高中物理公式定理定律知識點整理歸納

一、質點的運動------直線運動

1)勻變速直線運動

1.平均速度v平=s/t(定義式) 2.有用推論vt2-vo2=2as

3.中間時刻速度vt/2=v平=(vt+vo)/2 4.末速度vt=vo+at

5.中間位置速度vs/2=[(vo2+vt2)/2]1/2 6.位移s=v平t=vot+at2/2=vt/2t

7.加速度a=(vt-vo)/t {以vo為正方向，a與vo同向(加速)a>0;反向則a<0｝

8.實驗用推論δs=at2 {δs為連續相鄰相等時間(t)內位移之差｝

9.主要物理量及單位:初速度(vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。

注：(1)平均速度是矢量; (2)物體速度大,加速度不一定大; (3)a=(vt-vo)/t只是量度式,不是決定式;

(4)其它相關內容:質點.位移和路程.參考系.時間與時刻;速度與速率.瞬時速度。

2)自由落體運動

1.初速度vo=0 2.末速度vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(從vo位置向下計算) 4.推論vt2=2gh

注:(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，遵循勻變速直線運動規律;

(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小，方向豎直向下)。

(3)豎直上拋運動

1.位移s=vot-gt2/2 2.末速度vt=vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)

3.有用推論vt2-vo2=-2gs 4.上升最大高度hm=vo2/2g(拋出點算起)

5.往返時間t=2vo/g (從拋出落回原位置的時間)

注:

(1)全過程處理:是勻減速直線運動，以向上為正方向，加速度取負值;

(2)分段處理：向上為勻減速直線運動，向下為自由落體運動，具有對稱性;

(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。

二、質點的運動----曲線運動、萬有引力

1)平拋運動

1.水平方向速度：vx=vo 2.豎直方向速度：vy=gt

3.水平方向位移：x=vot 4.豎直方向位移：y=gt2/2

5.運動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)

6.合速度vt=(vx2+vy2)1/2=[vo2+(gt)2]1/2

合速度方向與水平夾角β:tgβ=vy/vx=gt/v0

7.合位移：s=(x2+y2)1/2,

位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2vo

8.水平方向加速度：ax=0;豎直方向加速度：ay=g

注：(1)平拋運動是勻變速曲線運動,加速度為g,通常可看作是水平方向的勻速直線運與豎直方向的自由落體運動的合成;

(2)運動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關;

(3)θ與β的關係為tgβ=2tgα;

(4)在平拋運動中時間t是解題關鍵;(5)做曲線運動的物體必有加速度,當速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。

2)勻速圓周運動

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心=mv2/r=mω2r=mr(2π/t)2=mωv=f合

5.週期與頻率：t=1/f 6.角速度與線速度的關係：v=ωr

7.角速度與轉速的關係ω=2πn(此處頻率與轉速意義相同)

8.主要物理量及單位:弧長(s)：(m);角度(φ):弧度(rad);頻率(f);赫(hz);週期(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：(1)向心力可以由某個具體力提供，也可以由合力提供，還可以由分力提供，方向始終與速度方向垂直，指向圓心;

(2)做勻速圓周運動的物體,其向心力等於合力,並且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,向心力不做功,但動量不斷改變.

3)萬有引力

1.開普勒第三定律：t2/r3=k(=4π2/gm){r:軌道半徑，t:週期，k:常量(與行星質量無關，取決於中心天體的質量)｝

2.萬有引力定律：f=gm1m2/r2 (g=6.67×10-11n?m2/kg2，方向在它們的連線上)

3.天體上的重力和重力加速度：gmm/r2=mg;g=gm/r2 {r:天體半徑(m)，m：天體質量(kg)｝

4.衞星繞行速度、角速度、週期：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(二、三)宇宙速度v1=(g地r地)1/2=(gm/r地)1/2=7.9km/s;v2=11.2km/s;v3=16.7km/s

6.地球同步衞星gmm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/t2{h≈36000km，h:距地球表面的高度，r地:地球的半徑｝

注:(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,f向=f萬;

(2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等;

