高中物理公式总结大全

高中物理公式总结大全高中物理公式一、力学1、胡克定律：f=kx（x为伸长量或压缩量，k为劲度系数，只与弹簧的长度、粗细和材料有关）2、重力：G=mg（g随高度、纬度、地质结构而变化，g的大小为极地>赤道，低纬>高纬）3、求F1、F2的合力的公式：F合=F12+F22+2F1F2cosθ两个分力垂直时：F合=F12+F22注意：(1)力的合成和分解都遵循平行四边形定则。分解时通常采用正交分解。(2)两个力的合力范围：|F1-F2|≤F≤F1+F2(3)合力大小可以大于分力，也可以小于分力，还可以等于分力。4、物体平衡条件：F合=0或Fx合=0，Fy合=0推论：三个共点力作用于物体而平衡，任意一个力与剩余两个力的合力一定等值反向。解三个共点力平衡的方法：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)滑动摩擦力：f=μN（动的时候用，或时最大的静摩擦力）说明：①N为接触面间的弹力（压力），可以大于G，也可以等于G，也可以小于G。②μ为动摩擦因数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关。(2)静摩擦力：由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解，与正压力无关。大小范围：0≤f静≤fm（fm为最大静摩擦力）说明：①摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。②摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。③摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。④静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。6、万有引力：（1）公式：F=Gm1m2/r2（适用条件：只适用于质点间的相互作用）G为万有引力恒量：G=6.67×10-11N·m2/kg2（2）在天文上的应用：（M：天体质量；R：天体半径；g：天体表面重力加速度；r表示卫星或行星的轨道半径，h表示离地面或天体表面的高度）a、万有引力=向心力F万=F向由此可得：①天体的质量：M=4π²r³/GT²，注意是被围绕天体（处于圆心处）的质量。②行星或卫星做匀速圆周运动的线速度：v=GM/r，轨道半径越大，线速度越小。③行星或卫星做匀速圆周运动的角速度：ω=GM/r³，轨道半径越大，角速度越小。④行星或卫星做匀速圆周运动的周期：T=2πr³/GM，轨道半径越大，周期越大。⑤行星或卫星做匀速圆周运动的轨道半径：r=(GMT²/4π²)^(1/3)。⑥行星或卫星做匀速圆周运动的向心加速度：a=GM/r²。⑦地球或天体重力加速度随高度的变化：g'=GM/r²，轨道半径越大，向心加速度越小。特别地，在天体或地球表面：g=g'=g(R+h)/R²，其中h为高度，R为地球或天体半径。⑧天体的平均密度：ρ=3M/4πr³。特别地：当r=R时：ρT=M/4/3πR³。在地球表面或地面附近的物体所受的重力等于地球对物体的引力，即mg=GM/R²。在不知地球质量的情况下可用其半径和表面的重力加速度来表示，此式在天体运动问题中经常应用，称为黄金代换式。第一宇宙速度：第一宇宙速度在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度。也是人造卫星的最小发射速度。v=(GM/R)^(1/2)=7.9km/s。第二宇宙速度：v2=11.2km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。第三宇宙速度：v3=16.7km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。牛顿第二定律：F合=ma=Δp/Δt（后面一个是据动量定理推导）。理解：（1）矢量性（2）瞬时性（3）独立性（4）同体性（5）同系性（6）同单位制。牛顿第三定律：F=-F'（两个力大小相等，方向相反作用在同一直线上，分别作用在两个物体上）。匀变速直线运动是物体在直线上做匀速或变速运动，其基本规律为Vt=Vo+at，S=Vot+1/2at^2。几个重要推论包括：（1）利用上述两式可得出v^2-v0^2=2as；（2）AB段中间时刻的即时速度为vt2=v+at，S=1/2(v+v0)t；（3）AB段位移中点的即时速度为v^2=2as+v0^2；（4）初速为零的匀加速直线运动的位移公式为S=1/2at^2，速度公式为v=at；（5）匀变速直线运动的质点，在连续相邻的相等时间间隔内的位移之差为一常数：Δs=aT。自由落体运动是物体在重力作用下做自由下落运动，其速度公式为v=gt，位移公式为S=1/2gt^2。