高中物理公式规律大全

高中物理基本规律及公式

一、力学

1、匀变速直线运动规律：

（1）速度公式：at v v +=0 （2）位移公式：202

1at t v x +

=

（3）速度-位移公式：ax v v 22

02=- （4）平均速度公式： 2

02t v v v v =+=

（5）在连续相等的时间T 内的位移之差为一恒定值，即2

aT x =? 2、胡克定律： kx F = （x 为伸长量或压缩量)

3、两个力的合力范围： ? F 1－F 2 ? ≤F ≤ F 1 +F 2

4、摩擦力公式：

(1) 滑动摩擦力： f ＝μF N （F N 为正压力）

(2) 静摩擦力： O ＜f 静≤f max (f max 为最大静摩擦力，与正压力有关) 5、物体平衡条件：静止或做匀速直线运动的物体，所受合外力为零。 或 6、牛顿第二定律： ma F =合 或 x x ma F = y y ma F =

7、平抛运动：初速度水平，只受重力。 性质：匀变速曲线运动

平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

平抛速度求解：???==gt v v v y

x 0

t 秒末的合速度2

2y x v v v +=

速度的方向0

tan v gt

v v x

y =

=

β 平抛运动的位移：??

?

??==2021gt y t

v x t 秒末位移： 位移方向：0

2tan v gt x y ==

α 8、圆周运动：①线速度大小 T

r t l v π2=??=

，方向在圆周上该点的切线方向. ②角速度：T

t πθω2=??=

，（单位：rad/s ） ③ ωωr v v =的关系：与

④周期T ：匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间. T ＝1/f

⑤向心加速度:r T r v r a n 2

22

2??

? ??===πω，方向总与运动方向（即v 方向）垂直.

0=合F 0=x F 0

=y F 4

22

20224

1t g t v y x S +

=+=

⑥向心力:r T m r v m mr ma F n n 2

22

2??

?

??====πω，方向总与运动方向（即v 方向）垂直、不改变

速度大小

9、万有引力定律： 2

21r

m m G

F = 2211kg /m N 1067.6??=-

G 10、重力和引力：若不考虑地球自转的影响， 2R

mM

G mg = 可由此解出地球质量M ＝G gR 2；地球

表面重力加速度2r

M G

g =。另有：GM gR =2

11、引力和向心力：卫星或行星绕中心天体做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力: n F F =引

即 r T m r v m mr ma r Mm G n 2

22

22??

? ??====πω （r 越大: v 、ω、a n 越小，T 越大）

可由此解出中心天体质量:2

3

24GT r M π=

12、第一宇宙速度（人造卫星的最大环绕速度和最小发射速度） V=gR GM R =/＝7.9km/s

13、功： W = Fs cos θ (适用于恒力的功的计算) 14、功率： P =

W

t

(在t 时间内力对物体做功的平均功率) P = Fv cos θ (在研究机车功率问题时F 为牵引力，不是合外力；v 为瞬时速度时，P 为瞬时

功率；v 为平均速度时，P 为平均功率； P 一定时，F 与v 成反比)

15、动能： E k =

2

2

1mv 重力势能： E p = mgh (与零势能面的选择有关) 16、功能关系: 1.重力做功等于重力势能的减少量，即W G ＝－ΔE P 重＝－（E P 末－E P 初) ＝E P 初－E P 末

2.弹力做功等于弹力势能的减少量，即：W 弹＝－△E P 弹＝－（E P 末－E P 初) =E P 初－E P 末

3.合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量，即： W 总＝△E k ＝E k2－E k1（动能定理）

4.除了重力、弹力以外的其他力做功等于物体机械能的变化量，即：W 其他＝△E 机 ＝E 末－E 初

5.一对滑动摩擦力对系统做的总功是系统机械能转化为内能的量度，即：f ·s 相＝Q

二、静电场

1、元电荷： e = 1.6×10-19

C 2、库仑定律：2

2

1r q q k

F = 3、场强： E =

q F （定义式） E = k 2Q r

（点电荷场强决定式） E = U d

电场中某点的电场强度方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同

4、静电力做功：AB pB pA p AB qU E E E W =-=?-=

5、电势能：0E W q p ==?（电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功）

6、电势： q

p E =

?

