关于高级高中物理公式大全

必修 1

高一物理必修1知识点总结

章节具体内容主要相关公式

二运动的描述1、运动、

空间和时

间

①参考系

②建立一维、二维坐

标系描述空间位置

③时间和时刻

2、质点和

位移

①质点

②位移和路程

③矢量和标量

3、速度和

加速度

①平均速度和瞬时

速度

②加速度

③匀速直线运动的

位移图象

④匀速直线运动的

速度图象

▲平均速度s

v

t

?

=

?

▲加速度t o

v v

a

t

-

=

三匀变速直线运动的研究1、匀变速

直线运动

的规律

①匀变速直线运动

的特点

②匀变速直线运动

的公式、规律

③匀变速直线运动

的速度图象

④匀变速直线运动

的位移图象

▲

t o

v v at

=+

▲匀变速直线运动平均

速度

2

t o

v v

v

+

=

▲匀变速直线运动的位

移

▲222

t o

v v as

-=

2、匀变速

直线运动

的实验研

究

①用打点计时器或

频闪照相方法研究

匀变速直线运动。

②利用纸带会计算

某点的瞬时速度和

物体运动的加速度

③经历匀变速直线

▲相同时间间隔内位移

差

▲0

22

t

o

v v t

v v a

+

==+

▲各个点的瞬时速度

运动的实验研究过程

3、自由落体运动①自由落体运动的

特点

②自由落体运动的

性质

③自由落体运动的

公式、规律

④自由落体运动规

律探索的回眸

▲

t

v gt

=

▲2

1

2

s gt

=

▲22

t

v gs

=

四相互作用1、重力与

重心

①力的图示与力的

示意图

②重力及其测量，弹

簧测力计

③重心和稳定

▲G mg

=

2、形变与

弹力

①形变、弹性

②胡克定律

③弹力的应用

▲弹力F kx

=（胡克定律）

3、摩擦力

①滑动摩擦、动摩擦

因数

②静摩擦

③摩擦力的调控

▲滑动摩擦力f N

μ

=

五力与平衡1、力的合

成

①力的平行四边形

定则

②合力的计算

2、力的分

解

①力的作用效果及

分解

②力的正交分解

③力的分解的应用

▲力的正交分解

3、力的平

衡

①共点力作用下的

平衡条件

▲共点力下物体平衡条

②平衡的种类和稳度

件： 4、平衡条件的应用

①平衡条件的应用 六

力与

运

动

1、牛顿第一定律 ①伽利略的理想实验

②牛顿第一定律

③物体的惯性

2、牛顿第

二定律 ①牛顿第二定律及其应用

②力学单位制

▲ 牛顿第二定律 3、牛顿第三定律

①牛顿第三定律 ▲ 作用力和反作用力 4、超重与

失重

①超重和失重的解释

②完全失重现象

补充：直线运动的图象

运动种类 位移—时间图象（S —t

图象）

速度—时间图象（V —t

图象 匀速直线运动

匀变速直

线 运动

1、从S —t 图象中可求： ⑴、任一时刻物体运动的位移

⑵、物体运动速度的大小（直线或切线的斜率．．．．．．．．

大小） V

t

t

S

V

t

⑴、图线向上倾斜表示物体沿正向作直线运动，图线向下倾斜表示

物体沿反向作直线运动。

⑵、两图线相交表示两物体在这一时刻相遇

⑶、比较两物体运动速度大小的关系（看两物体S—t图象中直线或

．．．

切线的斜率

．．．．．大小）

2、从V—t图象中可求：

⑴、任一时刻物体运动的速度

⑵、物体运动的加速度（a>0

．．．表示加速，

．．．．．a<0

．．．表示减速

．．．．）

⑴、图线纵坐标的截距表示

．．．．．．．．t=0

．．．时刻的速度（即初速度

．．．．．．．．．．0V）

⑵、图线与横坐标所围的面积表示

．．．．相应时间内的位移

．．。在t．轴上方

．．．

的位移为正

．．．．．，在t．轴下方的位移为负

．．．．．．．．。某段时间内的总位移等于各

．．．．．．．．．．．．

段时间位移的代数和

．．．．．．．．．。

⑶、两图线相交表示两物体在这一时刻速度相同

⑷、比较两物体运动加速度大小的关系

补充：匀速直线运动和匀变速直线运动的比较

种类联系区别（特点）

匀直线运

动

1、匀速直线运动是

匀变速直线运动的一种

特殊形式。

2、当物体运动的加

速度为零时，物体做匀

V=恒量

a=0

匀变速直

线

a=恒量

2

02

1

at

t

V

S+

==t

V

V

t

)

(

2

1

+

运动 速直线运动。

=a

V V t

22

2

a 与V 0同向为加

速

a 与V 0反向为减

速

补充：速度与加速度的关系．．．．．．．．．

1、速度与加速度没有必然的关系，即：

⑴速度大，加速度不一定也大； ⑵加速度大，速度不一定也大；

⑶速度为零，加速度不一定也为零； ⑷加速度为零，速度不一定也为零。

2、当加速度a 与速度V 方向的关系确定时，则有：

⑴若a 与V 方向相同．．．．时，不管．．a ．如何变化，．．．．．V ．都增大．．．。 ⑵若a 与V 方向相反．．．．时，不管．．a ．如何变化，．．．．．V ．都减小．．．。 ★思维拓展：有大小和方向的物理量一定是矢量吗？如：电流强度

