2023年高中物理公式大全

2023年最新版中学物理公式大全

力学

一、力

1,重力：G=mg,方向竖直向下，g=9.8m/s2^IOm/s2,作用点在物体重心。

2,静摩擦力：OWf的MWfm，与物体相对运动趋势方向相反，Gn为最大静摩擦力。

3,滑动摩擦力：f=心，与物体运动或相对运动方向相反，N是动摩擦因数，51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^=F.+F2,方向与R.F?同向

②两个力方向相反，F合二Fi—Fz，方向与Fi（Fi较大）同向

互成角度（0＜。＜180。）：0增大TF削减0减小一F增大

0=90。，F=Jk+U,F的方向：tg（p=^。

F|=F2,6=60。，F=2Ficos30°,F与F”F2的夹角均为30。,即（p=30°

0=12（）°,F=FI=F2,F与FI，F2的夹角均为60。，即（p=60。

由以上探讨，合力既可能比任一个分力都大，也可能比任一个分力都小，它的大小依靠于两个分力之间的夹

角。合力范围；（P-F2）CF＜（FI+F2）

求B、Fz两个共点力的合力大小的公式（F1与F2夹角为0）：F=/12+可+2大山cos，

二、直线运动_

匀速直线运动：位移S=平均速度“二%

匀变速直线运动：

1、位移与时间的关系，公式：+

2、速度与时间的关系，公式：v,=4-at

3、位移与速度的关系：匕2_匕：=2"$,适合不涉刚好间时的计算公式。

—V+VV

4、平均速度丫=匕=，-L=-,即为中间时刻的速度。

!2t

5、中间位移处的速度大小,并且匕＞V,

22

匀变速直线运动的推理：

1、匀变速直线运动的物体，在随意两个连续相等的时间里的位移之差是个恒量，即

△s=Sn+）—Sn;a『二恒量

2、初速度为零的匀加速宜线运动（设T为等分时间间隔）：

①1T末、2T末、3T末……瞬时速度的比值为

V1：V2：V3.......：Vn=l：2：3.......:n

②IT内、2T内、3T内...的位移之比为

2222

si：si：sj：........:sn=l：2:3..........:n

③第一个T内、其次个T内、第三个T内……位移之比为

SI：SII：SIH：.......:Sn=l：3:5.........:（2n-l）

④从静止起先通过连续相等的位移所用时间的比

ti：t2：t3：...：tn=1：(V2-1)：(A/3-V2)：...：(\[n-yjn~\)

自由落体运动

(1”立移公式：〃=上1/,2

2

⑵速度公式：匕=/

(3)位移一速度关系式：声=2g/7

竖直上抛运动

2

1.基本规律：匕=%—/h=v()t--gt匕2=优-2劭

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)%=

(3)上升到最高点的时间，二%

g

(4)上升的最大高度”=生

2g

三、牛顿运动定律

1，牛顿第肯定律(惯性定律)：物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它变更这种状态

为止。

2,牛顿其次定律：F合二ma或a=F合/ma由合外力确定，与合外力方向一样。

3,牛顿第三定律F=-F'负号表示方向相反，F、甲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合二0二力平衡

5,超重：N>G失重：N<GN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

分速度匕=%，Vv=gt

合速度1=Jy；+g2产,速度方向与水平方向的夹角：tan。二包

匕)

1、

分位移x=gf,1y=-g厂

合位移5=+y2=卜）2+Tg2/

Lgr

位移方向与水平方向的夹角：tana=2=2—=^-=-tan6>

x卬2%2

2,斜抛运动(初速度方向与水平方向成。角)

速度：vt=vcos&

<

vy=vsin6-*

位移：［x=vcosJ

,.12

y=vstn夕f一-gj

2

Y

可得：t=——-

vcos^

代入y可得：y=xtan^---产、—

“2/cos"

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。

v*cin2〃

<2)x=是水平方向的最大射程。

g

(3)飞行时间:

2vstn0

t-----------

3,匀速圆周运动g

线速度V=y=,

角速度3=g=上

周期7二也=二

VCD

V23」,

向心加速度。二一

rm

v224/

向心力尸=——=nico'R—mcov—mR=m4/f2R.

