第02篇 二十条公式原理-2020年高考物理考前五十天抢分必备-必看、必会、必须背

1、2020年高考物理考前五十天抢分必备-必看、必会、必须背第二篇 20条公式原理目录一、十种力的性质和特点1二、匀变速直线运动的规律3三、平抛运动规律3四、匀速圆周运动的规律4五、天体质量密度的计算4六、卫星运行参数的计算5七、能量与动量5八、静电场基本规律6九、带电粒子在匀强磁场中的运动7十、闭合电路欧姆定律7十一、法拉第电磁感应定律7十二、交变电流8十三、光电效应方程及图象问题8十四、原子核的衰变半衰期9十五、核反应方程、核能的计算10十六、微观量的估算10十七、理想气体状态方程与实验定律的应用11十八、简谐运动的六个特征 11十九、波的多解问题的处理方法12二十、光的折射与全反射12一、十

2、种力的性质和特点产生大小方向做功及能量转化重力是由于地球的吸引产生的Gmg竖直向下做功与路径无关WGEpEp初Ep末弹力是由于物体的弹性形变产生的弹簧或橡皮筋的弹力Fkx受力物体受到的弹力方向是受力物体形变的方向或施力物体要恢复原状的方向做功与重力类似摩擦力相互接触且挤压，接触面粗糙的两个物体间有相对运动或者相对运动趋势滑动摩擦力FfFN，静摩擦力一般根据力的平衡条件求解与物体相对运动或者相对运动趋势的方向相反摩擦力可以是动力，也可以是阻力；可以做正功，可以做负功，也可以不做功一对相互作用的滑动摩擦力做功代数和小于零，机械能转化为内能；一对相互作用的静摩擦力做功代数和等于零万有引力物体与物体间

3、的吸引FG指向施力物体与重力做功类似电场力电场对带电体的作用力FEq正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反电场力做功与路径无关，WqU安培力磁场对电流的作用力FBIL(磁场方向与电流方向垂直)用左手定则判断可以做正功，可以做负功，也可以不做功洛伦兹力磁场对运动电荷的作用力FqvB(磁场方向与电荷运动方向垂直)用左手定则判断，四指指向正电荷运动方向或者负电荷运动方向的反方向不做功核力相邻核子之间的作用力，作用距离小于1.51015 m强相互作用分子力分子与分子间的作用力，作用距离小于109 m分子力表现为引力时，指向施力的分子；分子力表现为斥力时，指向受力的分子分子力做正功，

4、分子势能减少，分子力做负功，分子势能增加表面张力液体表面层中分子间的引力沿着液面的切线方向二、匀变速直线运动的规律1速度与时间的关系式：vv0at.2位移与时间的关系式：xv0tat2.3位移与速度的关系式：v2v2ax.4平均速度公式：v.5位移差公式：xx2x1x3x2xnxn1aT2.可以推广到xmxn(mn)aT2.6初速度为零的匀加速直线运动比例式(1)1T末，2T末，3T末瞬时速度之比为：v1v2v3vn123n.(2)1T内，2T内，3T内位移之比为：x1x2x3xn12232n2.(3)第一个T内，第二个T内，第三个T内位移之比为：xxxxn135(2n1)(4)通过连续相等的

5、位移所用时间之比为：t1t2t3tn1(1)()()7自由落体运动规律(1)速度公式：vgt.(2)位移公式：hgt2.(3)速度位移关系式：v22gh.8竖直上抛运动规律(1)速度公式：vv0gt.(2)位移公式：hv0tgt2.(3)速度位移关系式：v2v2gh.(4)上升的最大高度：h.(5)上升到最大高度用时：t.三、平抛运动规律1飞行时间：由t知，时间取决于下落高度h，与初速度v0无关2水平射程：xv0tv0，即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定，与其他因素无关3落地速度：vt，以表示落地速度与x轴正方向的夹角，有tan ，所以落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关4速度改变

