高中物理公式大全总结 重点常考内容有哪些
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高中物理公式大全总结 重点常考内容有哪些
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高中物理公式繁多,为了帮助同学们更好地掌握和复习,本文整理了高中物理的主要公式,并对重点常考内容进行了总结。
高中必背物理公式大全
匀变速直线运动
- 平均速度 $V_{平}=\frac{s}{t}$(定义式)
- 有用推论 $V_t^2-V_0^2=2as$
- 中间时刻速度 $V_{t/2}=V_{平}=\frac{V_t+V_0}{2}$
- 末速度 $V_t=V_0+at$
- 中间位置速度 $V_{s/2}=\sqrt{\frac{V_0^2+V_t^2}{2}}$
- 位移 $s=V_{平}t=V_0t+\frac{1}{2}at^2=V_{t/2}t$
- 加速度 $a=\frac{V_t-V_0}{t}$ {以 $V_0$ 为正方向,$a$ 与 $V_0$ 同向(加速) $a>0$;反向则 $a<0$}
- 实验用推论 $\Delta s=aT^2$ {$\Delta s$ 为连续相邻相等时间 $(T)$ 内位移之差}
- 主要物理量及单位:初速度 $(V_0)$:m/s;加速度 $(a)$:m/s²;末速度 $(V_t)$:m/s;时间 $(t)$ 秒 $(s)$;位移 $(s)$:米 $(m)$;路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
自由落体运动
- 初速度 $V_0=0$
- 末速度 $V_t=gt$
- 下落高度 $h=\frac{1}{2}gt^2$(从 $V_0$ 位置向下计算)
- 推论 $V_t^2=2gh$
注:
① 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;
② $a=g=9.8m/s^2 \approx 10m/s^2$(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。
竖直上抛运动
- 位移 $s=V_0t-\frac{1}{2}gt^2$
- 末速度 $V_t=V_0-gt$ $(g=9.8m/s^2 \approx 10m/s^2)$
- 有用推论 $V_t^2-V_0^2=-2gs$
- 上升最大高度 $H_m=\frac{V_0^2}{2g}$(抛出点算起)
- 往返时间 $t=\frac{2V_0}{g}$(从抛出落回原位置的时间)
注:
(1) 全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;
(2) 分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;
(3) 上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
平抛运动
- 水平方向速度:$V_x=V_0$
- 竖直方向速度:$V_y=gt$
- 水平方向位移:$x=V_0t$
- 竖直方向位移:$y=\frac{1}{2}gt^2$
- 运动时间 $t=\sqrt{\frac{2y}{g}}$(通常又表示为 $\sqrt{\frac{2h}{g}}$)
- 合速度 $V_t=\sqrt{V_x^2+V_y^2}=\sqrt{V_0^2+(gt)^2}$ 合速度方向与水平夹角 $\beta$:$\tan\beta=\frac{V_y}{V_x}=\frac{gt}{V_0}$
- 合位移:$s=\sqrt{x^2+y^2}$,位移方向与水平夹角 $\alpha$:$\tan\alpha=\frac{y}{x}=\frac{gt}{2V_0}$
- 水平方向加速度:$a_x=0$;竖直方向加速度:$a_y=g$
常见的力
- 重力 $G=mg$(方向竖直向下,$g=9.8m/s^2 \approx 10m/s^2$,作用点在重心,适用于地球表面附近)
- 胡克定律 $F=kx$ {方向沿恢复形变方向,$k$:劲度系数 $(N/m)$,$x$:形变量 $(m)$}
- 滑动摩擦力 $F=\mu F_N$ {与物体相对运动方向相反,$\mu$:摩擦因数,$F_N$:正压力 $(N)$}
- 静摩擦力 $0 \leq f_{静} \leq f_m$(与物体相对运动趋势方向相反,$f_m$ 为最大静摩擦力)
- 万有引力 $F=\frac{Gm_1m_2}{r^2}$ $(G=6.67 \times 10^{-11}N \cdot m^2/kg^2$,方向在它们的连线上)
- 静电力 $F=\frac{kQ_1Q_2}{r^2}$ $(k=9.0 \times 10^9N \cdot m^2/C^2$,方向在它们的连线上)
- 电场力 $F=Eq$ $(E$:场强 $N/C$,$q$:电量 $C$,正电荷受的电场力与场强方向相同)
- 安培力 $F=BIL\sin\theta$ $(\theta$ 为 $B$ 与 $L$ 的夹角,当 $L \perp B$ 时:$F=BIL$,$B//L$ 时:$F=0)$
- 洛仑兹力 $f=qVB\sin\theta$ $(\theta$ 为 $B$ 与 $V$ 的夹角,当 $V \perp B$ 时:$f=qVB$,$V//B$ 时:$f=0)$
动力学
- 牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止
- 牛顿第二运动定律:$F_{合}=ma$ 或 $a=\frac{F_{合}}{ma}${由合外力决定,与合外力方向一致}
- 牛顿第三运动定律:$F=-F'${负号表示方向相反,$F$、$F'$ 各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}
- 共点力的平衡 $F_{合}=0$,推广 {正交分解法、三力汇交原理}
- 超重:$F_N>G$,失重:$F_N<G$ {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}
- 牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子 。
振动和振波
