高三物理公式總結(jié)
一、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(1)------直線運(yùn)動(dòng)1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)
1.平均速度V平=s/t(定義式)2.有用推論Vt2-Vo2=2as3.中間時(shí)刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at5.中間位置速度Vs/2=(Vo2+Vt2)/2/26.位移s=Vt=Vot+at2/2
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a5.周期與頻率:T=1/f6.角速度與線速度的關(guān)系:V=ωr7.角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn(此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同)
8.主要物理量及單位:弧長(zhǎng)(s):(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f);赫(Hz);周期(T):秒(s);轉(zhuǎn)速(n);r/s;半徑(r):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(gè)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)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)能保持不變,向心力不做功,但動(dòng)量不斷改變.3)萬(wàn)有引力
1.開(kāi)普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質(zhì)量無(wú)關(guān),取決于中心天體的質(zhì)量)}2.萬(wàn)有引力定律:F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/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{R:天體半徑(m),M:天體質(zhì)量(kg)}4.衛(wèi)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(zhì)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.地球同步衛(wèi)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(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供,F向=F萬(wàn);(2)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等;
(3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空,運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同;
(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時(shí),勢(shì)能變小、動(dòng)能變大、速度變大、周期變小(一同三反);(5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s。三、力(常見(jiàn)的力、力的合成與分解)
(1)常見(jiàn)的力
1.重力G=mg(方向豎直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點(diǎn)在重心,適用于地球表面附近)2.胡克定律F=kx{方向沿恢復(fù)形變方向,k:勁度系數(shù)(N/m),x:形變量(m)}3.滑動(dòng)摩擦力F=μFN{與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,μ:摩擦因數(shù),F(xiàn)N:正壓力(N)}4.靜摩擦力0≤f靜≤fm(與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反,fm為最大靜摩擦力)5.萬(wàn)有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它們的連線上)6.靜電力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109Nm2/C2,方向在它們的連線上)
7.電場(chǎng)力F=Eq(E:場(chǎng)強(qiáng)N/C,q:電量C,正電荷受的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相同)8.安培力F=BILsinθ(θ為B與L的夾角,當(dāng)L⊥B時(shí):F=BIL,B//L時(shí):F=0)9.洛侖茲力f=qVBsinθ(θ為B與V的夾角,當(dāng)V⊥B時(shí):f=qVB,V//B時(shí):f=0)注:(1)勁度系數(shù)k由彈簧自身決定;
(2)摩擦因數(shù)μ與壓力大小及接觸面積大小無(wú)關(guān),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(guān)內(nèi)容:靜摩擦力(大小、方向);
(5)物理量符號(hào)及單位B:磁感強(qiáng)度(T),L:有效長(zhǎng)度(m),I:電流強(qiáng)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(shí):F=(F12+F22)1/23.合力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,F(xiàn)y=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(guān)系是等效替代關(guān)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(shí)要選擇標(biāo)度,嚴(yán)格作圖;(4)F1與F2的值一定時(shí),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(fù)號(hào)表示力的方向,化簡(jiǎn)為代數(shù)運(yùn)算。四、動(dòng)力學(xué)(運(yùn)動(dòng)和力)