6、量：因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g，所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔t内的速度改变量vgt相同，方向恒为竖直向下，如图甲所示四、匀速圆周运动的规律1线速度：描述物体圆周运动的快慢，v.2角速度：描述物体转动的快慢，.3周期和频率：描述物体转动的快慢，T，T.4向心加速度：描述线速度方向变化的快慢anr2vr.5向心力：作用效果产生向心加速度，Fnman.五、天体质量密度的计算1解决天体(卫星)运动问题的基本思路(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即Gmanmm2rm(2)在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即Gmg(g表示天体表面的重力加速度)2天体质

7、量和密度的计算(1)利用天体表面的重力加速度g和天体半径R.由于Gmg，故天体质量M，天体密度.(2)通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r.由万有引力等于向心力，即Gmr，得出中心天体质量M；若已知天体半径R，则天体的平均密度：；若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径r等于天体半径R，则天体密度.可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T，就可估算出中心天体的密度六、卫星运行参数的计算1.由Gm，得v，则r越大，v越小2.由Gm2r，得，则r越大，越小3.由Gmr，得T，则r越大，T越大七、能量与动量1恒力功的计算：WFlcos_.适用于恒力做功其中为F、l方

8、向间夹角，l为物体对地的位移2功的正负判断(1)90，力对物体做负功，或说物体克服该力做功(3)90，力对物体不做功特别提示：功是标量，比较做功多少看功的绝对值3.平均功率的计算式：P，P为时间t内的平均功率4.推论式：PFvcos_.(为F与v的夹角)5.冲量的计算公式：IFt，适用于求恒力的冲量6.动量的计算公式：pmv.7.动能和动量的关系：Ek.8.动量定理的表达式：Ftppp.9.动量守恒定律的表达式：m1v1m2v2m1v1m2v2或p1p2.10.弹性碰撞的规律两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和机械能守恒以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则

9、有m1v1m1v1m2v2m1vm1vm2v由得v1v2结论：当m1m2时，v10，v2v1，两球碰撞后交换了速度当m1m2时，v10，v20，碰撞后两球都向前运动当m1m2时，v10，碰撞后质量小的球被反弹回来八、静电场基本规律1.库仑定律公式：Fk，式中的k9.0109 Nm2/C2，叫做静电力常量2.电场强度计算公式(1)定义式：E，是矢量，单位：N/C或V/m.(2)点电荷的场强：Ek，Q为场源电荷，r为某点到Q的距离(3)匀强电场的场强：E.3.电势差与电势的关系：UABAB，UABUBA.4.求电场力做功的几种方法(1)由公式WFlcos 计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为WE

10、qlcos .(2)由WABqUAB计算，此公式适用于任何电场(3)由电势能的变化计算：WABEpAEpB.(4)由动能定理计算：W电场力W其他力Ek.5.电容(1)定义式：C.(2)决定式：C，k为静电力常量九、带电粒子在匀强磁场中的运动1、向心力公式：qvBm.2、轨道半径公式：r.3、周期公式：T；f；2f.4、时间公式：tT十、闭合电路欧姆定律1、闭合电路欧姆定律：I.2、路端电压与电流的关系：UEIr.3、电源的功率及效率问题 电源总功率任意电路：P总EIP出P内纯电阻电路：P总I2(Rr)电源内部消耗的功率P内I2rP总P出电源的输出功率任意电路：P出UIP总P内纯电阻电路：P出I

11、2RP出与外电阻R的关系电源的效率任意电路：100%100%纯电阻电路：100%十一、法拉第电磁感应定律1感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定，而与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系(2)当仅由B引起时，则En；当仅由S引起时，则En.2磁通量的变化率是t图象上某点切线的斜率3.应用电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式En求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值(2)利用公式EnS求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积(3)通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路电阻R有关，与时间长

