高中物理计算公式.教学教材.doc

所有公式 希望对你有帮助！ 一、质点的运动（1）-直线运动 1）匀变速直线运动 1.平均速度V平s/t（定义式） 2.有用推论Vt2-Vo22as 3.中间时刻速度Vt/2V平(Vt+Vo)/2 4.末速度VtVo+at 5.中间位置速度Vs/2(Vo2+Vt2)/21/2 6.位移sV平tVot+at2/2Vt/2t 7.加速度a(Vt-Vo)/t 以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a0；反向则aF2) 2.互成角度力的合成： F(F12+F22+2F1F2cos)1/2（余弦定理） F1F2时:F(F12+F22)1/2 3.合力大小范围：|F1-F2|F|F1+F2| 4.力的正交分解：FxFcos，FyFsin（为合力与x轴之间的夹角tgFy/Fx） 注： (1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则; （2）合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立; (3)除公式法外，也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图; (4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(角)越大，合力越小; （5）同一直线上力的合成，可沿直线取正方向，用正负号表示力的方向，化简为代数运算。 四、动力学（运动和力） 1.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 2.牛顿第二运动定律：F合ma或aF合/ma由合外力决定,与合外力方向一致 3.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 4.共点力的平衡F合0，推广 正交分解法、三力汇交原理 5.超重：FNG，失重：FNG 加速度方向向下，均失重，加速度方向向上，均超重 6.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，不适用于微观粒子见第一册P67 注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。 五、振动和波（机械振动与机械振动的传播） 1.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 2.单摆周期T2(l/g)1/2 l:摆长(m)，g:当地重力加速度值，成立条件:摆角r 3.受迫振动频率特点：ff驱动力 4.发生共振条件:f驱动力f固，Amax，共振的防止和应用见第一册P175 5.机械波、横波、纵波见第二册P2 6.波速vs/tf/T波传播过程中，一个周期向前传播一个波长；波速大小由介质本身所决定 7.声波的波速(在空气中）0：332m/s；20:344m/s；30:349m/s；(声波是纵波) 8.波发生明显衍射（波绕过障碍物或孔继续传播）条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者相差不大 9.波的干涉条件：两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同) 10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动，导致波源发射频率与接收频率不同相互接近，接收频率增大，反之，减小见第二册P21 注： （1）物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关，取决于振动系统本身； （2）加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，减弱区则是波峰与波谷相遇处； （3）波只是传播了振动，介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式； （4）干涉与衍射是波特有的； (5)振动图象与波动图象； (6)其它相关内容：超声波及其应用见第二册P22/振动中的能量转化见第一册P173。 六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化） 1.动量：pmv p:动量(kg/s)，m:质量(kg)，v:速度(m/s)，方向与速度方向相同 3.冲量：IFt I:冲量(Ns)，F:恒力(N)，t:力的作用时间(s)，方向由F决定 4.动量定理：Ip或Ftmvtmvo p:动量变化pmvtmvo，是矢量式 5.动量守恒定律：p前总p后总或pp也可以是m1v1+m2v2m1v1+m2v2 6.弹性碰撞：p0；Ek0 即系统的动量和动能均守恒 7.非弹性碰撞p0；0EKEKm EK：损失的动能，EKm：损失的最大动能 8.完全非弹性碰撞p0；EKEKm 碰后连在一起成一整体 9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰: v1(m1-m2)v1/(m1+m2) v22m1v1/(m1+m2) 10.由9得的推论-等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒) 11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M，并嵌入其中一起运动时的机械能损失 E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2fs相对 vt:共同速度，f:阻力，s相对子弹相对长木块的位移 注： (1)正碰又叫对心碰撞，速度方向在它们“中心”的连线上; (2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算; （3）系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力，则系统动量守恒（碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等）; (4)碰撞过程(时间极短，发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒; (5)爆炸过程视为动量守恒，这时化学能转化为动能，动能增加；(6)其它相关内容：反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行见第一册P128。 七、功和能（功是能量转化的量度） 1.功：WFscos（定义式）W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，:F、s间的夹角 2.重力做功：Wabmghab m:物体的质量，g9.8m/s210m/s2，hab：a与b高度差(habha-hb) 3.电场力做功：WabqUab q:电量（C），Uab:a与b之间电势差(V)即Uabab 4.电功：WUIt（普适式） U：电压（V），I:电流(A)，t:通电时间(s) 5.功率：PW/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) 6.汽车牵引力的功率：PFv；P平Fv平 P:瞬时功率，P平:平均功率 7.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(vmaxP额/f) 8.电功率：PUI(普适式) U：电路电压(V)，I：电路电流(A) 9.焦耳定律：QI2Rt Q:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值()，t:通电时间(s) 10.纯电阻电路中IU/R；PUIU2/RI2R；QWUItU2t/RI2Rt 11.动能：Ekmv2/2 Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s) 12.重力势能：EPmgh EP :重力势能(J)，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起) 13.电势能：EAqA EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，A:A点的电势(V)(从零势能面起) 14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)： W合mvt2/2-mvo2/2或W合EK W合:外力对物体做的总功，EK:动能变化EK(mvt2/2-mvo2/2) 15.