(3)地球同步衞星只能運行於赤道上空，運行週期和地球自轉週期相同;

(4)衞星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、週期變小(一同三反);

(5)地球衞星的最大環繞速度和最小發射速度均為7.9km/s。

三、力(常見的力、力的合成與分解)

(1)常見的力

1.重力g=mg (方向豎直向下，g=9.8m/s2≈10m/s2，作用點在重心，適用於地球表面附近)

2.胡克定律f=kx {方向沿恢復形變方向，k：勁度係數(n/m)，x：形變量(m)｝

3.滑動摩擦力f=μfn {與物體相對運動方向相反，μ：摩擦因數，fn：正壓力(n)｝

4.靜摩擦力0≤f靜≤fm (與物體相對運動趨勢方向相反，fm為最大靜摩擦力)

5.萬有引力f=gm1m2/r2 (g=6.67×10-11n?m2/kg2,方向在它們的連線上)

6.靜電力f=kq1q2/r2 (k=9.0×109n?m2/c2,方向在它們的連線上)

7.電場力f=eq (e：場強n/c，q：電量c，正電荷受的電場力與場強方向相同)

8.安培力f=bilsinθ (θ為b與l的夾角，當l⊥b時:f=bil，b//l時:f=0)

9.洛侖茲力f=qvbsinθ (θ為b與v的夾角，當v⊥b時：f=qvb，v//b時:f=0)

注:

(1)勁度係數k由彈簧自身決定;

(2)摩擦因數μ與壓力大小及接觸面積大小無關，由接觸面材料特性與表面狀況等決定;

(3)fm略大於μfn，一般視為fm≈μfn;

(4)其它相關內容：靜摩擦力(大小、方向);

(5)物理量符號及單位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)電量(c);

(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。

2)力的合成與分解

1.同一直線上力的合成同向:f=f1+f2， 反向：f=f1-f2 (f1>f2)

2.互成角度力的合成：

f=(f12+f22+2f1f2cosα)1/2(餘弦定理) f1⊥f2時:f=(f12+f22)1/2

3.合力大小範圍：|f1-f2|≤f≤|f1+f2|

4.力的正交分解：fx=fcosβ，fy=fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=fy/fx)

注：(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;

(2)合力與分力的關係是等效替代關係,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;

(3)除公式法外，也可用作圖法求解,此時要選擇標度,嚴格作圖;

(4)f1與f2的值一定時,f1與f2的夾角(α角)越大，合力越小;

(5)同一直線上力的合成，可沿直線取正方向，用正負號表示力的方向，化簡為代數運算。

四、動力學(運動和力)

1.牛頓第一運動定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止

2.牛頓第二運動定律:f合=ma或a=f合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}

3.牛頓第三運動定律:f=-f′{負號表示方向相反,f、f′各自作用在對方,平衡力與作用力反作用力區別,實際應用:反衝運動}

4.共點力的平衡f合=0，推廣 {正交分解法、三力匯交原理｝

5.超重:fn>g,失重:fn

6.牛頓運動定律的適用條件:適用於解決低速運動問題,適用於宏觀物體,不適用於處理高速問題,不適用於微觀粒子

注:平衡狀態是指物體處於靜止或勻速直線狀態,或者是勻速轉動。

五、振動和波(機械振動與機械振動的傳播)

1.簡諧振動f=-kx {f:回覆力，k:比例係數，x:位移，負號表示f的方向與x始終反向}

2.單擺週期t=2π(l/g)1/2 {l:擺長(m)，g:當地重力加速度值，成立條件:擺角θ<100;l>>r｝

3.受迫振動頻率特點：f=f驅動力

4.發生共振條件:f驅動力=f固，a=max，共振的防止和應用

5.機械波、橫波、縱波

注:

(1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小，布朗運動越明顯,温度越高越劇烈;

(2)温度是分子平均動能的標誌;

3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快;

(4)分子力做正功，分子勢能減小,在r0處f引=f斥且分子勢能最小;

(5)氣體膨脹,外界對氣體做負功w<0;温度升高，內能增大δu>0;吸收熱量，q>0

(6)物體的`內能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和，對於理想氣體分子間作用力為零，分子勢能為零;