高中物理必修一、二公式总结

一、运动的描述

1、速度：位移与发生这个位移所用时间的比值

2、平均速度：物体运动的总位移和所用总时间的比值

3、瞬时速度：物体在某位置（某时刻）的速度

4、加速度：指速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值

二、匀变速直线运动的研究

1、探究小车速度随时间变化的规律 （1）、打点时间间隔： 0.02s

（2）、电源：低压交流电 电压：6V 以下

（3）、纸袋处理：解题思想：设相邻两个计数点间的时间为T 纸带上点的求法：该点的瞬时速度等于该点前后相邻的两点间

的平均速度。

加速度的求法：2

x

a T ?=（x ?：纸带上连续两段的差） 2、匀变速直线运动 （1）、速度：0v v at =+

（2）、位移：2

12

x v t at =+ （3）、速度与位移：22

02v v ax -=

（4）、自由落体运动：速度：v gt = 位移：21

2

h gt = 三、相互作用

（1）、重力：G mg =

（2）、胡克定律（弹簧的弹力）：F kx =

（3）、两个物体间的静摩擦力F 在0与最大静摩擦力max F 之间：max 0F F <≤。

根据平衡力特点计算 （4）、滑动摩擦力：N f F μ=

（5）、力的合成：两个力1F ，2F 的合力F 合的范围：1212F F F F F -≤≤+合

h

●

y

●

X

x

F 合的大小：221212=2cos F F F F F θ++合 四、牛顿运动定律

（1）、牛顿第二定律：=ma F 合 （2）、超重：N

F G > 失重：N F G <

五、曲线运动

（1）、平抛运动： ①、规律：水平方向：做匀速直线运动

位

移

：

0x v t =

竖直方向：做自由落

体运动

速度：

y v gt =

位移：212

h gt =

②、合速度的大小：22

0y v v v =+

方向：0

tan y v v θ=

（2）、圆周运动：

线速度：物体运动过的弧长（s ?）与所用时间（t ?）的比值

角速度：物体运动转过的角度（θ?）与所用时间（t ?）的比值

（图1）

线速度与角速度的关系：v wr =（r ：圆周的半径）

（3）、向心加速度：2

2n v a rw r == （4）、向心力：22

v F m mrw r

==向

（5）、生活中的圆周运动

①汽车平弯道转弯：摩擦力提供向心力，即22

=v f m mrw r

=摩

②轨道的弯道（图1所示）：火车供向

重力G 和轨道对火车的支持力N F 的合力提心力。

③拱形桥（图2所示）：重力G 和支

持力

N

F 的和合 力提供向心力。 2

=N v G F m r

-

④凹形桥（如图3所示）：重力G 和支持力N F 的和合力提供

向心力。 2

-N v F G m r

=

⑤航天器中的失重现象：航天员重力

G=mg

和航天器对航天员支持力N F 的和合力提供向心力。

2

N v mg F m r

-= (当v gR =时，航天员对航天器座舱的压力

0N F =)

（6）、匀速圆周运动：线速度大小不变的圆周运动。设周期为T ，

（图2）

（图3）

在以上知识的基础上做如下补充。 ①、线速度:2r v T π=

角速度：2w T π= 频率：1f T

=

②、线速度，向心加速度，向心力（合力）大小不变，方向时刻发生变化。

角速度，动能，周期，频率不变。 六、万有引力与航天

