、F′为一对作用力与反作用力，各自作用在对方。
4，共点力的平衡
F合=0
二力平衡
5，超重：
N>G
失重：
NN为支持力，G为物体所受重力，不管失重还是超重，物体所受重力不变。
四、曲线运动
1，平抛运动
分速度vx
v0，vy
gt
合速度v
v02
g2t2，速度方向与水平方向的夹角：
tan
gt
v0
分位移x
gt，y
1gt2
2
合位移s
x2
y2
v02t2
1g2t4
2
y
1gt2
gt
1
位移方向与水平方向的夹角：
tan
2
tan
x
v0t
2v0
2
-2-
2，斜抛运动（初速度方向与水平方向成θ角）
速度：
位移：
可得：
t
x
vcos
代入y可得：
yxtan
gx2
2cos2
2v
这就是斜抛物体的轨迹方程。
可以看出：
y＝0时，
（1）x＝0是抛出点位置。
（2）
v
2sin2
是水平方向的最大射程。
x
g
（3）飞行时间：
3，匀速圆周运动
线速度v
s
r，
t
角速度
v
a
，
t
r
r
周期T
2
r
2
，
v
向心加速度a
v2
2r
F，
r
m
向心力
F
m
v2
m
2
R
4
2
Rm
2f2R
。
R
mvm
2
4
T
小球达到最高点时绳子的拉力（或轨道弹力）刚好等于零，小球重力提供全部向心力，则
Fm
v临界2
是通过最高点的最小速度，
v临界
gR。
mg0，v
临界
R
②小球达到最低点时，拉力与重力的合力提供向心力，有
F
mgmv2
，此时F
mgmv2
。
R
R
-3-
4，万有引力定律（G=6.67×10-11N?
m2/kg2）
（1）万有引力提供向心力：
GMm
mv2
m2r
m4
2r
m2f2r
ma
r2
r
T2
（2）忽略地球自转的影响：
GMm
mg
（GM
gR2，黄金代换式）
R2
（3）已知表面重力加速度
g，和地球半径R。
（GMm
mg，则M
gR2
）一般用于地球
R2
G
（4）已知环绕天体周期
T和轨道半径r。
（GMm
m42
r
，则M
4
2r3
）
r2
T2
GT2
（5）已知环绕天体的线速度
Mm
m
v2
v2r
v和轨道半径r。
（G
2
，则M
）
r
r
G
（6）已知环绕天体的角速度
ω和轨道半径r（GMm
m
2r，则M
2r3
）
r2
G
（7）已知环绕天体的线速度
v和周期T（v
2r,GMm
mv2
，联立得M
v3T）
T
r2
r
2G
（8）已知环绕天体的质量
m、周期T、轨道半径r。
中心天体的半径
R，求中心天体的密度ρ
解：
由万有引力充当向心力
G
Mm
4
2
则M
42r3
r
2
m
2r
GT
2
——①
T
又M
V
4
R3——②
3
联立两式得：
3
r3
GT2R3
（9）GMm
ma，则a
GM
（卫星离地心越远，向心加速度越小）
r2
r2
（10）GMm
mv2
，则v
GM（卫星离地心越远，它运行的速度越小）
r2
r
r
（11）GMm
m
2r，则
GM（卫星离地心越远，它运行的角速度越小）
r2
r3
（12）GMm
m4
2r，则T
42r3
（卫星离地心越远，它运行的周期越大）
r2
T2
GM
（13）三种宇宙速度
第一宇宙速度：
v1
GM
r
7.9km/s
第二宇宙速度：
v2
2GM
r
11.2km/s
-4-
第三宇宙速度：
v3
16.7km/s
5，机械能
功：
W=Fscos（适用于恒力的功的计算，
为力与位移的夹角）
功率：
P=W/t=Fvcos
（为力与速度的夹角）
机车启动过程中的最大速度：
vm
P额
f
Ek
1
mv
2
P2
1
2
2m
Pv
动能：
2
单位为焦耳，符号J
W总
1mvt2
1mv02
Ek2
Ek1
动能定理：
2
2
重力势能：
WG
mgh（h为物体与零势面之间的距离）
E
1kx2
弹性势能：
2
机械能守恒定律三种表达式：
（1）物体（或系统）初态的总机械能
E1等于末态的总机械能E2，即E1=E2
。
（2）物体（或系统）减少的势能
Ep减等于增加的动能
Ek增，即Ep减=
Ek增。
（3）若系统内只有
A、B两个物体，则A减少的机械能
EA减等于B增加的机械能
EB增，即
EA减=
EB增。
6，动量
动量：
pmv
2mEk
冲量：
I=Ft
动量定理：
Ftpp
动量守恒定律的几种表达式：
a，pp
b，m1v1m2v2m1v1'm2v2'
c，p1p2
d，p=0
-5-
7，机械振动
简谐振动回复力：
F=-kx
加速度：
a
F
kx
m
m
简谐振动的周期：
m
（m为振子的质量）
T2
k
单摆周期：
T2
l
50）
（摆角小于
g
8，机械波
波长、频率、波速的关系
v
f
1
f
TT
热学
阿伏伽德罗常数：
NA=6.02×10
23mol-1
10-10m，分子质量的数量级为10-27kg
用油膜法测分子的大小，直径的数量级为
与阿伏伽德罗常数有关的宏观量与微观量的计算:
分子的质量：
MA