机械能守恒定律：E0或EK1+EP1EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1mv22/2+mgh2 16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG-EP 注: (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少； （2）O090O 做正功；90O180O做负功；90o不做功(力的方向与位移（速度）方向垂直时该力不做功)； （3）重力（弹力、电场力、分子力）做正功，则重力（弹性、电、分子）势能减少 （4）重力做功和电场力做功均与路径无关（见2、3两式）；（5）机械能守恒成立条件：除重力（弹力）外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化；(6)能的其它单位换算:1kWh(度)3.6106J，1eV1.6010-19J；*（7）弹簧弹性势能Ekx2/2，与劲度系数和形变量有关。 八、分子动理论、能量守恒定律 1.阿伏加德罗常数NA6.021023/mol；分子直径数量级10-10米 2.油膜法测分子直径dV/s V:单分子油膜的体积(m3)，S:油膜表面积(m)2 3.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。 4.分子间的引力和斥力(1)rr0，f引r0，f引f斥，F分子力表现为引力 (4)r10r0，f引f斥0，F分子力0，E分子势能0 5.热力学第一定律W+QU(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)，U:增加的内能(J)，涉及到第一类永动机不可造出见第二册P40 6.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）涉及到第二类永动机不可造出见第二册P44 7.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） 注: (1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小，布朗运动越明显,温度越高越剧烈； (2)温度是分子平均动能的标志； 3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快； (4)分子力做正功，分子势能减小,在r0处F引F斥且分子势能最小； (5)气体膨胀,外界对气体做负功W0；吸收热量，Q0 (6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和，对于理想气体分子间作用力为零，分子势能为零； (7)r0为分子处于平衡状态时，分子间的距离； (8)其它相关内容：能的转化和定恒定律见第二册P41/能源的开发与利用、环保见第二册P47/物体的内能、分子的动能、分子势能见第二册P47。 九、气体的性质 1.气体的状态参量： 温度：宏观上，物体的冷热程度；微观上，物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志， 热力学温度与摄氏温度关系：Tt+273 T:热力学温度(K)，t:摄氏温度() 体积V：气体分子所能占据的空间，单位换算：1m3103L106mL 压强p：单位面积上，大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力，标准大气压：1atm1.013105Pa76cmHg(1Pa1N/m2) 2.气体分子运动的特点：分子间空隙大；除了碰撞的瞬间外，相互作用力微弱；分子运动速率很大 3.理想气体的状态方程：p1V1/T1p2V2/T2 PV/T恒量，T为热力学温度(K) 注: (1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关； (2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位，t为摄氏温度()，而T为热力学温度(K)。 十、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e1.6010-19C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：FkQ1Q2/r2（在真空中）F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k9.0109Nm2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引 3.电场强度：EF/q（定义式、计算式)E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(C) 4.真空点（源）电荷形成的电场EkQ/r2 r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量 5.匀强电场的场强EUAB/d UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m) 6.电场力：FqE F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C) 7.电势与电势差：UABA-B，UABWAB/q-EAB/q 8.电场力做功：WABqUABEqdWAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m) 9.电势能：EAqA EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，A:A点的电势(V) 10.电势能的变化EABEB-EA 带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值 11.电场力做功与电势能变化EAB-WAB-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值) 12.电容CQ/U(定义式,计算式) C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V) 13.平行板电容器的电容CS/4kd（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，：介电常数） 常见电容器见第二册P111 14.带电粒子在电场中的加速(Vo0)：WEK或qUmVt2/2，Vt(2qU/m)1/2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平 垂直电场方向:匀速直线运动LVot(在带等量异种电荷的平行极板中：EU/d) 抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动dat2/2，aF/mqE/m 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分； (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直； （3）常见电场的电场线分布要求熟记见图第二册P98； (4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关； (5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面； (6)电容单位换算：1F106F1012PF； (7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV1.6010-19J； (8)其它相关内容：静电屏蔽见第二册P101/示波管、示波器及其应用见第二册P114等势面见第二册P105。 十一、恒定电流 1.电流强度：Iq/tI:电流强度(A），q:在时间t内通过导体横载面的电量(C），t:时间(s） 2.欧姆定律：IU/R I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值() 3.电阻、电阻定律：RL/S:电阻率(m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2) 4.闭合电路欧姆定律：IE/(r+R)或EIr+IR也可以是EU内+U外 I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻()，r:电源内阻() 5.电功与电功率：WUIt，PUIW:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W) 6.焦耳定律：QI2RtQ:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值()，t:通电时间(s) 7.纯电阻电路中:由于IU/R,WQ，因此WQUItI2RtU2t/R 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总IE，P出IU，P出/P总I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，：电源效率 9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比) 电阻关系(串同并反) R串R1+R2+R3+ 1/R并1/R1+1/R2+1/R3+ 电流关系 I总I1I2I3 I并I1+I2+I3+ 电压关系 U总U1+U2+U3+ U总U1U2U3 功率分配 P总P1+P2+P3+ P总P1+P2+P3+