高中物理公式
氣體性質公式摘要
1.氣體狀態參數:溫度:宏觀上,物體的冷熱程度;在顯微鏡下,物體內分子不規則運動強度的標志
熱力學溫度和攝氏溫度:T=t+273 {T:熱力學溫度(K),t:攝氏溫度(°C)}
體積V:氣體分子可以占據的空間,單位換算:1m3=103L=106mL
壓力p:每單位面積,大量氣體分子頻繁撞擊裝置壁面,產生連續均勻的壓力,標準大氣壓:1atm=1.013×105Pa=(1Pa=1N/m2)。
2、氣體分子運動特點:分子間空隙大;除碰撞瞬間外,相互作用力較弱;分子的運動速率很大
3. 理想氣體的狀態方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=常數,T為熱力學溫度(K)}
注意:
(1)理想氣體的內能與理想氣體的體積無關,而是與溫度和物質量有關
(2)式3建立為一定質量的理想氣體,使用公式時應注意溫度單位,t為溫度(°C),T為熱力學溫度(K)。
運動和力公式摘要
1.牛頓第一運動定律(慣性定律):物體具有慣性,始終保持恒定的直線運動或靜止狀態,直到外力迫使它改變這種狀態
2.牛頓第二運動定律:F=馬或a=F/馬{由合力外力決定,與合力方向一致}
3.牛頓第三運動定律:F=-F′{負號表示方向相反,F和F′各自作用于彼此,平衡力與反作用力之差,實際應用:反沖運動}
4.共點力=0的平衡F,推廣{正交分解法,三力交聯原理}
5.超重:FN>G,失重:FN
6. 這
牛頓運動定律適用條件:適用于解決低速運動問題,適用于宏觀物體,不適合處理高速問題,不適用于微觀粒子
注意:
平衡狀態是指物體處于靜止狀態或以恒定速度在直線上,或以勻速旋轉。
力的合成和分解公式摘要
1. 已將
同一條線的合力方向相同:F=F1+F2,反之:F=F1-F2 (F1>F2)。
2.相交角力的合成:
F=(F12+F22+α)1/2(余弦定理) F1⊥F2: F=(F12+F22)1/2
3. 合力尺寸范圍: |F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β為合力與x軸tgβ=Fy/Fx的夾角)。
注意:
(1)力(矢量)的合成和分解遵循平行四邊形規則;
(2)合力與分力的關系是等價的替代關系,分力的共同作用可以由合力代替,反之亦然;
(3)除公式法外,還可以作為圖法求解,此時要選擇尺度,嚴格制作圖
(4)當F1和F2的值恒定時,F1和F2之間的夾角(α角)越大,合力越小
(5)同一條直線上的力的合合可以沿直線沿正方向取,力的方向可以用加號和減號表示,可以簡化為代數運算。
常力公式摘要
1、重力G=mg(方向垂直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點在重心處,適用于地球表面附近)。
2.胡克定律F=kx{沿恢復變形方向的方向,k:剛度系數(N/m),x:變形變量(m)}
3.滑動摩擦力F=μFN{與物體的相對運動方向相反,μ:摩擦系數,FN:正壓(N)}
4.靜摩擦力0≤f靜≤fm(與物體相對運動趨勢的方向相反,fm為最大靜摩擦力)。
5. 重力 F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N m2/kg2,在它們的直線上)。
6. 靜電力 F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N m2/C2,連接線上的方向)。
7.電場力F=Eq(E:場強N/C,q:電功率C,正電荷的電場力與場強方向相同)。
8. 安培力 F=θ(θ 是 B 和 L 之間的角度,當 L⊥B:F=BIL,B//L:F=0 時)。
9. 洛倫茲力 f=θ (θ 是 B 和 V 的夾角,當 V⊥B: f=qVB, V//B: f=0 時)。
注意:
(1)剛度系數k由彈簧本身決定;
(2)摩擦系數μ與壓力和接觸面積的大小無關,而是由接觸面的材料特性和表面狀況決定的
(3)如果fm略大于μFN,則一般認為fm≈μFN;
(4)其他相關內容:靜摩擦力(大小、方向)[見第1卷第8頁];
(5)物理量符號和單位B:磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電荷(C);
(6)安培力和洛倫茲力的方向由左手定則確定。
萬有引力公式總結
1.開普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常數(與行星的質量無關,取決于中心天體的質量)}
2.萬有引力定律:F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N m2/kg2,方向在它們的直線上)。
3.重力和重力加速度對天體的影響:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M:天體質量(kg)}
