高中物理新課標(必修)公式大全

高中物理公式

刀偉宏主編

一'力學

1、胡克定律：f=kx（X為伸長量或壓縮量，k為勁度系數(shù)，只與彈簧的長度、粗細和材料

有關）

2、重力：G=mg（g隨高度、緯度、地質結構而變化，g?>gg低締〉g高州）

3、求艮、F2的合力的公式：產(chǎn)合=西+瑤+2FRcose

兩個分力垂直時：尸合=+F；

注意：（1）力的合成和分解都均遵從平行四邊行定則。分解時喜歡正交分解。

（2）兩個力的合力范圍：IF1-F2l<F<B+F2

（3）合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。

4、物體平衡條件：F令=0或Fxft=0F>,行0

推論：三個共點力作用于物體而平衡，任意一個力與剩余二個力的合力一定等值反向。

解三個共點力平衡的方法：合成法，分解法，正交分解法，三角形法，相似三角形法

5、摩擦力的公式：

（1）滑動摩擦力：，=NN（動的時候用，或是最大的靜摩擦力）

說明：①N為接觸面間的彈力（壓力），可以大于G；也可以等于G；也可以小于G。

②日為動摩擦因數(shù)，只與接觸面材料和粗糙程度有關，與接觸面積大小、接觸面

相對運動快慢以及正壓力N無關。

（2）靜摩擦力：由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解，與正壓力無關。

大小范圍：04f靜4fm（口為最大靜摩擦力）

說明：①摩擦力可以與運動方向相同，也可以與運動方向相反。

②摩擦力可以作正功，也可以作負功，還可以不作功。

③摩擦力的方向與物體間相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反。

④靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用，運動的物體可以受靜摩擦力的作用。

6、萬有引力：

（1）公式：F=G」T2（適用條件：只適用于質點間的相互作用）

r

G為萬有引力恒量：G=6.67X1（7"N?m2/kg2

（2）在天文上的應用：（M：天體質量；R：天體半徑；g：天體表面重力加速度;

，?表示衛(wèi)星或行星的軌道半徑，h表示離地面或天體表面的高度））

a、萬有引力=向心力F萬=F向

^Mmv224萬2,

即nnG——=m—=m(D"r=m-^-r-ma-mg

由此可得：

①天體的質量：M=^4-，注意是被圍繞天體（處于圓心處）的質量。

GT2

空，軌道半徑越大，線速度越小。

②行星或衛(wèi)星做勻速圓周運動的線速度：v=

③行星或衛(wèi)星做勻速圓周運動的角速度：3=電，軌道半徑越大，角速度越小。

④行星或衛(wèi)星做勻速圓周運動的周期：T=g，,軌道半徑越大，周期越大。

VGM

⑤行星或衛(wèi)星做勻速圓周運動的軌道半徑：「=30^，周期越大，軌道半徑越大。

⑥行星或衛(wèi)星做勻速圓周運動的向心加速度：a=軌道半徑越大，向心加速度越

r

小。

⑦地球或天體重力加速度隨高度的變化：8'=絲=

產(chǎn)（R+/l）2

特別地，在天體或地球表面：go="R2

8~TR^W8°

GT23m''

⑧天體的平均密度：p=一特別地：當r=R時：pT2=—

V2成3GT2KG

3

Mm

b、在地球表面或地面附近的物體所受的重力等于地球對物體的引力，即叫=6萬

gR2=GM。在不知地球質量的情況下可用其半徑和表面的重力加速度來表示，此式在天

體運動問題中經(jīng)常應用，稱為黃金代換式。

c、第一宇宙速度：第一宇宙速度在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度。

也是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。

第二宇宙速度：V2=lL2km/s,使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度。

第三宇宙速度：U3=16.7km/s,使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度。

7、牛頓第二定律：葭=3=里（后面一個是據(jù)動量定理推導）

BAr

理解：（1）矢量性（2）瞬時性（3）獨立性（4）同體性（5）同系性（6）同單

位制

牛頓第三定律：F=-F，（兩個力大小相等，方向相反作用在同一直線上，分別作用在兩個物

體上）

a=0

vt=vQ+at

12Jv；~v0=2as

S=VOt+~at與加速直線運動：a為正值

2勺減速直線運動：a為負值

8、勻變速直線運動:

基本規(guī)律:V=Vg+at

tASatB

幾個重要推論：

(1)V；=2as□(結合上兩式知三求二)

(2)AB段中間時刻的即時速度：匕7==-

(3)AB段位移中點的即時速度：J/匕i.匕

勻速：％2=如2，勻加速或勻減速直線運動：出2<%2口而即同

(4)初速為零的勻加速直線運動,

①在Is、2s、3s...ns內的位移之比為『：22：32....n2

②在第1s內、第2s內、第3s內……第ns內的位移之比為1：3：5……(2n-l)

③在第1m內、第2m內、第3m內...第nm內的時間之比為1：(V2—1)：

(V3—V2)...(y[~n—一1)

(5)初速無論是否為零，勻變速直線運動的質點,在連續(xù)相鄰的相等的時間間隔內的位移之

差為一常數(shù)：As=aT2(a：勻變速直線運動的加速度T：每個時間間隔的時間)

9自由落體運動

Vo=O,a=g

10.豎直上拋運動：上升過程是勻減速直線運動，下落過程是勻加速直線運動。全過程

是初速度為V。、加速度為-g的勻減速直線運動。

(1)上升最大高度：H

2g

V.

⑵上升的時間：t=

g

⑶上升、下落經(jīng)過同一位置時的加速度相同,而速度等值反向

（4）上升、下落經(jīng)過同一段位移的時間相等。

（5）從拋出到落回原位置的時間：t=

(6)適用全過程的公式:V(=Vo-gt

2

V，-Vo=-2gS（S、V,的正、負號的理解）

11、勻速圓周運動公式

注意：（1）勻速圓周運動的物體的向心力就是物體所受的合外力，總是指向圓心。

（2）衛(wèi)星繞地球、行星繞太陽作勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供。

（3）氫原子核外電子繞核作勻速圓周運動的向心力是原子核對核外電子的庫侖力。

12、平拋運動公式：水平方向的勻速直線運動和豎直方向的初速度為零的勻加速直線運動

（即自由落體運動）的合運動

水平分運動:水平位移：x=vot水平分速度：Vx=v0

豎直分運動:豎直位移：y=—gt2豎直分速度：Vy=gt

2

V。=VyCtgO

Vy=Votg0

2

V=+vvo=vcosOvv=vsinO

y

tgatg9=2tga

x

13、功：W=Fscosa（適用于恒力的功的計算，a是F與s的夾角）

（1）力F的功只與F、s、a三者有關，與物體做什么運動無關

（2）理解正功、零功、負功

（3）功是能量轉化的量度

重力的功----量度一一重力勢能的變化

電場力的功-一量度--—電勢能的變化

*分子力的功一-量度---分子勢能的變化

合外力的功--一量度——動能的變化

安培力做功---量度-—-其它能轉化為電能

14、動能和勢能：動能：Ek=^mv~重力勢能：Ep=mgh（與零勢能面的

選擇有關）

15、動能定理：外力對物體所做的總功等于物體動能的變化（增量）。

公式：W令=AEk=E。-Eki=--wn;,2

-22

16、機械能守恒定律：機械能=動能+重力勢能+彈性勢能

條件：系統(tǒng)只有內部的重力或彈力（指彈簧的彈力）做功。有時重力和彈力都做功。

公式：mgh,+g=mgh2+-^mv；

具體應用：自由落體運動，拋體運動，單擺運動，物體在光滑的斜面或曲面，彈簧振子等

17、功率：P=—=Fvcosa（在t時間內力對物體做功的平均功率）

t