7、电势差：Ed q

==

-=-=AB

BA B A AB W U U ?? 8、电容： U

Q

C =

(定义式) kd S r πε4C = （平行板电容器电容决定式）

三、恒定电流

1、电流： I = t q

nqsv I = 2、电动势： q

W E =

3、电功： W = IUt 电功率 ：P = IU 电热：Q =I Rt 2

热功率：P = R I 2

对于纯电阻电路： t R U Rt I IUt W 22

=== R

U R I IU P 22

=== 对于非纯电阻电路： Rt I IUt W 2>= R I IU P 2

>= IR U > 4、电阻定律： S

l

R ρ=（决定式） 5、部分电路欧姆定律： I U R =

6、闭合电路欧姆定律： r

R E

I +=(纯电阻电路) 内外U U E +=(普适)

路端电压： U = E －I r = IR (纯电阻电路)

输出功率： P 出 = IE －I 2

r ＝ I 2

R ＝ (r R E +)2

R ＝

r

R

r R E Rr r R R E 4)(4)(2

2

22

+-=+-

当R = r 时，电源的输出功率最大，r

E P m 42

= (纯电阻电路)

电源热功率： P I r r =2

电源效率：

η=

P P 出总

=

E U = r

R R + (纯电阻电路) 7、电池组的串联：每节电池电动势为0E ，内阻为r 0，n 节电池串联时电动势：0E =n 0E 内阻：r=n r o

四、磁场 1、磁感应强度： B =

IL

F

（B ⊥ I ） 2、电流周围的磁场方向：用安培定则（右手螺旋定则）判断

3、安培力（磁场对电流的作用力）： F = BIL （B ⊥ I ） 方向：用左手定则判断

4、洛伦兹力（磁场对运动电荷的作用力）： f = qvB （B ⊥ v ） 方向：用左手定则判断

5、带电粒子在匀强磁场中的运动：半径公式： qB mv r = （ r v m qvB 2= ） 周期公式：qB

m T π2=

五、电磁感应

1、磁通量：Ф = BS （B ⊥ S ）

2、楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 （增反减同、 来拒去留、 增缩减扩、 右手定则）

3、法拉第电磁感应定律： t

n

E ??=φ

导体棒切割磁感线时（B ⊥ v ）：BLv E =（平动）； ω2

2

1BL E =（转动） 4、感应电流电荷量：总

R n

q ?Φ

= 5、自感电动势： t

??=I

L E （定性了解）

六、交变电流

1、正弦交流电的瞬时值： 电动势

t E e m ωsin = （峰值E m =nBS ω）

电流

t I i m ωsin = 电压 t U u m ωsin =

2、正弦交流电的有效值： m m U U U 707.02

==

3、理想变压器： 电压：2

1

21n n U U = 电流： 1221n n I I =（副线圈只有一个） 输入功率等于输出功率：P 1 = P 2

4、远距离输电：为了减少输电导线上的功率损失，应采用高压输电。

输电导线上的功率损失 线线线

损R U P R I P 2

2??

? ??==

输电导线上的电压损失 U 损 ＝ I 线R 线 ＝

U

P R 线

七、选修《3-3》

1、阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023

mol －1

）是联系微观量与宏观量的桥梁。 微观量：设分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 。

宏观量：设物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ。 （1）分子质量：A

1

A

N V N m ρμ

=

=

（2）分子体积：A

A 10N N V V ρμ＝＝

（对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小） （3）分子直径： ①球体模型．13

A

)2(34V d N =π 303

A 166π

πV N V d == （固体、液体一般用此模型） ②立方体模型．30=V d （气体一般用此模型）（对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离） （4）分子的数量：A 1

A 1A A N V V

N V M N V N M

n ===

=

ρμρμ

固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)； 气体分子不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。

2、布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动！

布朗运动发生的原因是受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而布朗运动说明了分子在永不停息地做无规则运动．

（1）布朗运动不是固体微粒中分子的无规则运动． （2）布朗运动不是液体分子的运动． （3）微粒越小，温度越高，布朗运动越明显． 3、分子间的作用力

（1）分子间引力和斥力一定同时存在，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化快。

（2）实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。随分子间距离的增大，分子力先变小后变大再变小。（注意：这是指 r 从小于r 0开始到增大到无穷大） （3）分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即r 0（10－10

m ）与10r 0。

①当分子间距离为r 0（约为10

－10

m ）时，分子力为零，分子势能最小

②当分子间距离r ＞r 0时，分子力表现为引力。当分子间距离由r 0增大时，分子力先增大后减小

③当分子间距离r ＜r 0时，分子力表现为斥力。当分子间距离由r 0减小时，分子力不断增大

4、内能

（1）内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，是状态量． （2）关于分子平均动能和分子势能理解时要注意：