4.衛星軌道速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T = 2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質量}
5. 第一(第二和第三)宇宙速度 V1 = (g r) 1/2 = (GM/r r) 1/2 = 7.9 km/s;V2=11.2公里/秒;V3=16.7公里/秒
6. 地球同步衛星 GMm/(r 地面 + h)2 = m4π2 (r 地面 + h)/T2{h≈,h:距地球表面高度,r 地點:地球半徑}
注意:
(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F方向=F百萬;
(2)可以應用萬有引力定律來估計天體的質量密度
(3)地球同步衛星只能在赤道上空運行,運行周期與地球自轉周期相同
(4)當衛星的軌道半徑變小時,勢能變小,動能變大,速度變大,周期變小(連同三反面);
(5)地球衛星的最大軌道速度和最小發射速度均為7.9公里/秒。
勻速圓周運動公式總結
1. 線速度 V=s/t=2πr/T
2. 角速度 ω = Φ / t = 2π / T = 2πf
3. 向心加速度 a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r
4. 向心力F=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F組合
5、周期和頻率:T=1/f
6、角速度與線速度的關系:V=ωr
7. 角速度與轉速的關系 ω = 2πn(其中頻率和轉速具有相同的含義)。
8、主要物理量及單位:弧長(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率 (f):Her (Hz);周期 (T):秒 (s);轉速(n):r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
注意:
(1)向心力可以由比力提供,也可以由合力提供,也可以由分量力提供,并且方向始終垂直于速度方向,指向圓心
;
(2)勻速圓周運動的物體的向心力等于合力,向心力只改變速度的方向,而不改變速度的大小,所以物體的動能保持不變,向心力不做功高中物理導線的有效長度,但動量不斷變化。
平拋運動公式總結
1.水平速度:Vx=Vo
2.垂直速度:Vy=gt
3.水平位移:x=Vot
4、垂直位移:y=gt2/2
5.運動時間t=(2y/g)1/2(通常表示為(2h/g)1/2)。
6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2,合速方向與水平角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7、組合位移:s=(x2+y2)1/2,位移方向與水平α的夾角:tgα=y/x=gt/2Vo
8、水平加速度:ax=0;垂直加速度:ay=g
注意:
(1)平拋運動是加速度為g的勻速曲線運動,通常可以看作是水平方向的勻速直線運動和垂直方向的自由落體運動的綜合
(2)運動時間由下落高度h(y)決定,與水平投擲速度無關;
(3)θ與β的關系為tgβ=2tgα;
(4)時間t是解決平拋運動中問題的關鍵
(5)在曲線上運動的物體必須有加速度,當速度方向與接收到的合力(加速度)方向不在同一條直線上時,物體在曲線上運動。
垂直向上投擲運動的公式總結
1. 位移 s=Vot-gt2/2
2. 最終速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)。
3. 推理 Vt2-Vo2=-2gs
4. 已將
上升的最大高度為 Hm=Vo2/2g(從投擲點開始)。
5.往返時間t=2Vo/g(從投擲到原始位置的時間)。
注意:
(1)整個過程處理:為勻速減速直線運動,以向上方向為正方向,加速度取負值;
(2)分段加工:向上為勻速減速直線運動,向下為自由落體運動,具有對稱性
;
(3)上升和下降的過程是對稱的,如同一點的速度等效反轉。
自由落體運動公式總結
1. 初始速度 Vo = 0
2. 最終速度 Vt=gt
3. 墜落高度 h=gt2/2(從 Vo 位置向下計算)。
4. 推理 Vt2 = 2gh
注意:
(1)自由落體運動是初始速度為零的勻速直線運動,遵循變速勻速直線運動規律
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(赤道附近重力加速度小,比高山平地小,方向直下)。
勻速直線運動公式匯總
1. 平均速度 V 平坦 = s/t(定義)。
2. 有一個有用的推論 Vt2-Vo2=2as
3. 中間力矩速度 Vt/2=Vping=(Vt+Vo)/2
4. 最終速度 Vt=Vo+at
