算砖公式人教版高中物理所有公式整理

2020年9月19日发(作者：童垲)
人教版高中物理所有公式整理


高中的物理很难，学习物理是要讲究 方法的，方法用对，学
习才能事半功倍。下面是整理的人教版高中物理所有公式整理，
希望大家 喜欢。
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=st(定义式)
2.有用推论Vt2-Vo2=2as
3.中间时刻速度Vt2=V平=(Vt+Vo)2
4.末速度Vt=Vo+at
5.中间位置速度Vs2=[(Vo2+Vt2)2]12
6.位移s=V平t=Vot+at22=Vt2t
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a0｝
8.实验用推论Δs=aT2 {Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之
差｝
9.主要 物理量及单位:初速度(Vo):ms;加速度(a):ms2;末速度
(Vt):ms;时间(t)秒 (s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换
算:1ms=3.6kmh。
注：(1)平均速度是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt- Vo)t只是量度式,不是决定式;
(4)其它相关内容:质点.位移和路程.参考系.时间与时刻;速度
与速率.瞬时速度。
2)自由落体运动
1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt22(从Vo位置
向下计算) 4.推论Vt2=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=9.8ms2≈10ms2(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)。
(3)竖直上抛运动
1.位移s=Vot-gt22
2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8ms2≈10ms2)
3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs
4.上升最大高度Hm=Vo22g(抛出点算起)
5.往返时间t=2Vog (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。
二、质点的运动(2)----曲线运动、万有引力
1)平抛运动
1.水平方向速度：Vx=Vo
2.竖直方向速度：Vy=gt
3.水平方向位移：x=Vot
4.竖直方向位移：y=gt22
5.运动时间t=(2yg)12(通常又表示为(2hg)12)
6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)12=[Vo2+(gt)2]12
合速度方向与水平夹角β:tgβ=VyVx=gtV0
7.合位移：s=(x2+y2)12,
位移方向与水平夹角α:tgα=yx=gt2Vo
8.水平方向加速度：ax=0;竖直方向加速度：ay=g
注：(1)平抛运动是匀变速曲线运 动,加速度为g,通常可看作
是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成;
(2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关;
(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα;
(4)在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线 运动的物体必
有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上
时,物体做曲线 运动。
2)匀速圆周运动
1.线速度V=st=2πrT
2.角速度ω=Φt=2πT=2πf
3.向心加速度a=V2r=ω2r=(2πT)2r
4.向心力F心=mV2r=mω2r=mr(2πT)2=mωv=F合
5.周期与频率：T=1f
6.角速度与线速度的关系：V=ωr
7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)
8.主要物理量及单位:弧长( s):(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f);
赫(Hz);周期(T):秒(s);转速 (n);rs;半径(r):米(m);线速度(V):ms;角速
度(ω):rads;向心加速度: ms2。
注：(1)向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，
还可以由分力提 供，方向始终与速度方向垂直，指向圆心;
(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并 且向心力只
改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,
向心力不做功,但 动量不断改变.
3)万有引力
1.开普勒第三定律：T2R3=K(=4π2GM ){R:轨道半径，T:周期，
K:常量(与行星质量无关，取决于中心天体的质量)｝
2.万有引力定律：F=Gm1m2r2 (G=6.67×10-11N?m2kg2，方
向在它们的连线上)
3.天体上的重力和重力加速度：GMmR2=mg;g=GMR2 {R:天
体半径(m)，M：天体质量(kg)｝
4.卫星绕行速度、角速度、周期：< br>V=(GMr)12;ω=(GMr3)12;T=2π(r3GM)12{M：中心天体质量｝
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)12=(GMr
地)12=7.9kms ;V2=11.2kms;V3=16.7kms
6.地球同步卫星GMm(r地+h)2=m4 π2(r地
+h)T2{h≈36000km，h:距地球表面的高度，r地:地球的半径｝
注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;
(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;
(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空，运行周期和地球自转
周期相同;
(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、
周期变小(一同三反);
(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9kms。
三、力(常见的力、力的合成与分解)
(1)常见的力
1.重力G=mg (方向竖直向下，g=9.8ms2≈10ms2，作用点在
重心，适用于地球表面附近)
2.胡克定律F=kx {方向沿恢复形变方向，k：劲度系数(Nm)，
x：形变量(m)｝
3.滑动摩擦力F=μFN {与物体相对运动方向相反，μ：摩擦因
数，FN：正压力(N)｝
4.静摩擦力0≤f静≤fm (与物体相对运动趋势方向相反，fm为
最大静摩擦力)
5.万有引力F=Gm1m2r2 (G=6.67×10-11N?m2kg2,方向在它
们的连线上)
6.静电力F=kQ1Q2r2 (k=9.0×109N?m2C2,方向在它们的连
线上)
7.电场力F=Eq (E：场强NC，q：电量C，正电荷受的电场力
与场强方向相同)
8.安培力F=BILsinθ (θ为B与L的夹角，当L⊥B时:F=BIL，BL
时:F=0)
9.洛仑兹力f=qVBsinθ (θ为B与V的夹角，当V⊥B时：f=qVB，
VB时:f=0)
注:(1)劲度系数k由弹簧自身决定;
(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关，由接触面材
料特性与表面状况等决定;
(3)fm略大于μFN，一般视为fm≈μFN;
(4)其它相关内容：静摩擦力(大小、方向);
(5)物理量符号及单位B:磁感强度(T), L:有效长度(m),I:电流强
度(A),V:带电粒子速度(ms),q:带电粒子(带电体)电量 (C);
(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。
2)力的合成与分解
1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2， 反向：F=F1-F2 (F1F2)
2.互成角度力的合成：F=(F12+F22+2F1F2cosα)12(余弦定理)
F1⊥F2时:F=(F12+F22)12
3.合力大小范围：|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解：Fx=Fcosβ ，Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的
夹角tgβ=FyFx)
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(α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a=F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:FN
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
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T=2π(lg)12 {l:摆长(m)，g:当地重力加速度值，
成立条件:摆角θ100;lr｝
3.受迫振动频率特点：f=f驱动力