①温度是分子平均动能大小的标志，温度相同时任何物体的分子平均动能相等，但平均速率一般不等（因为分子质量不同）．

②分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。

③分子势能为零一共有两处，一处在无穷远处，另一处小于r 0 ，分子力为零时分子势能最小，而不是零。

④理想气体分子间作用力为零，分子势能为零，只有分子动能。

5、气体实验定律

（1）玻意耳定律：PV ＝C （2）查理定律： P/T ＝C （3）盖—吕萨克定律：V/T ＝C

等温变化图线 等容变化图线 等压变化图线

6、理想气体状态方程

理想气体，由于不考虑分子间相互作用力，理想气体的内能仅由温度和分子总数决定，与气体的体积无关。

对一定质量的理想气体，有112212p V p V T T = （或恒定=T

pv

） 7、热力学第一定律

（1）内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。 （2）数学表达式为：ΔU ＝W+Q 绝热：Q ＝0；等温：ΔU ＝0，如果是气体向真空扩散，W ＝0 （3）符号法则：

T 1＜T 2

V 1＜V 2

p 1＜p 2

1、简谐运动：（1）简谐运动的表达式： x = A sin (ωt ＋φ) （2）简谐运动的回复力：即F =–kx

2、单摆：（1）单摆的等时性；周期与摆球质量无关，在振幅较小时与振幅无关

（2）单摆的周期公式g

l T π2=（l ：摆长，为摆线长度与摆球半径之和）

3、受迫振动和共振

（1）受迫振动：系统在驱动力作用下的振动。受迫振动的频率与系统的固有频率无关，总等于驱动力的频率。

（2）当驱动力频率等于固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。 4、波长、频率（周期）和波速的关系：λλ

f T

t x v ==?=（ν由介质决定，f 由波源决定） 5、折射率：2

1

sin sin θθ==v c n 6、光的全反射

（1）发生全反射的条件：

①光必须从光密介质射向光疏介质 ②入射角必须大于（或等于）临界角 （2）临界角1sin c n

= 7、光的干涉

（1）图象特点：中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。红光（λ最大）明、暗条纹最宽，紫光明、暗条纹最窄。白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。 （2）在双缝干涉实验中，条纹宽度或条纹间距：λd

L x =

? L ：屏到挡板间的距离，d ：双缝的间距，λ：光的波长，△x：相邻亮纹（暗纹）间的距离

8、光的衍射：单缝衍射图象特点：中央最宽最亮，两侧条纹不等间隔且较暗，条纹数较少（白光入射为彩色条纹）。

9、光的偏振：（1）证明了光是横波（只有横波才有偏振现象）。

（2）当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。 当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大。

当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。 10、狭义相对论

（1）狭义相对论的两个基本假设

①狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理定律都是相同的 ②光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 （2）时间和空间的相对性

①同时的相对性

②长度的相对性：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小（动尺变短）。 ③时间间隔的相对性：从地面上观察，飞船上的时间进程比地面上慢（动钟变慢）。

1、动量：k mE mv p 2==（矢量）

2、动量守恒定律：

（1）条件：系统不受外力或所受外力的矢量和为零。

（2）数学表达式：221

12211v m v m v m v m '+'=+ 3、能量子/光子：υεh = h 为普朗克常数（6.63×10-34

J.S ）

4、光电效应方程： 0W h E k -=υ 遏止电压：c c e eU v m =22

1

5、光子的动量：λ

h

p =

6、物质波：1924年德布罗意提出，实物粒子和光子一样具有波动性，任何一个运动着的物体都有一种与之对应的波，波长p

h

=

λ，这种波叫物质波，也叫德布罗意波。 7、玻尔原子模型：（1）轨道量子化和定态 （2）频率条件：n m E E h -=υ 8、天然放射现象

（1）说明原子核内部是有结构的 （2）三种射线比较：

①α射线带正电，α粒子就是氦原子核，贯穿本领很小，电离作用很强，使底片感光作用很强。 ②β射线带负电，是高速电子流，贯穿本领很强（几毫米的铝板），电离作用较弱。

③γ射线中电中性的，无偏转，是波长极短的电磁波，贯穿本领最强（几厘米的铅板），电离作用很小。 9、在原子核衰变、核反应、裂变、聚变中电荷数和质量数都是守恒的。 例：

He Th U 4

223490238

92+→

H O He N 1117842147

+→+ n Kr Ba n U 108936144561023592

3++→+

10、几种微观粒子符号： 质子: H 11， 中子: n 10 ， 电子： e 01- ，正电子： e 01， α粒子：He 4

2 11、质能方程：2

mc E = （2

mc E ?=?）