（1）、开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它

的公转周期的二次方的比值都相等。 3

2a k

T

=

（2）、万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在他们的连线上，引力的大小与物体的质量12m m 和的乘积成正比，与他们之间距离r 的二次方成反比。

（3）、计算地球的质量（M ）：不考虑地球转的影响，以地面上的物体(m)为研究对象，其重力等于地球对它的引力。2

R Mm mg G =（黄金

代换）

（4）、计算太阳的质量（M ）：设M 为太阳的质量，m 是某个行星的质量，r 是行星与太阳之间的距离，v,w 分别表示行星绕太阳公转的线速度和角速度，太阳的对行星的引力提供行星运动的向心力。则：

222Mm v G m

r r r v T

π==

得：23

24r M GT

π=

或者：22

2Mm

G

mrw r w T

π==

得：232

4r M

GT π= （5）、第一宇宙速度（v ）：物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度。

①、计算：地球质量为M,地球附近的物体的质量为m,其速度为v,有万有引力提供向心力。则：

2

2R Mm v G m R

= 得：7.9/GM

v km s R

=

= 或者：2

v m mg R

= 得：7.9/v gR km s =≈

②、理解：第一宇宙速度是最小发射速度，也是最大环绕速度。

七、机械能守恒定律

（1）、功的计算式：()W Fl F l =力与位移同向 cos W Fl θ=（θ是F 与l 的夹角） （2）、功率（P ）：单位时间内完成的功。定义式：W P t

=； 功率

与速度的关系：P Fv =

（3）、重力是能（P E ）：P E mgh =；

重力做功与重力势能的关系：1212G P P W E E mgh mgh =-=-

（4）、弹性势能（P E ）：2

12

P E kx =（x 是弹簧的改变量 ）

（5）、功与速度的关系：2W v ∝（功正比与速度的平方）

（6）、动能（k E ）：212

k E mv =

（7）、动能定理：合外力做的功等于物体动能的变化。

公式：2

2212

11122

k k W E E mv mv =-=-合 （8）、机械能守恒定律：

表述1：在只有重力（弹力）做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

公式：2

222112

2111122

k p k p E E E E mv mgh mv mgh +=++=+或者 表述2：在只有重力（弹力）做功的物体系统内，重力势能

的减少量等于动能的增加量。

公式：22

1221122111==22

P P k k E E E E mgh mgh mv mv ----或者

必修2 1.曲线运动

1．曲线运动的特征

（1）曲线运动的轨迹是曲线。

（2）由于运动的速度方向总沿轨迹的切线方向，又由于曲线运动的轨迹是曲线，所以曲线运动的速度方向时刻变化。即使其速度大小保持恒定，由于其方向不断变化，所以说：曲线运动一定是变速运动。

（3）由于曲线运动的速度一定是变化的，至少其方向总是不断变化的，所以，做曲线运动的物体的中速度必不为零，所受到的合外力必不为零，必定有加速度。（注意：合外力为零只有两种状态：静