5. 中間位置速度 Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2
6. 位移 s=V,平坦 t=Vot+at2/2=Vt/2t
7. 加速度 a=(Vt-Vo)/t { 以 Vo 為正方向,a 和 Vo 同向(加速度) a>0;反之則為
8. 實驗推論是 Δs=aT2{Δs 是連續相鄰等時 (T) 位移之間的差值}
9、主要物理量及單位:初始速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;最終速度(Vt):m/s;時間 (t) 秒 (s);位移(s):m (m);距離:米;速度單位轉換:1m/s = 3.6km/h。
注意:
(1)平均速度是向量;
(2)物體速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是一個度量,而不是確定性;
您對摩擦的了解摘要
1、摩擦的定義:當一個物體在另一個物體的表面上相對運動(或有相對運動傾向)時,阻礙相對運動(或阻礙相對運動趨勢)的力稱為摩擦,可分為靜摩擦和滑動摩擦。
2. 條件
對于摩擦的產生:(1)接觸面粗糙;(2)相互接觸的物體之間有彈性力;(3)接觸面之間存在相對運動(或相對運動趨勢)。
注:這三個條件缺一不可,對“相對”的理解應特別注意。
3、摩擦方向:
(1)靜摩擦方向始終與接觸面相切,與相對運動趨勢方向相反。
(2)滑動摩擦的方向總是與接觸面相切,與相對運動方向相反。
注:(1)“與相對運動方向相反”不能等同于“與運動方向相反”。
滑動摩擦力可以與運動方向相同,也可以與運動方向相反,并且可以與運動方向成一定角度。
(2)滑動摩擦可能在功率或阻力方面起作用。
4.摩擦的大小:
(1)靜摩擦的大小:
(1)與相對運動趨勢的強度有關,趨勢越強,靜摩擦力越大,但不能超過最大靜摩擦力,即0≤f≤fm,但與接觸面的相互擠壓力FN沒有直接關系。具體尺寸可以通過物體的運動狀態結合動力學定律來解決。
(2)最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力,在中學階段討論問題時,除非另有規定,否則可以認為它們相等。
(3)效果:阻礙物體的相對運動趨勢高中物理導線的有效長度,但不一定阻礙物體的運動,可以是動能的,也可以是阻力的。
(2)滑動摩擦的大小:
滑動摩擦力與壓力成正比,即一個物體與另一個物體表面的垂直力成正比。
公式:F=μFN(F為滑動摩擦的大小,FN為正壓的大小,μ稱為動摩擦因子)。
說明:(1)FN表示兩個物體表面之間的壓力,本質上是彈性力,不是重力,更多的情況需要結合運動和平衡條件來確定。
(2)μ與接觸面的材質和接觸面的狀況有關,沒有單位。
(3)滑動摩擦的大小與相對運動的速度無關。
5.摩擦效應:它總是阻礙物體之間的相對運動(或相對運動趨勢),但并不總是阻礙物體的運動,可能是動力或阻力。
注:滑動摩擦的大小與接觸面的大小、物體的速度和加速度無關,而僅由動摩擦系數和正壓兩個因素決定,動摩擦系數與兩個接觸面上材料的性能和粗糙度有關。
能量守恒定律公式總結
1. 阿伏伽德羅常數 NA=6.02×1023/mol;分子直徑在10-10米的數量級
2.分子直徑d=V/s{V:單分子油膜體積(m3),S:油膜表面積(m)2}
3、分子動力學理論:物質由大量分子組成;大量分子進行不規則的熱運動;分子之間存在相互作用力。
4. 分子間引力和排斥力 (1) r10r0, f 引用 = f 排斥力 ≈0, F 分子力 ≈ 0, E 分子勢能 ≈ 0
5.熱力學第一定律W+Q=ΔU{(功和傳熱,這兩種改變物體內能的方式,在效果上是等價的),W:外界對物體所做的正功(J),Q:物體吸收的熱量(J),ΔU:增加的內能(J),這是第一種永動機無法產生的[見第二冊P40]}
6. 熱力學第二定律
K線的公式:不可能在不引起其他變化(熱傳導方向性)的情況下將熱量從冷物體傳遞到高溫物體;
開爾文公式:不可能從單個熱源吸收熱量并將其全部用于工作而不引起其他變化(機械能和內能轉換的方向性){不可能制造第二種類型的永動機
7.熱力學第三定律:熱力學零度無法實現{宇宙溫度下限:-273.15攝氏度(熱力學零度)}
注意:
(1)布朗粒子不是分子,布朗粒子越小,布朗運動越明顯,溫度越高,強度越大;
(2)溫度是分子平均動能的標志;
(3)分子間的引力和排斥力同時存在,并隨著分子間距離的增加而減小,但排斥力的減小速度快于引力
(4)分子力做正功,分子勢能減小,在r0 F時引線=F排斥,分子勢能最小;
(5)氣體膨脹,外體對氣體W0做負功;吸熱率,Q>0
(6)物體的內能是指物體的所有分子動能和分子勢能的總和,理想氣體的分子間作用力為零,分子勢能為零
(7) r0 是分子處于平衡狀態時的距離;
功和能量轉換公式的總結
1.功:W=Fscosα(定義){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F與s之間的角度}
