高中物理公式及推论(部分)汇总

高中物理公式及推论(部分)汇总

一、匀变速直线运动

1、平均速度：r=-(通用)；加速度：a=—(定义式)

tAr

2、匀变速直线运动三个基本公式

2

(1)v,=v0+at；(2)s=+产；(3)v-=2as

3、匀变速直线运动三个通用推论

(1)连续相等的相邻时间间隔T内的位移差相等，即：Av=%-玉=无3-々=……==aT2

(2)做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间初、末时刻速度矢量和的一半，还等于中间

时刻的瞬时速度、即平均速度：玉="汇=匕

2-

乙2

(3)位移中点速度：、=『丁

4、初速度为零的匀加速直线运动的四个重要推论

(1)T末、27末、3T末..."T末的瞬时速度之比为：匕：畛：匕：…：匕，=1：2：3：...:〃

(2)前T内、前2T内、前371内...前仃内的位移之比为：x:：z：£:…：x“=F：22:32:...:n2

(3)第1个7内、第2个T内...第"个7内的位移之比为：:X],:...:xN=1:3:…：(2〃一1)

(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为4:t2=1:(V2-1):(^-72)：...：

5、力学公式:

(1)重力：G=mg；(2)弹簧的弹力：F=kx；(3)滑动摩擦力：/=〃6

6、自由落体运动(初速度为零的匀加速直线运动)

(1)末速度：匕=gf=河；(2)下落高度：(3)下落时间：”楞

7、竖直下抛运动(初速度不为零的匀加速直线运动)

2

⑴末速度：匕=%+4；⑵下落高度：h=vot+^gt

8、竖直上抛运动(初速度不为零的匀加速直线运动)

(1)末速度：v,=va-gt;(2)上升高度："=(3)上升时间：「上=地；(4)最大高度：”=£

9、牛顿第二定律：F-ma

(1)光滑斜面上物体自由下滑时：a=gsin。；(2)粗糙斜面上物体匀速下滑的条件：〃=tan8

(3)一根连续的绳子上的拉力处处相等。；(4)牛二定律的瞬时性：弹簧、皮筋等软性物体的弹力不能突变，桌面、

绳子等硬性物体的弹力可以突变，重力、电场力不能突变。

(5)连接体问题：下图中无论地面是否有摩擦力，中间绳子的拉力均为：T=，U}F

m}+m2

1()、超重与失重

(1)当支持力大于重力，即加速度竖直向上或竖直分加速度向上,故物体超重有：N=m(g+。)或N=机(g+%)

(2)当支持力小于重力，即加速度竖直向下或竖直分加速度向下，故物体失重有：N=w(g-可或N=m(g-av)

二、曲线运动

1、曲线运动基本规律

(1)条件：W与尸令不共线；(2)速度方向：切线方向；(3)弯曲方向：总是从w的方向转向尸件的方向

2、船渡河问题C船与河岸的夹角为a)

(1)时间最短：a=90°,L,in=—

(2)路程最短(速度大为斜边)：①若叱船＞»＞水，costz=—,5mill=L；②若口册〈叱水，cosa=—,v船1.嗔

v船4

3、绳拉船问题

V1.

(1)对与倾斜绳子相连的物体的运动进行分解

(2)合运动：物体实际的运动

(3)两个分运动：I绳子伸缩；II绳子摆动

4、平抛运动(水平方向为匀速直线运动，竖直方向为初速度为零的匀变速直线运动)

(1)速度：水平方向速度：匕=%；竖直方向速度：Vv=gi；合速度：V=Jv；+V；=Jv；+(gf)2

(2)位移：水平方向位移：x=%r；竖直方向位移：y=；g『；合位移：S=“2+/

(3)角度：速度方向角：tan。=乜=义；位移方向角：tan)=)=/2g=&,；两角关系:tan^=-tana

%%xvor2Vo2

5、斜抛运动(水平方向为匀速直线运动，竖直方向为初速度不为零的匀变速直线运动)

1,

(1)分速度：vx=v()cos0；vy=v0sin0-gt；(2)分位移：x=v()cos0t；y=vQsin0-t--gt~

⑶飞行时间」=22(4)射程：5=必喳；(5)射血/,=必叱

gg2g

6、匀速圆周运动

⑴线速度：v=9=2匕；角速度：。=g=主；线速度与角速度的关系…=5.周期与频率的关系：7=1；

tTtT'f

转速与频率的关系：〃=60/

声47r2/47r2

(2)向心力：7^,]=ma-m—=mco2r-m--r；(3)向心加速度：%=——-arr-^^-r

（4）竖直平面内圆周运动最高点的临界速度：mg=mL=>n=&7

r

7、圆周运动等效最高点及最低点力特点：恒力的合力与向心力共线。同向时为等效最高点，反向时为等效最低点。

8、天体运动

,、一…Mmv224万2

(1)万有引力定律：F=G一丁=m—=ma)~r=m-^-r

4703MM3兀

（2）中心天体质量：M=上」；中心天体密度：p=—=-Y1（T为近地卫星周期）

GT2"V%/KGT?