RT~

小球达到最高点时绳子的拉力(或轨道弹力)刚好笔于零，小球重力供应全部向心力，则

v超界是通过最高点的最小速度,

22

②小球达到最低点时，拉力与重力的合力供应向心力，有F-mg=m上,此时/=〃8+〃21。

RR

4,万有引力定律(G=6.67X10-nN*m2/kg2)

242

(1)万有引力供应向心力：G——=m——=mco2r=m——r=mQyrfYr=nia

r~rT~

⑵忽视地球自转的影响：*稣（GM=g/?2,黄金代换式）

已知表面重力加速度g,和地球半径R。（9"=mg,则）一般用于地球

(3)M=*

MA4m4/乃一）4乃人3

(4)已知环绕天体周期T和轨道半径r。（G—=m—r,则知二-)

GT2

MinV-V-r

（5）已知环绕天体的线速度n和轨道半径r。（G—=m—,贝ijM=——）

r2rG

已知环绕天体的角速度3和轨道半径r（G粤=marr,贝ijM=丝二）

(6)

产G

2"Mmv2v^T

（7）已知环绕天体的线速度u和周期T（u=—,G—=m—,联立得M二——）

Tr2r2欣）

（8）已知环绕天体的质量ni、周期T、轨道半径r°中心天体的半径R,求中心天体的密度P

解：由万有引力充当向心力

-Mm4万2

G「-="2--则M=----■①

r2T2GT2?

又M=〃=成3―②

3

3"3

联立两式得：p=

GT2/?3

,八、「MmM

(9)G——=ma,则@=6-5"（卫星离地心越远，向心加速度越小）

r-r

「Mmv~,则v（卫星离地心越远，它运行的速度越小）

(10)G——=tn—

r~r

（11）GW=m（Jr,则。=I浮（卫星离地心越远，它运行的角速度越小）

Mm47r2147r2r?

（12）G—=/??—r,则7=空2一（卫星离地心越远，它运行的周期越大）

r2T2\GM

（13）三种宇宙速度

第一宇宙速度：

其次宇宙速度：片-—7.9km/s

第三宇宙速度：%=国/=112km/s匕=16.7痴/5

5,机械能

功：W=FscosO（适用于恒力的功的计算，0为力与位移的夹角）

功率：P-W/t-FvcosG（。为力与速度的夹角〉

机车启动过程中的最大速度：％=%

动能：单位为焦耳，符号J

[P2\

动能Ek=2inv2=2^=2PV定理：

重力势能：叫=颉"；一/"；二%一J%=，辿3为物体与零势面之间的距离）

弹性势能：

机械能守E=；k£恒定律三种表达式：

（1）物体（或系统）初态的总机械能Ei等于末态的总机械能员，即E・E2。

（2）物体（或系统）削减的势能AE/俄等于增加的动能△々增，即A£^二AE州。

（3）若系统内只有A、B两个物体，则A削减的机械能八诚等于B增加的机械能AEs增，即△自诚二AEB增。

6,动量

动量：p=mv=』2mEk

冲量：仁Ft

动量定理：Ft=p-p

动量守恒定律的几种表达式：

a,p-〃，

b，v,+m2v2=/4匕+m2v2

c，〃|=一"2

d,p=0

7,机械振动

简谐振动回复力：F=-kx

加速度：

简谐振动的周期：（m为振子的质量）

单摆周期：T=2TT（摆角小于5°）

8,机械波

波长、频率、波速的关系

热学

23,

阿伏伽德罗常数：NA=6.02X10mor

用油膜法测分子的大小，直径的数量级为10%,分子质量的数量级为1027kg

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：见）="=孕

分子的体积：%=今

NA

分子的大小：球形体积模型直径4

立方体模型边长：4=陀

MVVoM

物质所含的分子数：N=nNA=^NA=^NA=^-NA=^NA

泪。匕叫）夕匕

热力学第肯定律

内容：外界对物体做的功w加上物体与外界交换的热量Q等于物体内能的变更量AEo

表达式：AE=W+Q

热力学其次定律

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，不行能向相反的方向进行.

或：（1）不行能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变更

（2）不行能从单一热源汲取热量，并把它全部用来做功，而不引起其它变更。

热机做的功W和它从热源汲取的热量Q1的比值，叫热机的效率。

，7=丝，"总小于L

2.