2.重力做功:Wab=mghab{m:物體的質量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a和b之間的高度差(hab=ha-hb)}
3.電場力所做的功:Wab=qUab{q:電量(C),Uab:a和b的電位差(V),即Uab=φa-φb}
4.電氣工作:W=UIt(通用){U:電壓(V),I:電流(A),t:上電時間(s)}
5. 功率:P=W/t(定義){P:功率[瓦特(W)],W:在t時間內完成的功(J),t:做功所用的時間(s)}
6、汽車牽引力的功率:P=Fv;P-flat = Fv flat {P:瞬時功率,P-flat:平均功率}
7、汽車以恒動力啟動,以恒加速度啟動,汽車最高行駛速度(vmax=P/f)。
8、電功率:P=UI(通用){U:電路電壓(V),I:電路電流(A)}
9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:電加熱(J),I:電流強度(A),R:電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
10.純電阻電路I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11.動能:Ek=mv2/2{Ek:動能(J),m:物體質量(kg),v:物體瞬時速度(m/s)}
12.重力勢能:EP=mgh {EP:重力勢能(J),g:重力加速度,h:垂直高度(m)(從零勢能面開始)}
13.電勢能:EA=qφA {EA:A點(J)帶電體的電勢能,q:電量(C),φA:A點(V)的電勢(從零勢能面開始)}
14.動能定理(對物體的正功,物體的動能增加):W = mvt2/2-mvo2/2 或 W = ΔEK {W 組合:外力對物體所做的總功 ΔEK:動能變化 ΔEK = (mvt2/2-mvo2/2)}
15.機械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.重力做功與重力勢能之間的變化(重力做功等于物體重力勢能增加的負值)WG=-ΔEP
注意:
(1)功率表示工作的速度,完成的工作量表示能量轉換的量
(2)O0≤α
(3)如果重力(彈性力、電場力、分子力)做正功,重力的勢能(彈性、電、分子)減小
(4)重力和電場力所做的功都與路徑無關
(5)機械能守恒的條件:除重力(彈力)外,其他力不做功,只做動能與勢能的轉換;
(6)其他能量單位的換算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;
(7)彈簧E=kx2/2的彈性勢能與剛度系數和變形有關。
脈沖與動量公式的總結
1.動量:p=mv {p:動量(kg/s),m:質量(kg),v:速度(m/s),方向與速度相同}
3.沖量:I=Ft {I:沖量(N s),F:恒力(N),t:力作用時間(s),方向由F決定}
4. 動量定理:I=Δp 或 Ft=mvt–mvo {Δp:動量變化 Δp=mvt–mvo,是一個向量
}
5. 動量守恒定律:p 前總計 = p 后總計或 p = p'′ 也可以是 m1v1 + m2v2 = m1v1′ + m2v2′
6.彈性碰撞:Δp=0;ΔEk=0{即系統的動量和動能守恒}
7. 非彈性碰撞 Δp=0; 0R 真
Rx = U/I = UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R) 的測量值。
選擇電路條件 Rx>>RA [或 Rx>(RARV)1/2]。
選擇電路條件 Rx
這
電路中滑動變阻器的限流連接及亞壓接方法
限流連接
電壓調節范圍小,電路簡單,功耗小
Rp>Rx,便于調節電壓的選擇條件
電壓調節范圍大,電路復雜,功耗大
方便調整電壓選擇條件Rp
注意:
(1)單位轉換:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各種材料的電阻率隨溫度的變化而變化,金屬的電阻率隨溫度的升高而增大
(3)串聯總電阻大于任何次電阻,并聯總電阻小于任何次電阻;
(4)當電源有內阻時,當外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大
(5)當外部電路電阻等于電源電阻時,電源的功率輸出功率最大,此時輸出功率為E2/(2r);
(6)其他相關內容:電阻率與溫度的關系、半導體及其應用、超導性及其應用。
磁場公式總結
1.磁感應強度是用來表示磁場強度和方向的物理量,它是一個矢量,單位T),1T=1N/A m
2. 安培力 F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感應強度(T),F:安培力(F),I:電流強度(A),L:導線長度(m)}