1.牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止
2.牛頓第二運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)定律:F=-F′{負(fù)號(hào)表示方向相反,F、F′各自作用在對(duì)方,平衡力與作用力反作用力區(qū)別,實(shí)際應(yīng)用:反沖運(yùn)動(dòng)}
4.共點(diǎn)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(2)O0≤α2.歐姆定律:I=U/R{I:導(dǎo)體電流強(qiáng)度(A),U:導(dǎo)體兩端電壓(V),R:導(dǎo)體阻值(Ω)}3.電阻、電阻定律:R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω?m),L:導(dǎo)體的長(zhǎng)度(m),S:導(dǎo)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(nèi)+U外
{I:電路中的總電流(A),E:電源電動(dòng)勢(shì)(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內(nèi)阻(Ω)}
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(shí)間(s),P:電功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:通過(guò)導(dǎo)體的電流(A),R:導(dǎo)體的電阻值(Ω),t:通電時(shí)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(dòng)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(dòng)勢(shì)(V),U:路端電壓(V),η:電源效率}9.電路的串/并聯(lián)串聯(lián)電路(P、U與R成正比)并聯(lián)電路(P、I與R成反比)電阻關(guān)系(串同并反)R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+電流關(guān)系I總=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+電壓關(guān)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+10.歐姆表測(cè)電阻(1)電路組成(2)測(cè)量原理
兩表筆短接后,調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測(cè)電阻Rx后通過(guò)電表的電流為Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix與Rx對(duì)應(yīng),因此可指示被測(cè)電阻大小
(3)使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程、歐姆調(diào)零、測(cè)量讀數(shù){注意擋位(倍率)}、撥off擋。(4)注意:測(cè)量電阻時(shí),要與原電路斷開(kāi),選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零。11.伏安法測(cè)電阻
電流表內(nèi)接法:電流表外接法:
電壓表示數(shù):U=UR+UA電流表示數(shù):I=IR+IV
Rx的測(cè)量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真Rx的測(cè)量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)>RA[或Rx>(RARV)1/2]選用電路條件Rx2.安培力F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感應(yīng)強(qiáng)度(T),F:安培力(F),I:電流強(qiáng)度(A),L:導(dǎo)線長(zhǎng)度(m)}3.洛侖茲力f=qVB(注V⊥B);質(zhì)譜儀{f:洛侖茲力(N),q:帶電粒子電量(C),V:帶電粒子速度(m/s)}4.在重力忽略不計(jì)(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)情況(掌握兩種):(1)帶電粒子沿平行磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng):不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運(yùn)動(dòng)V=V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng):做勻速圓周運(yùn)動(dòng),規(guī)律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)運(yùn)動(dòng)周期與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和線速度無(wú)關(guān),洛侖茲力對(duì)帶電粒子不做功(任何情況下);解題關(guān)鍵:畫(huà)軌跡、找圓心、定半徑、圓心角(=二倍弦切角)。
注:(1)安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定,只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負(fù);(2)磁感線的特點(diǎn)及其常見(jiàn)磁場(chǎng)的磁感線分布要掌握;