P=Fv（F為牽引力，不是合外力；v為即時速度時，P為即時功率；v

為平均速度時，P為平均功率；P一定時，F(xiàn)與v成反比）

18、功能原理：外力和“其它”內力做功的代數(shù)和等于系統(tǒng)機械能的變化

19、功能關系：功是能量變化的量度。

摩擦力乘以相對滑動的路程等于系統(tǒng)失去的機械能，等于摩擦產(chǎn)生的熱

Q=疥相對=&

k

20、簡諧振動的回復力F=~kx加速度Q=--x

m

f同

21、單擺振動周期T=2萬產(chǎn)（與擺球質量、振幅無關）

22、彈簧振子周期丁=2君

23、共振：驅動力的頻率等于物體的固有頻率時，物體的振幅最大

24、機械波：機械振動在介質中傳播形成機械波。它是傳遞能量的一種方式。

產(chǎn)生條件：要有波源和介質。

波的分類：①橫波：質點振動方向與波的傳播方向垂直，有波峰和波谷。

②縱波，質點振動方向與波的傳播方向在同一直線上。有密部和疏部。

波長X：兩個相鄰的在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質點間的距離。

Z=vT=—

f

注意：①橫波中兩個相鄰波峰或波谷間距離等于一個波長。

②波在一個周期時間里傳播的距離等于一個波長。

波速：波在介質中傳播的速度。機械波的傳播速度由介質決定。

波速v波長入頻率f關系：v=-=A/（適用于一切波）

注意：波的頻率即是波源的振動頻率，與介質無關。

二、電磁學

（一）電場

1、庫侖力：F=k電（適用條件：真空中點電荷）

r

il=9.0X109N-m2/c2靜電力恒量

電場力：F=Eq（F與電場強度的方向可以相同，也可以相反）

2、電場強度：電場強度是表示電場強弱的物理量。

定義式：E=—單位：N/C

q

點電荷電場場強E=k^

勻強電場場強E=-

d

3、電勢，電勢能見="■，E電=4。*

q

順著電場線方向，電勢越來越低。

4、電勢差U,又稱電壓U=—UAB=<PA-<PB

q

5、電場力做功和電勢差的關系WAB=qUAB

?、,10

6、粒子通過加速電場qU=—mV

2

7、粒子通過偏轉電場的偏轉量匹JLHC

22m*2"idV；

粒子通過偏轉電場的偏轉角次。=上=當空

七mdi

8、電容器的電容c=2

U

電容器的帶電量Q=cU

平行板電容器的電容c=W

47M

充滿電以后與電源相連電壓不變

充滿電以后與電源斷開電量不變

（二）直流電路

1、電流強度的定義：1=，微觀式：I=nqvs（n是單位體積電子個數(shù)，）

I

2、電阻定律：R=P飛

電阻率P:只與導體材料性質和溫度有關，與導體橫截面積和長度無關。單位:

Q?m

3、串聯(lián)電路總電阻/?=/?/+/?2+尺1

電壓分配

功率分配&=8，P=—0—P

P2R2Rt+R2

4、并聯(lián)電路總電阻l=±+±+±（并聯(lián)的總電阻比任何一個分電阻?。?/p>

R&R2/?,

兩個電阻并聯(lián)R=RR

Rt+R2

并聯(lián)電路電流分配_L=里，1產(chǎn)&/

i2/?,6+/?,

并聯(lián)電路功率分配

5,歐姆定律：（1）部分電路歐姆定律:

E

（2）閉合電路歐姆定律：1=--------E=U+/r]

R+r

路端電壓：U=E-Ir=IR

輸出功率：畫=IE-O=UH]

（R=i?輸出功率最大）

電源熱功率：

電源效率:

6、電功和電功率：電功：W=IUt

焦耳定律（電熱）Q=E同

電功率P=IU

2爐

純電阻電路：W=IUt=IRt=--t

A

P=1U

非純電阻電路：W=IUt>|/2皿

P=lU>|/2r|

（三）磁場

_F

1、磁場的強弱用磁感應強度B來表示：B=-（條件：B1L）單位：T

2、電流周圍的磁場的磁感應強度的方向由安培（右手）定則決定。

（1）直線電流的磁場

（2）通電螺線管、環(huán)形電流的磁場

3、磁場力

（1）安培力：磁場對電流的作用力。

公式：F=BIL（BID（B//I是，F(xiàn)=0）

方向：左手定則

（2）洛侖茲力：磁場對運動電荷的作用力。

公式：f=qvB（B±v）

方向：左手定則

粒子在磁場中圓運動基本關系式

qvB=M解題關鍵畫圖，找圓心畫半徑

-2june

粒子在磁場中圓運動半徑和周期,1=-----t=——T

qBqB27

4、磁通量回=85有或（垂直于磁場方向的投影是有效面積）

或回sina（a是B與S的夾角）

△礙磯-國=ABS=BAS（磁通量是標量，但有正負）

（四）電磁感應

1.直導線切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=BLv（三者相互垂直）求瞬時或平均

E

（經(jīng)常和1=-------,F安=BIL相結合運用）

R+r

AO。AS"①，一①?十擊必,

2.法拉第電磁感應定律E=n-----=n----S=n——B=n---------求平均

△tArAr△/

B2I?V

3.直桿平動垂直切割磁場時的安培力（安培力做的功轉化為電能）

R+r

1,

4.轉桿切割磁感線感應電動勢公式E=-BL2a)

2

5.感生電量（通過導線橫截面的電量）。對

*6.自感電動勢E^=L—

Az

（五）交流電

1.中性面（線圈平面與磁場方向垂直）^?=BS,e=O1=0

2.電動勢最大值=NBSMN中加g,①，=0

3.正弦交流電流的瞬時值/=/wVZ7?（中性面開始計時）

4.正弦交流電有效值最大值等于有效值的也倍

里（一組副線圈時）

5.理想變壓器

U2n22%

*6.感抗XL=2^/L電感特點：

*7.容抗Xc=—!—電容特點：

2德C

（六）電磁場和電磁波

*1、LC振蕩電路

（1）在LC振蕩電路中，當電容器放電完畢瞬間，電路中的電流為最大，線圈兩端電

壓為零。

在LC回路中，當振蕩電流為零時，則電容器開始放電，電容器的

電量將減少，電容器中的電場能達到最大，磁場能為零。

（2）周期和頻率T=2TT4LCf=―4

2TT4LC1-------------

2、麥克斯韋電磁理論:

（1）變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生電場。（2）變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場。

推論：①均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場。

②周期性變化（振蕩）的磁場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的周期性變化（振蕩）的電

場；周期性變化（振蕩）的電場周圍也產(chǎn)生同頻率周期性變化（振蕩）的磁場。

3、電磁場：變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，叫電

磁場。

4、電磁波：電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處傳播就形成電磁波。

5、電磁波的特點

①以光速傳播（麥克斯韋理論預言，赫茲實驗驗證）；②具有能量；③可以離開電荷而獨立

存在；④不需要介質傳播；⑤能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象。

6、電磁波的周期、頻率和波速：

V=\f=同（頻率在這里有時候用v來表示）

波速:在真空中，C=3X108m/s

三、光學

（一）幾何光學

*1、概念：光源、光線、光束、光速、實像、虛像、本影、半影。

2、規(guī)律：（1）光的直線傳播規(guī)律：光在同一均勻介質中是沿直線傳播的。

（2）光的獨立傳播規(guī)律：光在傳播時，雖屢屢相交，但互不干擾，保持各自的規(guī)

律傳播。

（3）光在兩種介質交界面上的傳播規(guī)律

①光的反射定律：反射光線、入射光線和法線共面；反射光線和入射光線分居法線兩

側；反射角等于入射角。

②光的析射定律：

a、折射光線、入射光線和法線共面；入射光線和折射光線分別位于法線的兩側；

入射角的正弦跟折射角的正弦之比是常數(shù)。即-

吃n；?=常數(shù)

sinr

b、介質的折射率n：光由真空（或空氣）射入某中介質時，有〃=里曳，只決定

sinr

于介質的性質，叫介質的折射率。

c、設光在介質中的速度為巧則：〃=￡可見，任何介質的折射率大于1。

V

d、兩種介質比較，折射率大的叫光密介質，折射率小的叫光疏介質。

③全反射：a、光由光密介質射向光疏介質的交界面時，入射光線全部反射回光密介質中

的現(xiàn)象。

b、發(fā)生全反射的條件：⑧光從光密介質射向光疏介質；⑥入射角等于臨界角。

臨界角csinC=—

n

④光路可逆原理：光線逆著反射光線或折射光線方向入射，將沿著原來的入射光線方向

反射或折射。

..,sinzc1%直、，

歸納：折射率〃=-；—=—=-=——