（3）卫星的轨道越高，转动得越慢

「MmGM

（4）地球表面的重力加速度:mg=G,=g“黄金代换”：GM=R2g

（5）开普勒第三定律：—=k

T2

（6）第一宇宙速度（环绕速度）：K=J^=7.9km/s；第二宇宙速度（脱离速度）：n.2km/s；第三宇宙速度（逃逸

速度）：16.7km/s

三、功、功率与功能关系

1、功的定义式：W=FScosa（恒力做功）

2、变力做功的计算：

（1）F-s图像法：图象围的“面积”代表功

（2）功能关系（间接计算功）：叱尸一△约；吗单=一公与；皿电=公4；W其它=AE机械

3、摩擦发热：Q=/<和对

w

4、功率：P=—（平均功率）；P=NcosaC为平均速度，则P为平均功率，u为瞬时速度，则P为瞬时功率）

5、交通工具行驶的最大速度：％=牛；当速度最大时，有：心=/

11.

mv

6、动能：Ek^~~57、重力势能：Ep=nigh；8、弹性势能：约=万公T

mv

9、动能定理：-AEA.=^2--；10、机械能守恒定律：mg/z,+，〃匕2+/相色

四、碰撞与动量守恒

1、动量：p=/nu（矢量，单位：kg-m/s）

2、动量的变化：△〃=加电一机匕（矢量减法，一般选初速度方向为正方向）

3、动量与动能的关系：Ek=/np=回呜

4、冲量：I=Ft（矢量，单位：N,s）

5、动量定理：/=△〃或F合t=mv2-mvx

6、动量守恒定律：犯匕+网为=叫匕'+机2V2'【条件：系统（某一方向）受到的合外力为零】

7、验证动量守恒定律实验：m,OP=叫-ON+7nj-OM

8、弹性碰撞：碰撞过程中系统（在某一方向上）动量守恒，且碰撞前后系统的动能未损耗。根据动量守恒定律及

机械能守恒定律可得：

12121,21<2

加昌+/〃2岭=74%'+m2K2仍匕+]色彩=2叫匕~+]?彩

联立可得：

,(“4一〃?，)匕+2机,%,(m^-m.)v2+2m.v.

W=-----J-------iv2=-=------=-------

mA+m2m,+m2

9、非弹性碰撞：碰撞过程中系统（在某一方向上）动量守恒，且碰撞前后系统的动能有部分损失。根据动量守恒

定律及能量守恒定律有:

,_.*12191»21

町9+?彩=町呵彩t；/犯H+万铀丫2=万叫片+万色彩+△线损

10、完全非弹性碰撞：碰撞过程中系统（在某一方向上）动量守恒，碰撞结束后，两物体以共同速度运动，动能损

失最大。根据动量守恒定律及能量守恒定律有

加昌+，n2y2=（町+牡）u共；+g■呵v；=一（町+S）喙+A£k损

11、若小、M开始均静止，且系统动量守恒，贝!|：mvt=MV2,ms1=Ms2

12、动量守恒定律常用模型：①碰撞模型；②地面光滑的叠加体模型；③时间极短模型（内力远大于外力）。

五、电场

1、电荷先中和后均分：4=刍*（带正负号）

2

2、库仑定律：/=%峥（不带正负号）（女=9.0x109N-m2/C2,r为点电荷球心间的距离）

r

3、电场强度定义式：E=-（通用公式）；点电荷的场强：EA=k^（。为场源电荷量）

4rA

4、电场力做功：W.=44.（带正负号）；电场力做功与电势能变化的关系：叱包=-八纥，

5、电势差的定义式：。的=逛（带正负号）；电势的定义式：^=—=—（带正负号，尸代表零电势点）

qqq

6、电势差与电势的关系：UAB=（pA~（pB（标量）;