(3)其它相關(guān)內(nèi)容:地磁場(chǎng)/磁電式電表原理/回旋加速器/磁性材料十三、電磁感應(yīng)
1.[感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小計(jì)算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應(yīng)定律,E:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(V),n:感應(yīng)線圈匝數(shù),ΔΦ/Δt:磁通量的變化率}2)E=BLV垂(切割磁感線運(yùn)動(dòng)){L:有效長(zhǎng)度(m)}
3)Em=nBSω(交流發(fā)電機(jī)最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)){Em:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值}4)E=BL2ω/2(導(dǎo)體一端固定以ω旋轉(zhuǎn)切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}2.磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb),B:勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(T),S:正對(duì)面積(m2)}
3.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)極可利用感應(yīng)電流方向判定{電源內(nèi)部的電流方向:由負(fù)極流向正極}*4.自感電動(dòng)勢(shì)E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(shù)(H)(線圈L有鐵芯比無(wú)鐵芯時(shí)要大),ΔI:變化電流,?t:所用時(shí)間,ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}
注:(1)感應(yīng)電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應(yīng)用要點(diǎn);
(2)自感電流總是阻礙引起自感電動(dòng)勢(shì)的電流的變化;(3)單位換算:1H=103mH=106μH。(4)其它相關(guān)內(nèi)容:自感/日光燈。十四、交變電流(正弦式交變電流)
1.電壓瞬時(shí)值e=Emsinωt電流瞬時(shí)值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.電動(dòng)勢(shì)峰值Em=nBSω=2BLv電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總3.正(余)弦式交變電流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/24.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關(guān)系U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出
5.在遠(yuǎn)距離輸電中,采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損′=(P/U)2R;(P損′:輸電線上損失的功率,P:輸送電能的總功率,U:輸送電壓,R:輸電線電阻);
6.公式1、2、3、4中物理量及單位:ω:角頻率(rad/s);t:時(shí)間(s);n:線圈匝數(shù);B:磁感強(qiáng)度(T);S:線圈的面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強(qiáng)度(A);P:功率(W)。
注:(1)交變電流的變化頻率與發(fā)電機(jī)中線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率相同即:ω電=ω線,f電=f線;(2)發(fā)電機(jī)中,線圈在中性面位置磁通量最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,過(guò)中性面電流方向就改變;(3)有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)定義的,沒(méi)有特別說(shuō)明的交流數(shù)值都指有效值;
(4)理想變壓器的匝數(shù)比一定時(shí),輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定,輸入功率等于輸出功率,當(dāng)負(fù)載的消耗的功率增大時(shí)輸入功率也增大,即P出決定P入;
(5)其它相關(guān)內(nèi)容:正弦交流電圖象/電阻、電感和電容對(duì)交變電流的作用。
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高中物理公式總結(jié)
張嘉騏主編
高中物理公式0
GAOZHONGWULIGONGSHIZONGJIE
一、力學(xué)
1、胡克定律:f=kx(x為伸長(zhǎng)量或壓縮量,k為勁度系數(shù),只與彈簧的長(zhǎng)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極>g赤,g低緯>g高緯)3、求F1、F2的合力的公式:F合
F12F222F1F2cos
兩個(gè)分力垂直時(shí):F合F12F22
注意:(1)力的合成和分解都均遵從平行四邊行定則。分解時(shí)喜歡正交分解。
(2)兩個(gè)力的合力范圍:F1-F2FF1+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、物體平衡條件:F合=0或Fx合=0Fy合=0
推論:三個(gè)共點(diǎn)力作用于物體而平衡,任意一個(gè)力與剩余二個(gè)力的合力一定等值反向。解三個(gè)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(dòng)摩擦力:f=N(動(dòng)的時(shí)候用,或時(shí)最大的靜摩擦力)