12、短无关推导如下：qtt.4.EBlv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系十二、交变电流1正弦式交流电有效值的求解利用I，U，E计算2.理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入P出(2)电压关系：，若n1n2，为降压变压器；若n1n2，为升压变压器(3)电流关系：只有一个副线圈时，；有多个副线圈时，U1I1U2I2U3I3UnIn.十三、光电效应方程及图象问题1爱因斯坦光电效应方程EkhW0h：光电子的能量W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功Ek：光电子的最大初动能2图象分析图象名称图线形状由图线直接(间接) 得到的物理量最大初动能Ek

13、与入射光频率的关系图线极限频率：0逸出功：W0|E|E普朗克常量：图线的斜率kh遏止电压Uc与入射光频率的关系图线截止(极限)频率：0遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大普朗克常量：hke(k为斜率，e为电子电量)频率相同、光强不同时，光电流与电压的关系遏止电压：Uc饱和光电流：Im(电流的最大值)最大初动能：EkmeUc频率不同、光强相同时，光电流与电压的关系遏止电压：Uc1、Uc2饱和光电流：电流最大值最大初动能Ek1eUc1，Ek2eUc2十四、原子核的衰变半衰期1衰变规律及实质(1)两种衰变的比较衰变类型衰变衰变衰变方程XYHeXYe衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转

14、化为质子和电子2H2nHenHe衰变规律质量数守恒、电荷数守恒(2)射线：射线经常是伴随着衰变或衰变同时产生的其实质是放射性原子核在发生衰变或衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子2确定衰变次数的方法因为衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定衰变的次数，然后再根据衰变规律确定衰变的次数3半衰期(1)公式：N余N原t/，m余m原t/(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关十五、核反应方程、核能的计算1.核反应方程(1)核反应方程遵循的规律核反应方程遵循质量数、电荷数守恒

15、，但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能。核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“”表示方向而不能用等号代替。(2)核反应类型衰变衰变：XYHe衰变：XYe原子核的人工转变质子的发现：NHeOH中子的发现：BeHeCn人工放射性同位素的发现：AlHePnPSie重核裂变例如：UnBaKr3n。轻核聚变例如：HHHen。2核能的计算方法(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方，即Emc2(J)。(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)的能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即Em931.5

16、(MeV)。(3)如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。十六、微观量的估算 1微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.2宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度.3关系(1)分子的质量：m0.(2)分子的体积：V0.(3)物体所含的分子数：NNANA或NNANA.4两种模型(1)球体模型直径为d .(2)立方体模型边长为d.5.(1)固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的分子的体积V0，仅适用于固体和液体，对气体不适用(2)对于气体分子，d的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离十七、理

17、想气体状态方程与实验定律的应用 1理想气体状态方程与气体实验定律的关系2几个重要的推论(1)查理定律的推论：pT(2)盖吕萨克定律的推论：VT(3)理想气体状态方程的推论：3应用状态方程或实验定律解题的一般步骤(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体；(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)由状态方程或实验定律列式求解；(4)讨论结果的合理性十八、简谐运动的六个特征 1动力学特征Fkx，“”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数2运动学特征简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比而方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时x、F

18、、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置时则相反3运动的周期性特征相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同4对称性特征(1)相隔或T(n为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反(2)如图所示，振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P(OPOP)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等(3)振子由P到O所用时间等于由O到P所用时间，即tPOtOP.(4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即tOPtPO.5能量特征振动的能量包括动能Ek和势能Ep，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒6.(1)由于简谐运动具有周期性、往复性、对称性，因此涉及简谐运动时，往往出现多解分析此类问题时，特别应注意，物体在某一位置时，位移是确定的，而速度不确定，时间也存在周期性关系(2)相隔(2n1)的两个时刻振子的位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度等大反向十九、波的多解问题的处理方法1造成波动问题多解的主要因素有(1)周期性时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确；空间周期性：波传播距离x与波长的关系不明确(2)双向性传播方向双向性：波的传播方向不确定；振动方向双向性：质点振动方向不确定