7、匀强电场的电场强度与电势差的关系：E=33为沿场强方向的距离）

d

8、初速度为零的带电粒子在电场中加速：qEd=qU=-mv2v=,（粒子从一极板运动至另一极板）

2Vm

9、带电粒子在电场中的偏转（平抛运动）：加速度：&』=也;垂直场强方向：L=卬；沿场强方向偏转量：

mmd

y=-at2=；位移偏转角：tana=?="速度偏转角：tan/?=—=—=

22mdv~L2md说%%mdv„

10、初速度为零的带电粒子在电场S中先加速后在电场S中偏转，偏转量为：y=—^k=U9

2md.叫4dq

m

n尸«

11、电容的定义：C=V（决定式）；平行板电容器的电容：。=士一

U4兀kd

12、平行板电容器的两种动态问题

（1）电容器充电后与电源断开，电荷量Q不变：.=2=4力即nUocjL；后=2=2=生丝nEoc—!—

C£「S£rSdCdsrS£「S

（2）电容器始终与电源相连，电压U不变：Q=UC=%皿=Qoc&@；E=-^EX-

4兀kdddd

六、电路

1、电阻定律：R=pL（p为电阻率）；电流：/=旦（定义式）；I=nesv（微观表达式）

st

2、串联电路电压的分配：与电阻成正比：5=旦，5=-&

3、并联电路电流的分配：与电阻成反比：二殳,/=』―/“

12&«+4心

4、串联电路的总电阻：%=&+&+……+扁；并联电路的总电阻：_L=_L+_L+……+±

R并NaR”