止和匀速直线运动。）

曲线运动速度方向一定变化，曲线运动一定是变速运动，反之，变速运动不一定是曲线运动。

2．物体做曲线运动的条件

(1)从动力学角度看：物体所受合外力方向跟它的速度方向不在同一条直线上。

(2)从运动学角度看：物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上。

3．匀变速运动：加速度（大小和方向）不变的运动。

也可以说是：合外力不变的运动。

4曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系

（1）轨迹特点：轨迹在速度方向和合力方向之间，且向合力方向一侧弯曲。

（2）合力的效果：合力沿

切线方向的分力F2改变速度的大小，沿径向的分力F1改变速度的方向。

①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率将增大。

②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率将减小。

③当合力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。（举例：匀速圆周运动）

2.绳拉物体

合运动：实际的运动。对应的是合速度。

方法：把合速度分解为沿绳方向和垂直于绳方向。

3.小船渡河

例1:一艘小船在200m 宽的河中横渡到对岸，已知水流速度是3m/s ，小船在静水中的速度是5m/s ，

求：（1）欲使船渡河时间最短，船应该怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？

（2）欲使航行位移最短，船应该怎样渡河？最短位移是多少？渡河时间多长？

船渡河时间：主要看小船垂直于河岸的分

速度，如果小船垂直于河岸没有分速度，则不能渡河。

（此时θ=0°，即船头的方向应该垂直于河岸） 解：（1）结论：欲使船渡河时间最短，船头的方向应

该垂直于河岸。渡河的最短时间为： min d

t v 船

＝ 合速度为：22v v v =+合船水

合位移为：2222()AB BC x x x d v t =+=+水 或者 x v t =?合

（2）分

析：

怎样渡河：船头与河岸成θ向上游航行。

最短位移为：min x d =

合速度为：22sin v v v v θ==-合船船水 对应的时间为：d

t v =合

例2:一艘小船在200m 宽的河中横渡到对岸，已知水流速度是5m/s ，小船在静水中的速度是4m/s ，

求：（1）欲使船渡河时间最短，船应该怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？

（2）欲使航行位移最短，船应该怎样渡河？最短位移是多少？渡河时间多长？

解：（1）结论：欲使船渡河时间最短，船头的方向应该垂直于河岸。

渡河的最短时间为： min d t v 船

＝ 合速度为：

22

v v v =+合船水

合位移为：2222()AB BC x x x d v t =+=+水 或者 x v t =?合

（2）方法：以水速的末端点为圆心，以船速的大小为半径做圆，过水速的初端点做圆的切线，切线即为所求合速度方向。 如左图所示：AC 即为所求的合速度方向。

相关结论： 22min min cos sin cos sin AC v v v v v v dv d

x x v x d t t v v θθθθ?

=??

?=-=??

?===???==

???

船水

合水船水水船

合船或 4.平抛运动基本规律

1． 速度：0

x y v v v gt

=??

=? 合速度:2

2y

x v v v +=

方向：

o

x

y v gt v v =

=

θtan 2．位移0212

x v t

y gt =???=?? 合位移：22

x x y

=+合 方向：o

v gt

x y 21tan ==

α

3．时间由:2

2

1gt y =

得 g y t 2=

（由下落的高度y 决定）

4．平抛运动竖直方向做自由落体运动，匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。

5．tan 2tan θα= 速度与水平方向夹角的正切值为位移与水平方向夹角

正切值的2倍。

6.平抛物体任意时刻瞬时速度方向的反向延长线与初速度方向延长

线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。（A 是OB 的中点）。

5.匀速圆周运动

1.线速度：质点通过的圆弧长跟所用时间的比值。

222s v r r fr nr t T

π

ωππ?=

====? 单位：米/秒，m/s 2.角速度：质点所在的半径转过的角度跟所用时间的比值。 222f n t T

?π

ωππ?=

===? 单位：弧度/秒，rad/s 3.周期：物体做匀速圆周运动一周所用的时间。

22r T v ππ

ω

=

= 单位：秒，s

4.频率：单位时间内完成圆周运动的圈数。

1f T

=

单位：赫兹，Hz

5.转速：单位时间内转过的圈数。

N n t

=

单位：转/秒，r/s n f = (条件是转速n 的单位

必须为转/秒)