說(shuō)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。
②為動(dòng)摩擦因數(shù),只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān),與接觸面積大小、接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)快慢以及正壓力N無(wú)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(wú)關(guān)。大小范圍:0f靜fm(fm為最大靜摩擦力)
說(shuō)明:①摩擦力可以與運(yùn)動(dòng)方向相同,也可以與運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)的方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。④靜止的物體可以受滑動(dòng)摩擦力的作用,運(yùn)動(dòng)的物體可以受靜摩擦力的作用。
6、萬(wàn)有引力:
(1)公式:F=G
m1m2
(適用條件:只適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用)2
G為萬(wàn)有引力恒量:G=6.67×10-11Nm2/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(wàn)有引力=向心力F萬(wàn)=F向
Mmv2422mrm2rmamg"即G2mrrT由此可得:
42r3①天體的質(zhì)量:M,注意是被圍繞天體(處于圓心處)的質(zhì)量。
GT2高中物理公式
②行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度:vGMr,軌道半徑越大,線速度越小。
GM,軌道半徑越大,角速度越小。③行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度:r3
42r3,軌道半徑越大,周期越大。④行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期:TGM
2GMT⑤行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑:,周期越大,軌道半徑越大。r3
⑥行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度:a小。
⑦地球或天體重力加速度隨高度的變化:g"42GM,軌道半徑越大,向心加速度越r2GMGM22r(Rh)GMR2特別地,在天體或地球表面:g0g"g022R(Rh)42r323M3r32GTT⑧天體的平均密度:特別地:當(dāng)r=R時(shí):43GT2R3GVR3b、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mgGMm∴R2gR2GM。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(lái)表示,此式在天
體運(yùn)動(dòng)問(wèn)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運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度。也是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。
vGMgR7.9km/sr第二宇宙速度:v2=11.2km/s,使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度。第三宇宙速度:v3=16.7km/s,使物體掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度。7、牛頓第二定律:F合map(后面一個(gè)是據(jù)動(dòng)量定理推導(dǎo))
t理解:(1)矢量性(2)瞬時(shí)性(3)獨(dú)立性(4)同體性(5)同系性(6)同單位制
牛頓第三定律:F=-F’(兩個(gè)力大小相等,方向相反作用在同一直線上,分別作用在兩個(gè)物體上)
高中物理公式8、勻變速直線運(yùn)動(dòng):
基本規(guī)律:Vt=V0+atS=vot+幾個(gè)重要推論:
2(1)vt2v02as
12at2ASatB
(結(jié)合上兩式知三求二)
(2)AB段中間時(shí)刻的即時(shí)速度:vt2v0vts2t(3)AB段位移中點(diǎn)的即時(shí)速度:vs22v0vt22勻速:vt/2=vs/2,勻加速或勻減速直線運(yùn)動(dòng):vt/2V(1)上升最大高度:H=o
2g(2)上升的時(shí)間:t=
2Vog(3)上升、下落經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)的加速度相同,而速度等值反向
(4)上升、下落經(jīng)過(guò)同一段位移的時(shí)間相等。(5)從拋出到落回原位置的時(shí)間:t=
2Vog(6)適用全過(guò)程的公式:S=Vot一
12gtVt=Vo一gt2Vt2一Vo2=一2gS(S、Vt的正、負(fù)號(hào)的理解)11、勻速圓周運(yùn)動(dòng)公式
線速度:V=
s2R==R=2fRTtt22fT角速度:=
v2422R2R42f2R向心加速度:a=RTv2422
mR=m2R42mf2R向心力:F=ma=mRT注意:(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供。
(3)氫原子核外電子繞核作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是原子核對(duì)核外電子的庫(kù)侖力。
12、平拋運(yùn)動(dòng)公式:水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)(即自由落體運(yùn)動(dòng))的合運(yùn)動(dòng)
水平分運(yùn)動(dòng):水平位移:x=vot水平分速度:vx=vo
豎直分運(yùn)動(dòng):豎直位移:y=
1gt2豎直分速度:vy=gt2x)θytg=
