高中物理知识点总结与公式归纳

高中物理知识点总结与公式归纳一、运动学（一）基本概念1.质点质点是一种理想化的物理模型，当物体的大小和形状对所研究的问题影响可忽略不计时，可将物体看作质点。例如研究地球绕太阳公转时，地球的大小和形状对公转的研究影响极小，此时地球可视为质点；但研究地球自转时，地球的大小和形状不能忽略，就不能把地球看作质点。2.参考系描述物体的运动时，选来作为标准的另外的物体叫做参考系。参考系的选择是任意的，但选择不同的参考系，对同一物体运动的描述可能不同。比如坐在行驶汽车里的乘客，以汽车为参考系，乘客是静止的；以地面为参考系，乘客是运动的。通常在研究地面上物体的运动时，默认以地面为参考系。3.位移和路程位移是矢量，它是从初位置指向末位置的有向线段，其大小等于初末位置间的直线距离，方向由初位置指向末位置。路程是标量，是物体运动轨迹的长度。例如，一个人绕着半径为r的圆形跑道跑了一圈，他的位移为0，而路程为2π4.速度和速率平均速度：v―=，其中Δx瞬时速度：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，是矢量。平均速率：=，其中s是路程，平均速率是标量。瞬时速率是瞬时速度的大小，是标量。例如，物体做曲线运动，在一段时间内，平均速度的大小一般小于平均速率。5.加速度加速度a是描述速度变化快慢的物理量，a=，其中Δv是速度的变化量，Δt（二）匀变速直线运动1.基本公式速度公式：v=+at，其中是初速度，v是末速度，a位移公式：x速度位移公式：−平均速度公式：v―2.推论中间时刻速度：，即某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度。中间位置速度：连续相等时间间隔T内的位移差：Δx=a3.自由落体运动自由落体运动是初速度=0，加速度a=g速度公式：v位移公式：h速度位移公式：=4.竖直上抛运动竖直上抛运动是初速度竖直向上，加速度a=−速度公式：v位移公式：h速度位移公式：−上升到最高点的时间：t上升的最大高度：H二、相互作用（一）重力1.定义由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，其大小G=mg，其中m2.重心物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。质量分布均匀、形状规则的物体，重心在其几何中心；对于形状不规则或质量分布不均匀的物体，可通过悬挂法来确定其重心。（二）弹力1.产生条件物体直接接触且发生弹性形变。2.胡克定律弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即F=kx，其中k（三）摩擦力1.静摩擦力产生条件：相互接触的物体间有相对运动趋势。大小：0<≤，其中方向：与相对运动趋势的方向相反。2.滑动摩擦力产生条件：相互接触的物体间有相对运动。大小：f=μN，其中μ方向：与相对运动的方向相反。（四）力的合成与分解1.力的合成平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。三角形定则：把两个矢量首尾相接，从而求出合矢量的方法。合力的范围：|2.力的分解力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则。在实际问题中，通常根据力的作用效果来进行分解。例如，将斜面上物体所受的重力分解为沿斜面方向的下滑力和垂直斜面方向的压力。三、牛顿运动定律（一）牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。牛顿第一定律揭示了物体具有惯性，惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的唯一量度。（二）牛顿第二定律物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。表达式为=m（三）牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，它们同时产生、同时消失，性质相同。例如，人站在地面上，人对地面的压力和地面对人的支持力就是一对作用力和反作用力。四、曲线运动（一）曲线运动的特点1.速度方向：曲线运动中，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。2.运动性质：曲线运动一定是变速运动，因为速度方向时刻在变化，所以一定有加速度。（二）物体做曲线运动的条件当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。（三）平抛运动1.定义以一定的初速度将物体水平抛出，物体只在重力作用下的运动叫做平抛运动。2.运动分解水平方向：做匀速直线运动，速度=，位移x=竖直方向：做自由落体运动，速度=gt，位移3.合速度v=，速度方向与水平方向夹角θ满足t4.合位移s=，位移方向与水平方向夹角α满足t（四）圆周运动1.描述圆周运动的物理量线速度v：v=，其中s角速度ω：ω=，其中θ周期T和频率f：T=，f=，向心加速度：=，方向始终指向圆心。2.向心力向心力是使物体做圆周运动的力，它是按效果命名的力，不是一种新的性质的力。向心力=m对于匀速圆周运动，向心力大小不变，方向始终指向圆心；对于非匀速圆周运动，向心力只是合力沿半径方向的分力，合力的另一个分力沿切线方向，改变速度的大小。五、万有引力与航天（一）万有引力定律自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量和的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比，即F=G，其中G=（二）天体运动1.向心力来源天体做圆周运动的向心力由万有引力提供，即G。2.宇宙速度第一宇宙速度（环绕速度）：=，是卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，也是发射卫星的最小发射速度。第二宇宙速度（脱离速度）：=11.2第三宇宙速度（逃逸速度）：=16.7六、机械能守恒定律（一）功1.定义力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积，即W=Fscosθ2.正功和负功当0≤θ<时，cosθ>0，W>0，力对物体做正功；当<θ（二）功率1.定义功率是表示做功快慢的物理量，P=2.瞬时功率P=Fvcosθ，其中F（三）动能和动能定理1.