(7)r0為分子處於平衡狀態時，分子間的距離;

(8)其它相關內容:能的轉化和定恆定律能源的開發與利用.環保物體的內能.分子的動能.分子勢能。

六、衝量與動量(物體的受力與動量的變化)

1.動量：p=mv {p:動量(kg/s)，m:質量(kg)，v:速度(m/s)，方向與速度方向相同｝

3.衝量：i=ft {i:衝量(n?s)，f:恆力(n)，t:力的作用時間(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，是矢量式}

5.動量守恆定律：p前總=p後總或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均守恆}

7.非彈性碰撞δp=0;0<δek<δekm {δek：損失的動能，ekm：損失的最大動能}

8.完全非彈性碰撞δp=0;δek=δekm {碰後連在一起成一整體}

9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發生彈性正碰:

v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′=2m1v1/(m1+m2)

10.由9得的推論-----等質量彈性正碰時二者交換速度(動能守恆、動量守恆)

11.子彈m水平速度vo射入靜止置於水平光滑地面的長木塊m，並嵌入其中一起運動時的機械能損失

e損=mvo2/2-(m+m)vt2/2=fs相對 {vt:共同速度，f:阻力，s相對子彈相對長木塊的位移}

注：

(1)正碰又叫對心碰撞，速度方向在它們“中心”的連線上;

(2)以上表達式除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數運算;

(3)系統動量守恆的條件:合外力為零或系統不受外力，則系統動量守恆(碰撞問題、爆炸問題、反衝問題等);

(4)碰撞過程(時間極短，發生碰撞的物體構成的系統)視為動量守恆,原子核衰變時動量守恆;

(5)爆炸過程視為動量守恆，這時化學能轉化為動能，動能增加;(6)其它相關內容：反衝運動、火箭、航天技術的發展和宇宙航行〔見第一冊p128〕。

七、功和能(功是能量轉化的量度)

1.功：w=fscosα(定義式){w:功(j)，f:恆力(n)，s:位移(m)，α:f、s間的夾角｝

2.重力做功：wab=mghab {m:物體的質量，g=9.8m/s2≈10m/s2，hab：a與b高度差(hab=ha-hb)}

3.電場力做功：wab=quab {q:電量(c)，uab:a與b之間電勢差(v)即uab=φa-φb｝

4.電功：w=uit(普適式) {u：電壓(v)，i:電流(a)，t:通電時間(s)｝

5.功率：p=w/t(定義式) {p:功率[瓦(w)]，w:t時間內所做的功(j)，t:做功所用時間(s)｝

6.汽車牽引力的功率：p=fv;p平=fv平 {p:瞬時功率，p平:平均功率}

7.汽車以恆定功率啟動、以恆定加速度啟動、汽車最大行駛速度(vmax=p額/f)

8.電功率：p=ui(普適式) {u：電路電壓(v)，i：電路電流(a)｝

9.焦耳定律：q=i2rt {q:電熱(j)，i:電流強度(a)，r:電阻值(ω)，t:通電時間(s)｝

10.純電阻電路中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:豎直高度(m)(從零勢能面起)｝

13.電勢能：ea=qφa {ea:帶電體在a點的電勢能(j)，q:電量(c)，φa:a點的電勢(v)(從零勢能面起)｝

14.動能定理(對物體做正功,物體的動能增加)：

w合=mvt2/2-mvo2/2或w合=δek

{w合:外力對物體做的總功，δek:動能變化δek=(mvt2/2-mvo2/2)｝

15.機械能守恆定律：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的變化(重力做功等於物體重力勢能增量的負值)wg=-δep

注:

(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉化多少;

(2)o0≤α<90o 做正功;90o<α≤180o做負功;α=90o不做功(力的方向與位移(速度)方向垂直時該力不做功);

(3)重力(彈力、電場力、分子力)做正功，則重力(彈性、電、分子)勢能減少

(4)重力做功和電場力做功均與路徑無關(見2、3兩式);(5)機械能守恆成立條件：除重力(彈力)外其它力不做功，只是動能和勢能之間的轉化;(6)能的其它單位換算:1kwh(度)=3.6×106j，1ev=1.60×10-19j;*(7)彈簧彈性勢能e=kx2/2，與勁度係數和形變量有關。