v=VyVo2vy=votgvo=vyctg
VoVy2vo=vcosvy=vsin
ytg=2tgx高中物理公式4
tg=13、功:W=Fscosα(適用于恒力的功的計(jì)算,α是F與s的夾角)
(1)力F的功只與F、s、α三者有關(guān),與物體做什么運(yùn)動(dòng)無(wú)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(shì)能的變化電場(chǎng)力的功-----量度------電勢(shì)能的變化
*分子力的功-----量度------分子勢(shì)能的變化合外力的功------量度-------動(dòng)能的變化安培力做功------量度------其它能轉(zhuǎn)化為電能14、動(dòng)能和勢(shì)能:動(dòng)能:Ek選擇有關(guān))
15、動(dòng)能定理:外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化(增量)。公式:W合=Ek=Ek2-Ek1=
12mv重力勢(shì)能:Ep=mgh(與零勢(shì)能面的21212mv2mv12216、機(jī)械能守恒定律:機(jī)械能=動(dòng)能+重力勢(shì)能+彈性勢(shì)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(shí)重力和彈力都做功。公式:mgh1+
112mv12mgh2mv222具體應(yīng)用:自由落體運(yùn)動(dòng),拋體運(yùn)動(dòng),單擺運(yùn)動(dòng),物體在光滑的斜面或曲面,彈簧振子等17、功率:P=
W=Fvcosα(在t時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體做功的平均功率)t為平均速度時(shí),P為平均功率;P一定時(shí),F(xiàn)與v成反比)
P=Fv(F為牽引力,不是合外力;v為即時(shí)速度時(shí),P為即時(shí)功率;v
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(duì)滑動(dòng)的路程等于系統(tǒng)失去的機(jī)械能,等于摩擦產(chǎn)生的熱
QfS相對(duì)E2E1
20、物體的動(dòng)量P=mv,*21、力的沖量I=Ft
*22、動(dòng)量定理:F合t=mv2mv1(物體所受合外力的沖量等于它的動(dòng)量的變化)23、動(dòng)量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’或p1=-p2或p1+p2=0(注意設(shè)正
高中物理公式方向)
適用條件:(1)系統(tǒng)不受外力作用。(2)系統(tǒng)受外力作用,但合外力為零。(3)系統(tǒng)受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力。(4)系統(tǒng)在某一個(gè)方向的合外力為零,在這個(gè)方向的動(dòng)量守恒。
完全非彈性碰撞mV1+MV2=(M+m)V(能量損失最大)24、簡(jiǎn)諧振動(dòng)的回復(fù)力F=-kx加速度akxmA25、單擺振動(dòng)周期T2L(與擺球質(zhì)量、振幅無(wú)關(guān))g*26、彈簧振子周期T2mkf固f
27、共振:驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí),物體的振幅最大
28、機(jī)械波:機(jī)械振動(dòng)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(dòng)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(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上。有密部和疏部。
波長(zhǎng)λ:兩個(gè)相鄰的在振動(dòng)過(guò)程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離。
vTvf注意:①橫波中兩個(gè)相鄰波峰或波谷問(wèn)距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。
②波在一個(gè)周期時(shí)間里傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。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。波速v波長(zhǎng)λ頻率f關(guān)系:vTf(適用于一切波)
注意:波的頻率即是波源的振動(dòng)頻率,與介質(zhì)無(wú)關(guān)。29、浮力F浮gV30、密度mm,mV,VV*31、力矩MFL*32、力矩平衡條件M順=M逆二、電磁學(xué)(一)電場(chǎng)1、庫(kù)侖力:Fkq1q2(適用條件:真空中點(diǎn)電荷)r2k=9.0×109Nm2/c2靜電力恒量
高中物理公式電場(chǎng)力:F=Eq(F與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向可以相同,也可以相反)2、電場(chǎng)強(qiáng)度:電場(chǎng)強(qiáng)度是表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。
定義式:EF單位:N/CqQr點(diǎn)電荷電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)Ek勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E3、電勢(shì),電勢(shì)能AE電Udq順著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)越來(lái)越低。
,E電qA
4、電勢(shì)差U,又稱電壓UWUAB=φA-φBq5、電場(chǎng)力做功和電勢(shì)差的關(guān)系WAB=qUAB6、粒子通過(guò)加速電場(chǎng)qU1mv22121qEL21qUL27、粒子通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)量yat2222mV02mdV0粒子通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)角tg8、電容器的電容