竖直上抛运动则是物体被抛起后在重力作用下做上升和下落运动，上升过程是匀减速直线运动，下落过程是匀加速直线运动，全过程是初速度为Vo、加速度为-g的匀减速直线运动。相关公式包括：（1）上升最大高度为H=Vo^2/2g；（2）上升的时间为t=Vo/g；（3）上升、下落经过同一位置时的加速度相同，而速度等值反向；（4）上升、下落经过同一段位移的时间相等；（5）从抛出到落回原位置的时间为t=2Vo/g。匀速圆周运动是物体在圆周上做匀速运动，其线速度公式为V=s/2πR，角速度公式为ω=2πf，其中f为圆周运动的频率。1.力学基础知识1.1重力势能公式在重力场中，物体从高处下落到低处，重力所做的功等于物体重力势能的减少，即：mgh=1/2mv2+mgh'其中m为物体质量，g为重力加速度，h为物体在重力场中的高度，v为物体下落的速度，h'为物体下落后的高度。1.2功率公式功率是力在一段时间内对物体做功的平均值，可以表示为：P=Fvcosα/t其中F为牵引力，v为物体的速度，α为力和速度之间的夹角，t为时间。当功率一定时，牵引力和速度成反比关系。1.3功能原理外力和内力对系统机械能的变化之和等于系统所做的功，即：W=∑F·∆x其中W为系统所做的功，F为系统受到的力，∆x为力的作用距离。1.4动量定理和动量守恒定律动量定理指出，物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化，即：F合t=∆mv动量守恒定律指出，系统的总动量在没有外力作用时保持不变，即：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'1.5简谐振动和共振简谐振动的回复力与振动物体的位移成比例关系，可以表示为F=-kx，其中k为回复力系数，x为位移。单摆振动的周期与摆长和重力加速度有关，可以表示为T=2π√(L/g)。弹簧振子的周期与弹簧的劲度系数和物体质量有关，可以表示为T=2π√(m/k)。共振指驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大。1.6机械波机械波是机械振动在介质中传播形成的波，它是传递能量的一种方式。波长是相邻质点之间的距离，可以表示为λ=v/f，其中v为波速，f为波的频率。机械波分为横波和纵波，横波的质点振动方向垂直于波的传播方向，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。电流强度I与电阻R成正比，与电压U成反比，即I=U/R。3、欧姆定律：U=IR4、功率定律：P=UI=I²R=U²/R5、串联电路：总电阻R=R1+R2+R3+...总电压U=U1+U2+U3+...电流强度I1=I2=I3=...6、并联电路：总电阻的倒数等于各电阻的倒数之和，即1/R=1/R1+1/R2+1/R3+...总电流强度I=I1+I2+I3+...各支路电流强度与其电阻成反比，即I1/I2=R2/R1。7、电功率：P=UI=I²R=U²/R8、电能：W=Pt9、电功率的计算：P=I²R=U²/R10、电阻的温度系数：Rt=R0(1+t)11、电阻的温度系数与电阻变化的关系：Rt-R0=R0t12、热力学第一定律：Q=U+W13、热力学第二定律：ΔS≥014、热力学第三定律：绝对零度时，熵为零。磁通量可以表示为BS或BSsinα（其中α是磁场与面积的夹角）。磁通量是标量，但有正负，可以用ΔΦ=ΔBS=BΔS来计算。电磁感应包括直导线切割磁力线产生的电动势和法拉第电磁感应定律。直导线切割磁力线产生的电动势可以用E=BLv（其中B、L、v相互垂直）来求瞬时或平均值，也可以与I=BL安相结合运用。法拉第电磁感应定律可以用E=nΔΦ/Δt来求平均，其中S=nB=n2/Δt。直杆平动垂直切割磁场时的安培力可以用F=(BIL)/(R+r)来计算，安培力做的功可以转化为电能。转杆电动势公式可以表示为E=(1/2)BLω2/ΔΦR1匝。感生电量可以表示为Q=ΔΦ，表示通过导线横截面的电量。自感电动势可以表示为E自=L(ΔI/Δt)。交流电的中性面（线圈平面与磁场方向垂直）磁通量为Φm=BS，电动势最大值为εm=NBSω=NΦm/ωt。正弦交流电流的瞬时值可以表示为i=Imsinωt（从中性面开始计时），有效值最大值等于有效值的2倍。理想变压器的功率输入等于输出，可以用InU1=P1/n1=P2/n2=I2U2/n2来计算。感抗可以表示为XL=2πfL，电感的特点是阻碍电流变化。容抗可以表示为XC=1/(2πfC)，电容的特点是阻抗随频率增加而减小。LC振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，电路中的电流为最大，线圈两端电压为零。当振荡电流为零时，电容器开始放电，电容器的电量将减少，电容器中的电场能达到最大，磁场能为零。周期和频率可以表示为T=2π√(LC)和f=1/(2π√(LC))。