VA
m0
NA
NA
分子的体积：
VA
V0
NA
分子的大小：
球形体积模型直径
d
3
6V0
，立方体模型边长：
d
3
V0
物质所含的分子数：
N
nNA
MANA
VANA
VA
NA
MANA
m0
V0
m0
V0
热力学第一定律
内容：
外界对物体做的功
W加上物体与外界交换的热量
Q等于物体内能的变化量E。
表达式：
E=W+Q
热力学第二定律
内容：
热传导具有从高温向低温的方向性，没有外界的影响和帮助，不可能向相反的方向进行。
或：
（1）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
（2）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。
热机做的功W和它从热源吸收的热量Q1的比值，叫热机的效率。
W
总小于1。
Q1
热力学第三定律：
不可能使温度达到绝对零度。
-6-
固体、气体和液体
理想气体三定律
玻马定律：
m一定，T不变，P1V1=P2V2。
或PV=恒量
查理定律：
m一定，V不变，
p1
p2
或Pt=Po（1+t/273）
T1
T2
盖·吕萨克定律：
m一定，T不变
V1
V2
或
V
或Vt=Vo（1+t/273）
T1
T2
恒量
T
p1V1
p2V2
理想气体状态方
T1
T2
程：
克拉伯龙方程：
pV
nRT（R=8.31J/mol
?
K，n为气体物质的量）
电磁学
电场
元电荷e=1.6×10-19C
库仑定律：
FkQ1Q2
（k=9.0×109Nm2/C2）
r2
F
电场强度：
E
（定义式）
q
E
kQ
点电荷的电场强度：
r2
电场力：
F=qE
电势：
q
（ε为电势能）
电势差:
UAB
AB
WAB
q
电场力做的功：
W
qU
qEd
Q
电容：
C
CUS
4kd
决定式：
（定义式）
4kQ
E
电容中的电场强度：
S
平行板电容器两极板间的电场强度为（由
E=U/d,C=Q/U和得出）
带点粒子在电场中的运动
①粒子穿越电场的加速度：
F
qE
qU
a
m
md
m
②粒子穿越电场的运动时间：
t
L
v0
③粒子离开电场的侧移距离：
y
1at2
1qEL2
qUL2
2
2mv02
2mdv02
-7-
④粒子离开电场时的偏角θ：
tan
vy
qUL
v0
mdv02
恒定电流
电流强度：
Q
U
neSv
I
R
t
电阻：
R
U
l
Ω?
m）
（ρ为导体的电阻率，单位
IS
（1）串联电路
①各处的电流强度相等：
I1=I2==In
②分压原理：
U1
U2
Un
R1
R2
Rn
③电路的总电阻：
R=R1+R2++Rn
④电路总电压：
U=U1+U2++Un
（2）并联电流
①各支路电压相等：
U=U1=U2==Un
②分流原理：
I1R1=I2R2==InRn
③电路的总电阻：
1
1
1
1
I=I1+I2++In
RR1
R2
④电路中的总电流：
Rn
焦耳定律
W
Q
Pt
I2Rt
U2
t
R
P
P热
I2R
UI
U2
R
无论串联电路还是并联电路，电路的总功率等于各用电器功率之和，即：
P总
P1
P2
Pn
闭合电路欧姆定律
（1）路端电压与外电阻R的关系：
U
ER
E
（外电路为纯电阻电路）
IR
r
Rr
1
R
（2）路端电压与电流的关系：
U=E－Ir（普适式）电源的总功率（电源消耗的功率）P总=IE
电源的输出功率（外电路消耗的功率）P输=IU
电源内部损耗的功率：
P损=I2r
由能量守恒有：
IE=IU＋I2r
外电路为纯电阻电路时：
P输IUI2R
E2R
E2
Rr2
Rr2
4r
R
由上式可以看出，当外电阻等于电源内部电阻
（R=r）时，电源输出功率最大
，其最大输出功率为
E2
出
Pmax
4r
电源的效率：
电源的输出功率与电源功率之比，即
-8-
P出
IU
U
100%
P
100%
100%
IE
E
对纯电阻电路，电源的效率为
I2R
100%
R
1
2R
100%
100%
I
r
Rr
r
1
R
由上式看出：
外电阻越大，电源的效率越高。
磁场
定义式：
B=F/IL，为矢量
安培力F=BIL（磁场与电流垂直），F=0（磁场与电流平行），F=BILsinθ（磁场与电流成θ角）两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。
磁通量：
Φ=BSsinθ（θ为磁场与平面之间的夹角）
磁场对运动电荷的作用
洛伦兹力的大小：
F=qvB
带电粒子在磁场中的匀速圆周运动基本公式
①向心力：
qvB
mv2
。
R
②粒子圆周运动的半径
R
mv
。
qB
③周期、频率和角速度公式：
T
2R
2m，f
1
qB
，
2
2f
qB。
v
qB
T
2
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