vyvxqUL
2mdv0cQU電容器的帶電量Q=cU平行板電容器的電容cS4kd電壓不變電量不變(二)直流電路1、電流強(qiáng)度的定義:I=
Q微觀式:I=nevs(n是單位體積電子個(gè)數(shù),)tlR2、電阻定律:
S電阻率ρ: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(zhǎng)度無(wú)關(guān)。單位:
Ωm
3、串聯(lián)電路總電阻R=R1+R2+R3
電壓分配
U1R1,U1U2R2R1UR1R2高中物理公式功率分配P1R1,P1P2R2R1P
R1R24、并聯(lián)電路總電阻1111(并聯(lián)的總電阻比任何一個(gè)分電阻。
RR1R2R3兩個(gè)電阻并聯(lián)RR1R2
R1R2并聯(lián)電路電流分配I1R2,I1=R2I
I2R1R1R2并聯(lián)電路功率分配P1R2,P1P2R1R2PR1R25、歐姆定律:(1)部分電路歐姆定律:I(2)閉合電路歐姆定律:I=
UU變形:U=IRRRI
ErE
EUIrRr
22路端電壓:U=E-Ir=IR
輸出功率:P出=IE-Ir=IR(R=r輸出功率最大)R電源熱功率:PrI2r
電源效率:
P出P總=
UR=ER+r
6、電功和電功率:電功:W=IUt
焦耳定律(電熱)Q=IRt電功率P=IU
2U2t純電阻電路:W=IUt=IRtR2P=IU
非純電阻電路:W=IUtIRt
P=IUIr
(三)磁場(chǎng)
1、磁場(chǎng)的強(qiáng)弱用磁感應(yīng)強(qiáng)度B來(lái)表示:B22F(條件:BL)單位:TIl2、電流周?chē)拇艌?chǎng)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(chǎng)
(2)通電螺線管、環(huán)形電流的磁場(chǎng)3、磁場(chǎng)力
(1)安培力:磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力。公式:F=BIL(BI)(B//I是,F(xiàn)=0)
高中物理公式方向:左手定則
(2)洛侖茲力:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。
公式:f=qvB(Bv)方向:左手定則
2mv粒子在磁場(chǎng)中圓運(yùn)動(dòng)基本關(guān)系式qvB解題關(guān)鍵畫(huà)圖,找圓心畫(huà)半徑R粒子在磁場(chǎng)中圓運(yùn)動(dòng)半徑和周期Rmv,T2mt=T
2qBqB4、磁通量=BS有效(垂直于磁場(chǎng)方向的投影是有效面積)
或=BSsin(是B
與S的夾角)
=2-1=BS=BS(磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù))
(四)電磁感應(yīng)
1.直導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)(經(jīng)常和I=
EBLv(三者相互垂直)求瞬時(shí)或平均
E,F(xiàn)安=BIL相結(jié)合運(yùn)用)Rr
2.法拉第電磁感應(yīng)定律En1SB=n求平均S=nB=n2ttttB2L2v3.直桿平動(dòng)垂直切割磁場(chǎng)時(shí)的安培力F(安培力做的功轉(zhuǎn)化為電能)
Rr4.轉(zhuǎn)桿電動(dòng)勢(shì)公式E12BL2R1匝5.感生電量(通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電量)Q*6.自感電動(dòng)勢(shì)E自L(五)交流電
It1.中性面(線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直)m=BS,e=0I=02.電動(dòng)勢(shì)最大值
mNBS=Nm,t0
3.正弦交流電流的瞬時(shí)值i=Imsint(中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))4.正弦交流電有效值最大值等于有效值的2倍5.理想變壓器P入P出
I1n2U1n1(一組副線圈時(shí))
I2n1U2n2高中物理公式*6.感抗XL2fL電感特點(diǎn):*7.容抗XC(六)電磁場(chǎng)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(shí),則電容器開(kāi)始放電,電容器的電量將減少,電容器中的電場(chǎng)能達(dá)到最大,磁場(chǎng)能為零。(2)周期和頻率T2LCf2、麥克斯韋電磁理論:
(1)變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng)。(2)變化的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)。推論:①均勻變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)。
②周期性變化(振蕩)的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生同頻率的周期性變化(振蕩)的電場(chǎng);周期性變化(振蕩)的電場(chǎng)周?chē)伯a(chǎn)生同頻率周期性變化(振蕩)的磁場(chǎng)。
3、電磁場(chǎng):變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的,形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體,叫電磁場(chǎng)。
4、電磁波:電磁場(chǎng)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)
⒈以光速傳播(麥克斯韋理論預(yù)言,赫茲實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證);⒉具有能量;⒊可以離開(kāi)電荷而獨(dú)立存在;⒋不需要介質(zhì)傳播;⒌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=