3. 洛倫茲力 f=qVB (注 V⊥B);質譜儀{f:洛倫茲力(N),q:帶電粒子電荷(C),V:帶電粒子速度(m/s)}
4.在重力可忽略不計的情況下(不考慮重力),帶電粒子進入磁場的運動(主二):
(1)帶電粒子沿平行磁場方向進入磁場:不受洛倫茲力影響,勻速直線運動V=V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進入磁場:做勻速圓周運動,規律如下a)F=flo=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b) 運動周期與圓周運動的半徑和線速度無關
洛倫茲力對帶電粒子不起作用(在任何情況下);(c)解決問題的關鍵:畫出軌跡,求圓心英語作文,固定圓的半徑和圓心角(=雙弦切角)。
注意:
(1)安培力和洛倫茲力的方向可以用左手定則確定,但洛倫茲力要注意帶電粒子的正負
(2)應掌握磁感線的特性和磁感線在常見磁場中的分布;(3)其他相關內容:地磁場/磁電計原理/回旋加速器/磁性材料
電磁感應公式總結
1.感應電動勢大小的計算公式
1) E = nΔΦ/Δt (通用公式) {法拉第電磁感應定律,E:感應電動勢(V),n:感應線圈的匝數,ΔΦ/Δt:磁通量變化率}
2) E=BLV垂直(切削磁感線運動){L:有效長度(m)}
3) Em = nBSω (交流發電機最大感應電動勢) {Em:峰值感應電動勢}
4) E = BL2ω/2 (導體的一端固定并旋轉 ω 切割) {ω:角速度 (rad/s),V:速度 (m/s)}
2.磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb),B:均勻磁場的磁感應強度(T),S:正面積(m2)}
3.感應電動勢的正負極可以通過感應電流的方向{電源內部電流的方向:從負極到正極}來確定
4.自感電動勢E self=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(H)(有鐵芯時線圈L比沒有鐵芯時大),ΔI:變化電流,t:耗時時間,ΔI/Δt:自感電流變化率(變化速度)}
注意:
(1)感應電流的方向可由楞次定律或右手定則確定,楞次定律的應用點
(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流變化;
(3) 單位換算:1H = 103mH = 106 μH。
(4)其他相關內容:自感/熒光燈。
交流電公式總結
1、電壓瞬時值e=Emsinωt電流瞬時值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2. 峰值電動勢:Em = nBSω = 2BLv 電流峰值(在純電阻電路中)Im = Em/R 總計
3、正弦交流電有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/2
4、理想變壓器初級、次級線圈電壓、電流、功率的關系 U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P 輸入 = P 輸出
5、高壓輸電線路:在長距離輸電中,利用高壓電能傳輸可以減少輸電線路上的電能損失′=(P/U)2R;(Ploss′:輸電線路功率損失,P:傳輸電能的總功率,U:輸電線路電壓,R:輸電線路電阻);
6. 方程 1、2、3 和 4 中的物理量和單位: ω:角頻率(rad/s);t:時間;n:線圈的匝數;B:磁感(T);S:線圈面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強度(A);P:功率(W)。
注意:
(1)交流電的變化頻率與發電機內線圈的旋轉頻率相同,即:ω電=ω線,f電=f線;
(2)在發電機中,線圈在中性面位置的磁通量最大,感應電動勢為零,通過中性面的電流方向發生變化
(3)均方根值根據電流的熱效應確定,除另有規定外,交流值均指均值;
(4)理想變壓器匝數固定時,輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定,輸入功率等于輸出功率,負載消耗的功率增加時輸入功率也隨之增加,即P出決定P進;
(5)其他相關內容:正弦交流電圖像/電阻、電感和電容對交流電的影響。
電磁振蕩和電磁波公式總結
1.LC 振蕩電路 T=2π(LC)1/2; f=1/T {f:頻率(Hz),T:周期(s),L:電感(H),C:電容(F)}
2. 已將
電磁波在真空中的傳播速度 c = 3.00×108 m/s,λ = c/f {λ:電磁波波長(m),f:電磁波頻率}
注意:
(1)在LC振蕩過程中,當電容器最大化時,振蕩電流為零;當電容電荷為零時,振蕩電流最大;
(2)麥克斯韋電磁場理論:變化的電(磁)場產生磁(電)場;
(3)其他相關內容:電磁場/電磁波/無線電波發射與接收/電視雷達。