八、分子動理論、能量守恆定律

1.阿伏加德羅常數na=6.02×1023/mol;分子直徑數量級10-10米

2.油膜法測分子直徑d=v/s {v:單分子油膜的體積(m3)，s:油膜表面積(m)2｝

3.分子動理論內容：物質是由大量分子組成的;大量分子做無規則的熱運動;分子間存在相互作用力。

4.分子間的引力和斥力(1)r

(2)r=r0，f引=f斥，f分子力=0，e分子勢能=emin(最小值)

(3)r>r0，f引>f斥，f分子力表現為引力

(4)r>10r0，f引=f斥≈0，f分子力≈0，e分子勢能≈0

5.熱力學第一定律w+q=δu{(做功和熱傳遞，這兩種改變物體內能的方式，在效果上是等效的)，

w:外界對物體做的正功(j)，q:物體吸收的熱量(j)，δu:增加的內能(j)，涉及到第一類永動機不可造出〔見第二冊p40〕｝

6.熱力學第二定律

克氏表述：不可能使熱量由低温物體傳遞到高温物體，而不引起其它變化(熱傳導的方向性);

開氏表述：不可能從單一熱源吸收熱量並把它全部用來做功，而不引起其它變化(機械能與內能轉化的方向性){涉及到第二類永動機不可造出〔見第二冊p44〕｝

7.熱力學第三定律：熱力學零度不可達到{宇宙温度下限：-273.15攝氏度(熱力學零度)｝

注:

(1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小，布朗運動越明顯,温度越高越劇烈;

(2)温度是分子平均動能的標誌;

3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快;

(4)分子力做正功，分子勢能減小,在r0處f引=f斥且分子勢能最小;

(5)氣體膨脹,外界對氣體做負功w<0;温度升高，內能增大δu>0;吸收熱量，q>0

(6)物體的內能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和，對於理想氣體分子間作用力為零，分子勢能為零;

(7)r0為分子處於平衡狀態時，分子間的距離;

(8)其它相關內容：能的轉化和定恆定律〔見第二冊p41〕/能源的開發與利用、環保〔見第二冊p47〕/物體的內能、分子的動能、分子勢能〔見第二冊p47〕。

九、氣體的性質

1.氣體的狀態參量：

温度：宏觀上，物體的冷熱程度;微觀上，物體內部分子無規則運動的劇烈程度的標誌，

熱力學温度與攝氏温度關係：t=t+273 {t:熱力學温度(k)，t:攝氏温度(℃)｝

體積v：氣體分子所能佔據的空間，單位換算：1m3=103l=106ml

壓強p：單位面積上，大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產生持續、均勻的壓力，

標準大氣壓：1atm=1.013×105pa=76cmhg(1pa=1n/m2)

2.氣體分子運動的特點：分子間空隙大;除了碰撞的瞬間外，相互作用力微弱;分子運動速率很大

3.理想氣體的狀態方程：p1v1/t1=p2v2/t2 {pv/t=恆量，t為熱力學温度(k)｝

注:

(1)理想氣體的內能與理想氣體的體積無關,與温度和物質的量有關;

(2)公式3成立條件均為一定質量的理想氣體，使用公式時要注意温度的單位，t為攝氏温度(℃)，而t為熱力學温度(k)。

十、電場

1.兩種電荷、電荷守恆定律、元電荷：(e=1.60×10-19c);帶電體電荷量等於元電荷的整數倍

2.庫侖定律：f=kq1q2/r2(在真空中){f:點電荷間的作用力(n)，k:靜電力常量k=9.0×109n?m2/c2，q1、q2:兩點電荷的電量(c)，

r:兩點電荷間的距離(m)，方向在它們的連線上，作用力與反作用力，同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引｝