1電容特點(diǎn):2fC12LC
(頻率在這里有時(shí)候用ν來(lái)表示)T波速:在真空中,C=3×108m/s三、光學(xué)(一)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(shí),雖屢屢相交,但互不干擾,保持各自的規(guī)
律傳播。
(3)光在兩種介質(zhì)交界面上的傳播規(guī)律
高中物理公式①光的反射定律:反射光線、入射光線和法線共面;反射光線和入射光線分居法線兩側(cè);反射角等于入射角。②光的析射定律:
a、折射光線、入射光線和法線共面;入射光線和折射光線分別位于法線的兩側(cè);
入射角的正弦跟折射角的正弦之比是常
數(shù)。即sini常數(shù)sinrb、介質(zhì)的折射率n:光由真空(或空氣)射入某中介質(zhì)時(shí),有n于介質(zhì)的性質(zhì),叫介質(zhì)的折射率。
c、設(shè)光在介質(zhì)中的速度為v,則:nsini,只決定sinrc可見(jiàn),任何介質(zhì)的折射率大于1。vd、兩種介質(zhì)比較,折射率大的叫光密介質(zhì),折射率小的叫光疏介質(zhì)。
③全反射:a、光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)的交界面時(shí),入射光線全部反射回光密介質(zhì)中的現(xiàn)象。
b、發(fā)生全反射的條件:光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);入射角等于臨界角。臨界角CsinC1n④光路可逆原理:光線逆著反射光線或折射光線方向入射,將沿著原來(lái)的入射光線方向反射或折射。
真sinic11歸納:折射率n===
sinrvsinC介5、常見(jiàn)的光學(xué)器件:(1)平面鏡(2)棱鏡(3)平行透明板(二)光的本性
人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)發(fā)展過(guò)程(1)微粒說(shuō)(牛頓)(2)波動(dòng)說(shuō)(惠更斯)
①光的干涉雙縫干涉條紋寬度xL(波長(zhǎng)越長(zhǎng),條紋間隔越大)
d應(yīng)用:薄膜干涉由薄膜前后表面反射的兩列光波疊加而成,劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行相間干涉條紋,檢查平面,測(cè)量厚度,光學(xué)鏡頭上的鍍膜。②光的衍射單縫(或圓孔)衍射。泊松亮斑(波長(zhǎng)越長(zhǎng),衍射越明顯)
(2)電磁說(shuō)(麥克斯韋)
高中物理公式波長(zhǎng)/m104名稱無(wú)線電紅外線可見(jiàn)光紫外線倫琴(X)射線產(chǎn)生機(jī)理自由電子的運(yùn)動(dòng)原子外層電子受激發(fā)特性與應(yīng)用波動(dòng)性顯著,無(wú)線電通訊一切物體都能輻射,具有熱作用,遙感技術(shù),遙控器由七種色光組成一切高溫物體都能輻射,具有化學(xué)作用、熒光效應(yīng)10-10原子外內(nèi)電子受激發(fā)原子核受激發(fā)粒子性顯著,穿透本領(lǐng)強(qiáng)粒子性顯著,穿透本領(lǐng)更強(qiáng)γ射線(4)光子說(shuō)(愛(ài)因斯坦)①基本觀點(diǎn):光由一份一份不連續(xù)的光子組成,每份光子的能量是Eh②實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ):光電效應(yīng)現(xiàn)象
hc③規(guī)律:a、每種金屬都有發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率;b、光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),隨入射光頻率的增大而增大;c、光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎是瞬時(shí)的;d、光電流與入射光強(qiáng)度成正比。
④愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程
hwEkm
0hc
逸出功wh0光電效應(yīng)的應(yīng)用:光電管可將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。(5)光的波粒二象性
光是一種具有電磁本性的物質(zhì),既有波動(dòng)性,又有粒子性。光具有波粒二象性,單個(gè)光子的個(gè)別行為表現(xiàn)為粒子性,大量光子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律表現(xiàn)為波動(dòng)性。波長(zhǎng)較大、頻率較低時(shí)光的波動(dòng)性較為顯著,波長(zhǎng)較小,頻率較高的光的粒子性較為顯著。(6)光波是一種概率波四、原子物理
1.氫原子能級(jí),半徑EnE1E1=-13.6eV2n能量最少rn=n2r1
r1=0.531010m
躍遷時(shí)放出或吸收光子的能量Eh2.三種衰變
高中物理公式12
hc射線α射線β射線γ射線本質(zhì)4氦原子核(2He)流0高速電子(1e)流速度特性v1貫穿能力小,電離作用強(qiáng)。C10貫穿能力強(qiáng),電離作用弱。貫穿能力很強(qiáng),電離作用很弱。V≈CV=C高頻電磁波(光子)衰變:原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變位新核的變化。
放出α粒子的叫α衰變。放出β粒子的叫β衰變。放出γ粒子的叫γ衰變。
①哀變規(guī)律:(遵循電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒)
M44α衰變:MZXZ2Y2He
M0101β衰變:MZXZ1Y1e(β衰變的實(shí)質(zhì)是0n=1H+1e)
γ衰變:伴隨著α衰變或β衰變同時(shí)發(fā)生。
1n13.半衰期NN0,m=m0()
224.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)(1919年,盧瑟福)