热力学第三定律：不行能使温度这到肯定零度。

固体、气体和液体

志向气体三定律

玻马定律：m肯定，T不变，P,V|=P2V2o或口丫=恒量

查理定律：m肯定，V不变,区=区或Pt=P。（1+t/273）

工

T2

盖•吕萨克定律：m肯定，T不变蓝丰或V—I

亍=恒量或Vt=V0(1+t/273)

PM—PM

志向气体状态方T}T2程:

克拉伯龙方程：〃V=〃Rr（R=8.31J/mol・K,n为气体物质的量）

电磁学

电场

元电荷e=1.6X10」9c

库仑定律：F=Z绥1（k=9.0X109Nm2/C2）

r~

广F

电场强度：E=一（定义式）

q

卜万/k/—Q

点电荷的电场强度：一厂2

电场力：F=qE

电势：0=%（£为电势能）

电势差：0"=24一。“=吗/

电场力做的功：W=qU=qEd

电容：c=2（定义式）

U

确定式：电容中的电场强度：

平行板£s电容器两极板间的_4成（2电场强度为（由E=U/dC二Q/U和得出）

4成d小

带点粒子在电场中的运动

①粒子穿越电场的加速度：&=4=必=幽

mmmd

②粒子穿越电场的运动时间：1=工

%

③粒子离开电场的侧移距离：y=-at2=-^=-^-r

22mv^2mdy0

④粒子离开电场时的偏角o：tan9=a

-i~2"

%"砥

恒定电流

电流强度：/=—=—=neSv

tR

电阻：/?=—=p-（P为导体的电阻率,单位C・m）

IS

（I）串联电路

②分压原理：4=匹=……=£

①各处的电流强度相等：1尸[2=……=In

R\R1Rn

③电路的总电阻:R=R1+R2+……+Rn④电路总电压：U=U1+U2+.......4-Un

（2）并联电流

①各支路电压相等：U=U1=U2=……=Un②分流原理：I|R=LR2=……=InRn

③电路的总电阻：一=---1-------F.......H------④电路中的总电流：1=11+12+...........+In

R%&Rn

焦耳定律

W=Q=Pt=I~Rt=^-t

7/2

P=PM=FR=UI=—

热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:

券=6+2+..+K

闭合电路欧姆定律

FRF

（1）路端电压与外电阻R的关系：U=1R=——=——（外电路为纯电阻电路）

"，♦]+工

R

（2）路端电压与电流的关系：U=E—Ir（普适式）

电源的总功率（电源消耗的比率）P/IE

电源的输出功率（外电路消耗的功率）P肝IU

2

电源内部损耗的功率：PW=Ir

由能量守恒有：IE=IU+12r

E2RE2

外电路为纯电阻电路时:=IU=I2R=

(R+厅

--------^-+47­

R

E-

由上式可以看出，当外电阻等于电源内部电阻（R=Q时，电源输出功率最大，其最大输出功率为A；max=丁

电源的效率：电源的输出功率与电源功率之比，即

77=^x100%=—X100%=—X100%

PIEE

[2RR1

对纯电阻电路，电源的效率为〃=-77——XX100%=——X100%=--------X100%

/依+「）R+rr

不

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=BILsin0（磁场与电流成。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：①二BSsin。（。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

2

①向心力：qvB=m—o

一R

②粒子圆周运动的半径R=—

qB

③周期、频率和角速度公式：,二平=篝」去鲁心2V

④动能公式：4="2=3嘤•

电磁感应定律

电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变更率成正比：E=i”

⑴导体切割磁感线产生的感应电动势£=8bd110,应用此公式时B、L、v三个量必需是两两相互垂直，

于是E=BLv。0为B与v之间的又角。

⑵导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动产生感应电动势£=，8/口，（平均速度取

2

中点位置的线速度来计算）。

2

⑶矩形线圈在匀强磁场中，当在中性面时，E=0o起先转动时，用E=nBs3sin。，当处于与磁场平行的面

时，E=nBsW最大），起先转动时用E=nBs38so计算。

在滑轨中，安培力大小b=8〃=/工，/=处=/=虫

自感电动势：E=L—（L是自感系数）

Ar

安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用于不同现象。

基本现象应用的定则或定律

运动电荷、电流产生磁场安培定则

磁场对运动电荷、电流作用左手定则

电磁感应部分导体切割磁感线运动右手定则

闭合回路磁通量变更楞次定律

交变电流

正弦交变电流的瞬时值：e=Emsinu)t=NBSwsinu)t>u=Umsinu)t»i=Imsinu)to

(均为有效值，只适用于正弦交变电流)

周期(T)是交变电流完成一次周期性变更所需的时间，T=2n/u)o

rjJ频率d)是交变电流1S内完成周期变更的次数,

公岩Fu=黄=0.707〃/=宕=0.707f=i/T=U2TT。

电容和电感对交变电流的影响

容抗:

感抗：X=」一