动能物体由于运动而具有的能叫做动能，=m，其中m是物体的质量，v2.动能定理合外力对物体所做的功等于物体动能的变化，即=Δ（四）重力势能1.定义物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，=mgh2.重力做功与重力势能变化的关系=−（五）机械能守恒定律1.内容在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，即=或+=2.条件只有重力或弹力做功，其他力不做功或做功的代数和为零。七、电场（一）电荷守恒定律电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。（二）库仑定律真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，即F=k，其中（三）电场强度1.定义放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，E=2.点电荷的电场强度E=k，其中Q是场源电荷的电荷量，（四）电势差1.定义电场中两点间电势的差值叫做电势差，=−，=，其中是电荷q从A点移动到B点电场力所做的功。2.电场力做功与电势差的关系=（五）电容1.定义电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容，C=2.平行板电容器的电容C=，其中ε是电介质的相对介电常数，S是极板的正对面积，d八、恒定电流（一）电流1.定义电荷的定向移动形成电流，I=，其中q是在时间t2.微观表达式I=nqSv，其中n是导体单位体积内的自由电荷数，q（二）电阻定律导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比，即R=ρ，其中（三）欧姆定律1.部分电路欧姆定律导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比，即I=2.闭合电路欧姆定律闭合电路中的电流I跟电源的电动势E成正比，跟内、外电路的电阻之和R+r成反比，即I=，也可表示为E=U（四）电功率1.电功W=2.电功率P=UI3.焦耳定律电流通过导体产生的热量Q=九、磁场（一）磁感应强度1.定义在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度，B2.单位特斯拉（T），1T（二）安培力1.大小F=BILsinθ，其中θ是电流方向与磁场方向的夹角。当2.方向用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。（三）洛伦兹力1.大小F=qvBsinθ，其中θ是电荷运动方向与磁场方向的夹角。当2.方向用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向（负电荷运动的反方向），这时拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。3.特点洛伦兹力始终与电荷的运动方向垂直，所以洛伦兹力不做功，只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小。（四）带电粒子在磁场中的运动1.匀速圆周运动当带电粒子垂直进入匀强磁场时，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qvB=m，可得轨道半径十、电磁感应（一）磁通量1.定义设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，则B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，𝛷=BS。如果平面与磁场方向不垂直，可将平面投影到与磁场垂直的方向上，磁通量𝛷2.单位韦伯（Wb），1W（二）电磁感应现象只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象。（三）法拉第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化率成正比，即E=n，其中（四）导体切割磁感线时的感应电动势1.当导体棒垂直切割磁感线时，E=BLv，其中B是磁感应强度，2.若导体棒不垂直切割磁感线，E=BL（五）楞次定律感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。十一、交变电流（一）交变电流的产生矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦式交变电流。感应电动势的瞬时值表达式为e=sinωt，其中=NBS（二）交变电流的描述1.周期T和频率fT=，f=，2.有效值让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果在相同时间内产生的热量相等，就把这一恒定电流的数值叫做这一交变电流的有效值。对于正弦式交变电流，E=，U=，（三）变压器1.原理变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置。2.电压关系=，其中、分别是原、副线圈两端的电压，、分别是原、副线圈的匝数。3.功率关系理想变压器的输入功率等于输出功率，即=。4.电流关系=（只适用于只有一个副线圈的情况）。十二、近代物理初步（一）光电效应1.现象在光的照射下物体发射电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子。2.规律存在截止频率，只有入射光的频率ν≥时，才能发生光电效应。光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。光电效应具有瞬时性，光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。3.爱因斯坦光电效应方程=hν，其中hν（二）原子结构1.卢瑟福核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。2.玻尔原子模型定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量。跃迁假设：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即hν=（轨道