42171He147N8O1H
n中子的發(fā)現(xiàn)(1932年,查德威克)發(fā)現(xiàn)正電子(居里夫婦)5.質(zhì)能方程E=mc2
424291He4Be126C0n
2730130300He13Al15P0n,15P14Si1e
Emc21J=1Kg.(m/s)2
-27
1u放出的能量為931.5MeV1u=1.660566×106.重核裂變
23592kg
1901U0n38Sr136MeV原子彈核反應(yīng)堆54Xe100n1412341氫的聚變1H1H2He0n17.6MeV氫彈太陽(yáng)內(nèi)部反應(yīng)
六、狹義相對(duì)論
1.伽利略相對(duì)性原理:力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的。2.狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè):
(1)狹義相對(duì)性原理:在不同的慣性系中,一切物理規(guī)律都是相同的。(2)光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相同的。3.時(shí)間和空間的相對(duì)性:(1)“同時(shí)”的相對(duì)性:“同時(shí)”是相對(duì)的。在一個(gè)參考系中看來(lái)“同時(shí)”的,在另一個(gè)參考系中卻可能“不同時(shí)”。
(2)長(zhǎng)度的相對(duì)性:一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿,其長(zhǎng)度總比靜止時(shí)的長(zhǎng)度小。
即ll0v1
c2(式中l(wèi),是與桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)的人觀察到的桿長(zhǎng),l0是與桿相對(duì)靜止的人觀察到的桿長(zhǎng))。注意:①在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上,桿的長(zhǎng)度沒(méi)有變化。
高中物理公式②這種長(zhǎng)度的變化是相對(duì)的,如果兩條平行的桿在沿自己的長(zhǎng)度方向上做相對(duì)運(yùn)動(dòng),與他們一起運(yùn)動(dòng)的兩位觀察者都會(huì)認(rèn)為對(duì)方的桿縮短了。
(3)時(shí)間間隔的相對(duì)性:從地面上觀察,高速運(yùn)動(dòng)的飛船上時(shí)間進(jìn)程變慢,飛船上的人則感覺(jué)地面上的時(shí)間進(jìn)程變慢。(時(shí)間膨脹或動(dòng)鐘變慢)
tv1c2(式中是與飛船相對(duì)靜止的觀察者測(cè)得的兩事件的時(shí)間間隔,
△t是地面上觀察到的兩事件的時(shí)間間隔)。
(4)相對(duì)論的時(shí)空觀:經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為,時(shí)間和空間是脫離物質(zhì)而獨(dú)立存在的,是絕對(duì)的,二者之間也沒(méi)有聯(lián)系;相對(duì)論則認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),物質(zhì)、時(shí)間、空間是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一體。
4.狹義相對(duì)論的其他結(jié)論:*(1)相對(duì)論速度變換公式:uu"v(式中v為高速火車(chē)相對(duì)地的速度,u′為車(chē)上的u"v12c人相對(duì)于車(chē)的速度,u為車(chē)上的人相對(duì)地面的速度)。
對(duì)于低速物體u′與v與光速相比很小時(shí),根據(jù)公式可知,這時(shí)u≈uv,這就是經(jīng)典物理學(xué)的速度合成法則。
注意:這一公式僅適用于u′與v在一直線上的情況,當(dāng)u′與v相反時(shí),u′取負(fù)值。(2)相對(duì)論質(zhì)量:mm0v1c2(式中m0為物體靜止時(shí)的質(zhì)量,m為物體以速度v運(yùn)動(dòng)
時(shí)的質(zhì)量,由公式可以看出隨v的增加,物體的質(zhì)量隨之增大)。
2(3)質(zhì)能方程:Emc
常見(jiàn)非常有用的經(jīng)驗(yàn)結(jié)論:
1、物體沿傾角為α的斜面勻速下滑------=tanα;
2、物體沿光滑斜面滑下a=gsinα物體沿粗糙斜面滑下a=gsinα-gcosα3、兩物體沿同一直線運(yùn)動(dòng),在速度相等時(shí),距離有最大或最。4、物體沿直線運(yùn)動(dòng),速度最大的條件是:a=0或合力為零。
5、兩個(gè)共同運(yùn)動(dòng)的物體剛好脫離時(shí),兩物體間的彈力為=0,加速度相等。6、兩個(gè)物體相對(duì)靜止,它們具有相同的速度;
7、水平傳送帶以恒定速度運(yùn)行,小物體無(wú)初速度放上,達(dá)到共同速度過(guò)程中,摩擦生熱等于小物體的動(dòng)能。
*8、一定質(zhì)量的理想氣體,內(nèi)能大小看溫度,做功情況看體積,吸熱、放熱綜合以上兩項(xiàng)用能量守恒定律分析。
9、電容器接在電源上,電壓不變;斷開(kāi)電源時(shí),電容器上電量不變;改變兩板距離E不變。10、磁場(chǎng)中的衰變:外切圓是α衰變,內(nèi)切圓是β衰變,α,β是大圓。11、直導(dǎo)體桿垂直切割磁感線,所受安培力F=B2L2V/R。
12、電磁感應(yīng)中感生電流通過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面積的電量:Q=N△Ф/R。
13、解題的優(yōu)選原則:滿足守恒則選用守恒定律;與加速度有關(guān)的則選用牛頓第二定律F=ma;與時(shí)間直接相關(guān)則用動(dòng)量定理;與對(duì)地位移相關(guān)則用動(dòng)能定理;與相對(duì)位移相關(guān)(如摩擦生熱)則用能量守恒。
高中物理公式
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