4.发生共振条件:f驱动力=f固，A=max，共振的防止和应用
5.机械波、横波、纵波
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;温度升高，内能增大ΔU0;
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能源的开发与利用.环
保物体的内能.分子的动能.分子势能。
六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化)
1.动量：p=mv {p:动量(kgs)，m:质量(kg)，v:速度(ms)，方向
与速度方向相同｝
2.冲量：I=Ft {I:冲量(N?s)，F:恒力(N)，t:力的作用时间(s)，方
向由F决定｝
3.动量定理：I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:动量变化Δp=mvt–mvo，
是矢量式}
4.动量守恒定律：p前总=p后 总或p=p’?也可以是
m1v1+m2v2=m1v1?+m2v2?
5.弹性碰撞：Δp=0;ΔEk=0 {即系统的动量和动能均守恒}
6.非弹性碰撞Δp=0;0ΔEKΔEKm {ΔEK：损失的动能，EKm：损
失的最大动能}
7.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后连在一起成一整体}
8. 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) v2?=2m1v1(m1+m2)
9.由8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)
10.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=mvo22-(M+m)vt22=fs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：W=Fscosα(定义式){W:功(J)，F: 恒力(N)，s:位移(m)，α:F、
s间的夹角｝
2.重力做功：Wab=mghab {m:物体的质量，
g=9.8ms2≈10ms2，hab：a与b高度差(hab=ha-hb)}
3.电场力做功：Wab=qUab {q:电量(C)，Uab:a与b之间电势
差(V)即Uab=φa-φb｝
4.电功：W=UIt(普适式) {U：电压(V)，I:电流(A)，t:通电时间
(s)｝
5.功率：P=Wt(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：P=Fv;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(vmax=P额f)
8.电功率：P=UI(普适式) {U：电路电压(V)，I：电路电流(A)｝
9.焦耳定律：Q=I2Rt {Q:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值(Ω)，
t:通电时间(s)｝
10.纯电阻电路中I=UR;P=UI=U2R=I2R;Q=W=UIt=U2tR=I2Rt
11.动能：Ek=mv22 {Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬
时速度(ms)｝
12.重力势能：EP=mgh {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：EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，
φA: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
=mvt22-mvo22或W 合=ΔEK{W合:外力对物体做的总功，ΔEK:
动能变化ΔEK=(mvt22-mvo22)｝
15.机械能守恒定律：ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是
mv122 +mgh1=mv222+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=-ΔEP
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)O0≤α90O 做正功;90Oα≤180O做负功;α=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)=3.6×1 06J，
1eV=1.60×10-19J;_(7)弹簧弹性势能E=kx22，与劲度系数和形变< br>量有关。
八、分子动理论、能量守恒定律
1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol;分子直径数量级10-10
米
2.油膜法测分子直径d=Vs {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)r
(2)r=r0，f引=f斥，F分子力=0，E分子势能=Emin(最小值)
(3)rr0，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+Q =ΔU{(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)，ΔU: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;温度升高，内能增大ΔU0;
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：
T=t+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：1m3=103L=106mL，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：1atm= 1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1Nm2)
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：p1V1T1=p2V2T2 {PVT=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：(e=1.60 ×10-19C);带电
体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律：F=kQ1Q2r 2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N)，
k:静电力常量k=9.0×109N?m2C2，Q 1、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：E=Fq(定义式、计算 式){E:电场强度(NC)，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E=kQr2 {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E=UABd {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：F=qE {F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，
E:电场强度(NC)｝
7.电势与电势差：UAB=φA-φB，UAB=WABq=-ΔEABq
8.电场力做功：W AB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电
场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UA B: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：EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，
φA:A点的电势(V)｝
10.电势能的变化ΔEAB=EB-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ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的
增量等于电场力做功的负值)
12.电容C=QU(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C=εS4πkd(S:两极板正对面积，d:两
极板间的垂直距离，ω：介电常数)
14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0)：W=ΔEK或qU=mVt22，
Vt=( 2qUm)12
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L=Vot(在带等量异种电荷
的平行极板中：E=Ud)
抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动
d=at22，a=Fm=qEm
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;
(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：1F=106μF=1012PF;
(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相关内容：静电屏蔽示波管、示波器及其应用等势
面。

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