麦克斯韦电磁理论指出，变化的磁场在周围空间产生电场，变化的电场在周围空间产生磁场。由此可以推论出，均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场，周期性变化（振荡）的磁场在周围空间产生同频率的周期性变化（振荡）的电场，周期性变化（振荡）的电场周围也产生同频率周期性变化（振荡）的磁场。3、电磁场是由变化的电场和变化的磁场相互联系形成的不可分割的统一体。4、当电磁场从发生区域向远处传播时，就形成了电磁波。5、电磁波具有以下特点：以光速传播，具有能量，可以独立存在于电荷之外，不需要介质传播，能够产生反射、折射、干涉、衍射等现象。6、电磁波的周期、频率和波速可以用公式V=λf=2πfC或V=1/√(LC)来表示，其中C为电容，L为电感，λ为波长，f为频率，V为波速。在几何光学方面，光源、光线、光束、光速、实像、虚像、本影和半影是基本概念。光的传播遵循以下规律：光在同一均匀介质中是沿直线传播的；光在传播时，虽然会相交，但互不干扰，保持各自的规律传播；光在两种介质交界面上的传播遵循反射定律和折射定律，其中折射定律可以用sini/sinr=n来表示，其中n为介质的折射率，sini和sinr分别为入射角和折射角的正弦值。全反射是光由光密介质射向光疏介质的交界面时，入射光线全部反射回光密介质中的现象。发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质且入射角等于临界角，临界角可以用CsinC=1/n来表示。光路可逆原理指的是，光线逆着反射光线或折射光线方向入射，将沿着原来的入射光线方向反射或折射。常见的光学器件包括平面镜、棱镜和平行透明板。人类对光的本性的认识是一个不断发展的过程。微粒说，由牛顿提出，认为光是由微小的粒子组成的。而惠更斯提出了波动说，通过光的干涉双缝干涉条纹宽度的实验，证明了光是一种波动。应用方面，薄膜干涉可用于测量厚度和光学镜头上的镀膜。光的衍射是指单缝或圆孔衍射，产生泊松亮斑。电磁说由麦克斯韦提出，不同波长的电磁波包括无线电、红外线、可见光、紫外线、伦琴（X）射线等，具有不同的特性和应用。光子说由爱因斯坦提出，认为光由不连续的光子组成，每份光子的能量是E=hν。光的波粒二象性表现为单个光子的粒子性和大量光子的波动性。光波是一种概率波，其波动性和粒子性的表现取决于光的频率和波长。在原子物理中，氢原子的能级和半径可以通过公式E=n^2(-13.6eV)和r=n^2r1计算得出。跃迁时放出或吸收的能量可以用公式ΔE=hν计算，其中h为普朗克常数，ν为光子的频率。原子核衰变有三种形式：α衰变、β衰变和γ衰变。α衰变是放出α粒子，β衰变是放出β粒子，γ衰变是放出γ粒子。衰变遵循电荷数和质量数守恒的规律。半衰期是指原子核衰变到一半所需的时间。半衰期公式为N=N0(1/2)^(t/T)，其中N为剩余核数，N0为初始核数，t为时间，T为半衰期。质能方程E=mc²表明质量和能量之间存在等价关系。质量可以转化为能量，能量也可以转化为质量。狭义相对论的两个基本假设是狭义相对性原理和光速不变原理。狭义相对性原理指在不同的惯性系中，物理规律相同；光速不变原理指在不同的惯性系中，真空中的光速相同。同时是相对的，不同的参考系可能会有不同的“同时”。（2）长度的相对性：当一条杆沿着自身的长度方向运动时，其长度会相对于静止时的长度缩短。这可以用公式l=l'/(1-v^2/c^2)^0.5来表示，其中l'是相对于杆静止的观察者所测得的杆长。需要注意的是，杆在垂直于运动方向上的长度不会发生变化。此外，这种长度变化是相对的，如果两条平行的杆沿着自身长度方向运动，那么与它们一起运动的观察者都会认为对方的杆缩短了。（3）时间间隔的相对性：从地面上观察，高速运动的飞船上的时间进程会变慢，而飞船上的人则感觉地面上的时间进程变慢。这种现象被称为时间膨胀或动钟变慢，可以用公式Δt=Δτ/(1-v^2/c^2)^0.5来描述，其中Δτ是与飞船相对静止的观察者测得的两个事件的时间间隔，而Δt是地面上观察到的两个事件的时间间隔。（4）相对论的时空观：相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，它们是紧密联系的统一体，而不是独立存在且绝对的。这与经典物理学的观点不同，后者认为时间和空间是脱离物质而独立存在的，二者之间也没有联系。4．狭义相对论的其他结论：*（1）相对论速度变换公式：当一个物体以速度v相对于地面运动时，车上的人会感觉到自己相对于车的速度为u'，而相对于地面的速度为u。这种速度变换可以用公式u=(u'+v)/(1+u'v/c^2)来描述，其中v是高速火车相对地面的速度。需要注意的是，这一公式仅适用于u'与v在同一直线上的情况，当u'与v相反时，u'应取负值。（2）相对论质量：当一个物体以速度v运动时，它的质量会相对于静止时的质量增加。这种质量变化可以用公式m=m'/(1