- 简谐振动 $F=-kx$ {F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示 F 的方向与 x 始终反向}
- 单摆周期 $T=2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}$ {l:摆长 $(m)$,g:当地重力加速度值,成立条件:摆角 $\theta<100^\circ$;$l>>r$}
- 受迫振动频率特点:$f=f_{驱动力}$
- 发生共振条件:$f_{驱动力}=f_{固}$,$A=max$,共振的防止和应用
- 机械波、横波、纵波
- 滑动摩擦力 $F=\mu F_N$ {与物体相对运动方向相反,$\mu$:摩擦因数,$F_N$:正压力 $(N)$}
- 静摩擦力 $0 \leq f_{静} \leq f_m$(与物体相对运动趋势方向相反,$f_m$ 为最大静摩擦力)
- 万有引力 $F=\frac{Gm_1m_2}{r^2}$ $(G=6.67 \times 10^{-11}N \cdot m^2/kg^2$,方向在它们的连线上)
- 静电力 $F=\frac{kQ_1Q_2}{r^2}$ $(k=9.0 \times 10^9N \cdot m^2/C^2$,方向在它们的连线上)
- 电场力 $F=Eq$ $(E$:场强 $N/C$,$q$:电量 $C$,正电荷受的电场力与场强方向相同)
- 安培力 $F=BIL\sin\theta$ $(\theta$ 为 $B$ 与 $L$ 的夹角,当 $L \perp B$ 时:$F=BIL$,$B//L$ 时:$F=0$
- 洛仑兹力 $f=qVB\sin\theta$ $(\theta$ 为 $B$ 与 $V$ 的夹角,当 $V \perp B$ 时:$f=qVB$,$V//B$ 时:$f=0)$
分子动理论、能量守恒定律
- 阿伏加德罗常数 $N_A=6.02 \times 10^{23}/mol$;分子直径数量级 $10^{-10}$ 米
- 油膜法测分子直径 $d=\frac{V}{s}$ {$V$:单分子油膜的体积 $(m^3)$,$S$:油膜表面积 $(m^2)$}
- 分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。
- 分子间的引力和斥力
- $(1)r=r_0$,$f_{引}=f_{斥}$,$F_{分子力}=0$,$E_{分子势能}=E_{min}$(最小值)
- $(2)r>r_0$,$f_{引}>f_{斥}$,$F_{分子力}表现为引力
- $(3)r>10r_0$,$f_{引}=f_{斥} \approx 0$,$F_{分子力} \approx 0$,$E_{分子势能} \approx 0$
- 热力学第一定律 $W+Q=\Delta U${(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的),$W$:外界对物体做的正功 $(J)$,$Q$:物体吸收的热量 $(J)$,$\Delta U$:增加的内能 $(J)$,涉及到第一类永动机不可造出。}
- 热力学第二定律
- 克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性);
- 开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性)
- 热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}
功和能
- 功:$W=Fscos\alpha$(定义式){$W$:功 $(J)$,$F$:恒力 $(N)$,$s$:位移 $(m)$,$\alpha$:$F$、$s$ 间的夹角}
- 重力做功:$W_{ab}=mgh_{ab}$ {$m$:物体的质量,$g=9.8m/s^2 \approx 10m/s^2$,$h_{ab}$:$a$ 与 $b$ 高度差 $(h_{ab}=h_a-h_b)$}
- 电场力做功:$W_{ab}=qU_{ab}$ {$q$:电量 $(C)$,$U_{ab}$:$a$ 与 $b$ 之间电势差 $(V)$ 即 $U_{ab}=\varphi_a-\varphi_b$}
- 电功:$W=UIT$(普适式) {$U$:电路电压 $(V)$,$I$:电路电流 $(A)$,$t$:通电时间 $(s)$}
- 功率:$P=\frac{W}{t}$(定义式) {$P$:功率 $[瓦(W)]$,$W$:$t$ 时间内所做的功 $(J)$,$t$:做功所用时间 $(s)$}
- 汽车牵引力的功率:$P=Fv$;$P_{平}=Fv_{平}$ {$P$:瞬时功率,$P_{平}$:平均功率}
- 汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度 $(v_{max}=\frac{P_{额}}{f})$
- 电功率:$P=UI$(普适式) {$U$:电路电压 $(V)$,$I$:电路电流 $(A)$}
- 焦耳定律:$Q=I^2Rt$ {$Q$:电热 $(J)$,$I$:电流强度 $(A)$,$R$:电阻值 $(\Omega)$,$t$:通电时间 $(s)$}
- 纯电阻电路中 $I=\frac{U}{R}$;$P=UI=\frac{U^2}{R}=I^2R$;$Q=W=UIT=\frac{U^2t}{R}=I^2Rt$
物理重点常考内容有哪些
力学,电磁学,热学,波动学,光学,原子物理
力学是基础,受力分析是关键,要熟练准确掌握。
电磁学中主要是电场力,洛仑兹力作用下带电粒子或电流的运动分析,其实就是力学在电磁场中的应用。这部分题目容易考,或者必然考。综合性比较强。但只要打好力学受力分析基础,掌握好如能量守恒,动量守恒,动能定理等,就也不难。
热学高考中应该主要考选择题,布朗运动等,主要是把知识点记清楚点,没什么难的。
波动也一般只考选择题吧,机械波这一部分不难,但是还需要重视。以后的学习中还是很有用的,像大学物理里波动是很重要的一块,还有光的波动性,都要用到波动学的知识。
光学主要是光电效应,光的波粒二项性,对光本质的认识的发展,几何光学似乎不是特别重要,记不太清楚了,好像都没怎么学。
原子物理部分,也不难,白送分的都是。选择题部分就是基础知识,平时多记记。大题的话最多质子守恒,质量守恒,带电粒子核反应后分裂的粒子在电磁场中转圈之类的,考察动量守恒。
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