3.電場強度：e=f/q(定義式、計算式){e:電場強度(n/c)，是矢量(電場的疊加原理)，q：檢驗電荷的電量(c)｝

4.真空點(源)電荷形成的電場e=kq/r2 {r：源電荷到該位置的距離(m)，q：源電荷的電量｝

5.勻強電場的場強e=uab/d {uab:ab兩點間的電壓(v)，d:ab兩點在場強方向的距離(m)｝

6.電場力：f=qe {f:電場力(n)，q:受到電場力的電荷的電量(c)，e:電場強度(n/c)｝

7.電勢與電勢差：uab=φa-φb，uab=wab/q=-δeab/q

8.電場力做功：wab=quab=eqd{wab:帶電體由a到b時電場力所做的功(j)，q:帶電量(c)，

uab:電場中a、b兩點間的電勢差(v)(電場力做功與路徑無關),e:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)｝

9.電勢能：ea=qφa {ea:帶電體在a點的電勢能(j)，q:電量(c)，φa:a點的電勢(v)｝

10.電勢能的變化δeab=eb-ea {帶電體在電場中從a位置到b位置時電勢能的差值｝

11.電場力做功與電勢能變化δeab=-wab=-quab (電勢能的增量等於電場力做功的負值)

12.電容c=q/u(定義式,計算式) {c:電容(f)，q:電量(c)，u:電壓(兩極板電勢差)(v)｝

13.平行板電容器的電容c=εs/4πkd(s:兩極板正對面積，d:兩極板間的垂直距離，ω：介電常數)

常見電容器

14.帶電粒子在電場中的加速(vo=0)：w=δek或qu=mvt2/2，vt=(2qu/m)1/2

15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下)

類平 垂直電場方向:勻速直線運動l=vot(在帶等量異種電荷的平行極板中：e=u/d)

拋運動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2，a=f/m=qe/m

注:

(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和後平分,原帶同種電荷的總量平分;

(2)電場線從正電荷出發終止於負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順着電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;

3)常見電場的電場線分佈要求熟記;

(4)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關;

(5)處於靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直於導體表面，導體內部合場強為零,

導體內部沒有淨電荷,淨電荷只分佈於導體外表面;

(6)電容單位換算：1f=106μf=1012pf;

(7)電子伏(ev)是能量的單位,1ev=1.60×10-19j;

(8)其它相關內容：靜電屏蔽/示波管、示波器及其應用等勢面。

十一、恆定電流

1.電流強度：i=q/t{i:電流強度(a)，q:在時間t內通過導體橫載面的電量(c)，t:時間(s)｝

2.歐姆定律：i=u/r {i:導體電流強度(a)，u:導體兩端電壓(v)，r:導體阻值(ω)｝

3.電阻、電阻定律：r=ρl/s{ρ:電阻率(ω?m)，l:導體的長度(m)，s:導體橫截面積(m2)｝

4.閉合電路歐姆定律：i=e/(r+r)或e=ir+ir也可以是e=u內+u外

{i:電路中的總電流(a)，e:電源電動勢(v)，r:外電路電阻(ω)，r:電源內阻(ω)｝

5.電功與電功率：w=uit，p=ui{w:電功(j)，u:電壓(v)，i:電流(a)，t:時間(s)，p:電功率(w)｝

6.焦耳定律：q=i2rt{q:電熱(j)，i:通過導體的電流(a)，r:導體的電阻值(ω)，t:通電時間(s)｝

7.純電阻電路中:由於i=u/r,w=q，因此w=q=uit=i2rt=u2t/r

8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率：p總=ie，p出=iu，η=p出/p總

{i:電路總電流(a)，e:電源電動勢(v)，u:路端電壓(v)，η：電源效率｝

9.電路的串/並聯 串聯電路(p、u與r成正比) 並聯電路(p、i與r成反比)

電阻關係(串同並反) r串=r1+r2+r3+ 1/r並=1/r1+1/r2+1/r3+

電流關係 i總=i1=i2=i3 i並=i1+i2+i3+

電壓關係 u總=u1+u2+u3+ u總=u1=u2=u3

功率分配 p總=p1+p2+p3+ p總=p1+p2+p3+

10.歐姆表測電阻

(1)電路組成 (2)測量原理