5、/-U伏安特性曲线的斜率：Z=tane=，

R

Up

6、部分电路欧姆定律：/=上；闭合电路欧姆定律：1=——

RR+r

7、闭合电路的路端电压与输出电流的关系：U=E—Ir

8、电表改装（原表最大电压为外，最大电流为/g,电阻为4）：

（1）将电表改装成量程为U的电压表，需串联电阻R,则U=U+1R=U=2二%=

44u,g

（2）将电表改装成量程为1的电流表，需并联电阻R,贝b=/+5=/+雪==

xK

RRI-IvI-Ie*

EE

9、欧姆表测电阻原理：欧姆调零时：18,测量电阻尺时：人一丁（R内为欧姆表内部所有电阻之和）

R内凡+Rx

TJ2

10、电功(电能)：W=UIt=pt；对于纯电阻：W=UIt=pt=I-Rt=—

wwu2

11、电功率：p=—=UI；对于纯电阻：p=——=UI=I?R=——

ttR

12、电热：Q=「Rt；热功率：4=/2R

13、闭合电路中的电功率：£/=。外/+产厂=/（卜+/2r

14、电源输出的最大电功率：当R=r时，输出功率最大，4=——。可为电源内阻和外电路定值电阻之和）

4r

R

15、电源的效率：r]=—=—-—

P&EIER+r

七、磁场

1、磁感应强度：B（单位：特斯拉T）

IL

2、安培力：=BILsin0（，为5和L的夹角，安培力的方向判断：左手定则）

3、磁通量：中=65sin。（单位：韦伯Wb,。为5和S的夹角，。与匝数无关）

4、洛伦兹力：E洛=gv8sin6（〃为8和v的夹角）

5、带电粒子在磁场中的圆周运动

niv

(1)半径：qvB-m—=>r=——；

rqB

(2)周期：qvB=m—rnT=——；

T2qB

（3）运动时间：/=且7=㈣（，为带电粒子转过的圆心角（弧度））；

24qB

,1"2(Bq)*

(4)动能：E,--mv?1=——

k22m2m

6、洛伦兹力在现代科技的拓展应用

p

（1）速度选择器选出粒子的速度：qE=qvB=>v=-；

（2）质谱仪测粒子荷质比：由：qU=,小户，='匚，/=2r,可得：r=_L您巨，m=生二竺，幺=当

2rg\q2UmB2r2

（3）回旋粒子加速器：由4匕1=竺"，纥“=」机匕3可得：纥"=且"二；

R22m

（4）磁流体发电机的电动势E：==为极板间的距离）；

（5）电磁流量计：①由qU=qvB,流速v="；②测流量Q=Sv=尤•，〃=工四或。=/[/?+；

dBd4Bd4BB【aj

（6）霍尔效应：由；qvB=q—,I=nqvS,S=hd,可得；U=­=k—（k=L上为霍尔系数）

hnqddnq

八、电磁感应

1、感应电流的方向判断：①动生电动势一一右手定则；②感生电动势一一楞次定律

2、法拉第电磁感应定律：E^n-（通用公式，同时适用于动生电动势和感生电动势）

3、动生电动势：E=BLvsin0（适用于导体棒匀速平动切割）；£=（适用于导体棒绕点匀速转动切割）

2

4、磁通量变化的三种情况：八中=MS；△①=6A5；△①=忸2§2—4S,|

5、回路电磁感应通过的总电荷量：（1）q=7\t=—\t=nA°-Ar=n—=n^-

R总R卷,zR总R总

（2）（G+4它）£=mv—机％&它/=—=>3Zq+砥它.=—av。（常用于导体棒初末速

度及沿安培力方向的其它外力均已知的情况，可用于求电荷量以及导体棒的运动时间）

6、电路中产生焦耳热的三种计算方式：①Q=『Rt（适用于I、R均为不变量）；②Q=%（导体棒产生的焦耳

热等于克服安培力做的功，通用）；③能量守恒，通用।

xx

7、右图中金属杆受到的安培力为：F=BIL=^^—夕

8、a、〃双棒平动切割磁场，回路中感应电动势：E=\Eti±Eh\（两棒感应电流方向相同则相加，反之则相减）

九、交变电流

1、在匀强磁场中，线圈从中性面开始瞬时值：e=nBSco^ncot,最大值：E—nBSco（适用于线圈绕轴转动）

2、中性面：线圈与磁场垂直的位置，此时磁通量O最大，但吧为零，故感应电动势和感应电流为零。

ETu?

3、交流电压（电流）的有效值：（1）正弦交流电：。有=干，/有=+；（2）非正弦：

-R-'1'---R-

或琮&+/，痔=曙尺（％+外

-AO

4、交流电压（电流）的平均值：E=n——

5、周期和频率的关系：于=亍,8=2兀f

6、电感器对交流电的作用：感抗凡=2乃几通直流，阻交流；通低频，阻高频

7、电容器对交流电的作用：容抗凡.=」一隔直流，通交流；阻低频，通高频

171fC

TJYlIH

8、理想变压器：（1）变压原理：,=」；（2）变流原理：,=二；（3）多绕组变压器：U］:U2：4=4:%:〃3；

U2n212n］

n

yA—〃212+%，35«）与俞入=生出

9、远距离输电：。2=。损+。3=12%+。3，月员=/时开FR变用器降质变压器

十、波粒二象性

hr

1、光子的能量：s=hv=—0为光的频率，X为光的波长，其中力=6.63X10FJ-S）

2、爱因斯坦光电效应方程：hv=Wn+Ek=hvc+^mvl（卬。为逸出功，/为最大初动能，匕为极限（截止）

频率）

3、遏止电压：eUc=Ek=gm］；饱和电流：当正向电压达到某一数值时，电路中的电流不变时为饱和电流

4、“两条”关系

（1）光照强度大一光子数目多一逸出光电子多一光电流大。

（2）光子频率高一光子能量大一产生光电子的最大初动能大一遏止电压大。

AADfQ

5、康普顿效应一光子的动量：/?=-；6、德布罗意波的波长：2=-?7、光源发出的光子数：〃=±±

2Phe

十一、原子结构之谜

/7Fh

1、汤姆生用电磁场测定带电粒子的荷质比：幺=-^

mB2d2

2、分子、原子的半径约为l（）r°m；原子核的半径约为10%n；核子（质子、中子）的半径约为1015m

3、巴耳末系（可见光区）：；=尺［/一1］（,=3,4,5……），对于氢原子，/?=1.097X107m-'

-

4、氢原子的能级公式和轨道半径公式：E,=《&,〃=〃24（〃=1,2,3....S,=-13.6eV,rx=O.53xlO'°m）

n

5、跃迁的三种方式：（1）高能级向低能级自发跃迁释放光子能量：kv=AE=E鬲-E低

（2）低能级吸收能量向高能级受激跃迁：吸收光子的能量必须恰好等于能级差，即：hv=\E

（3）低能级原子在自由电子（原子）碰撞下向高能级跃迁：自由电子（原子）能量必须大于等于能级差

6、光谱线条数的确定方法

（1）一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为〃-1;（2）一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数〃=

7、核外电子绕着原子核做圆周运动，故：机二=4丝（，•为轨道半径）。轨道越高，电子动能越小，势能越大

rr

十二、原子核

1、剩余的放射性元素质量：，"=