6.向心加速度：22222()(2)v a r v r f r r T π

ωωπ=====

7.向心力：22222()(2)v F ma m m r m v m r m f r r T

π

ωωπ======

三种转动方式

6.竖直平面的圆周运动

１．“绳模型”如上图所示，小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。

（注意：绳对小球只能产生拉力）

（1）小球能过最高点的临界条件：绳子和轨道对小球刚好没有力的

作用

mg =2

v m

R

? v 临界=Rg

（2）小球能过最高点条件：v ≥

Rg （当

v >Rg 时，绳对球产生拉

力，轨道对球产生压力） （3）不能过最高点条件：v

脱离了轨道）

２．“杆模型”，小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况

（注意：轻杆和细线不同，轻杆对小球既能产生拉力，又能产生推力。）

（1）小球能过最高点的临界条件：v=0，F=mg （F 为支持力）

绳模型

（2）当0F>0（F 为支持力） （3）当v =Rg 时， F =0

（4）当v >Rg 时，F 随v 增大而增大，且F>0（F 为拉力）

7.万有引力定律

1.开普勒第三定律：行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常量。

3

2r k T

= （K 值只与中心天体的质量有关）

2.万有引力定律： 122

m r F G m =?

万

（1）赤道上万有引力：F mg F mg ma =+=+引向向 （g a 向和是两个不同的物理量，）

（2）两极上的万有引力：F mg =引

3.忽略地球自转，地球上的物体受到的重力等于万有引力。

2

2

GMm mg GM gR R

=?=(黄金代换) 4.距离地球表面高为h 的重力加速度：

()

()()

2

2

2

GMm

GM

mg GM g R h g R h R h '''=?=+?=

++

5.卫星绕地球做匀速圆周运动：万有引力提供向心力 2

GMm

F F r

=

=万向 22

GMm GM

ma a r r =?= （轨道处的向心加速度a 等于轨道处的重力加速

度g 轨）

6.中心天体质量的计算： 方法1：22

gR GM gR M G

=?=

（已知R 和g ） 方法

2：2GM v r

v M r G

=?=

（已知卫星的V 与r ）

方法3：23

3GM r M r G

ωω=?= （已知卫星的ω与r ）

方法

4：2323

2

44r r T M GM GT ππ=?=

（已知卫星的周期T 与r ）

方法

5：已知3

2324GM v r v T M G r T GM ππ?=???=

??

=??

（已知卫星的V 与T ）

方法6：已知33GM v v r M G GM

r ωω?=

???=?

?=??

（已知卫星的V 与ω，相当于已知V

与T ）

7.地球密度计算： 球的体积公式：34

3

V R π=

223

323

2322()3434r M M r R V mM G m GT R r r GT T M π

πρππ=???=??===??

?

近地卫星2

3GT πρ=

(r=R)

8. 发射速度：采用多级火箭发射卫星时，卫星脱离最后一级火箭时

的速度。

运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动时的

线速度．当卫星“贴着” 地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度。

第一宇宙速度(环绕速度）：7.9km/s 。卫星环绕地球飞行的最大运行

速度。地球上发射卫星的最小发射速度。

第二宇宙速度（脱离速度）：11.2km/s 。 使人造卫星脱离地球的引

力束缚，不再绕地球运行，

从地球表面发射所需的最小速度。

第三宇宙速度（逃逸速度）：16.7km/s 。使人造卫星挣脱太阳引力的

束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，从地球表面发射所需要的最小速度。

8.机械能

1.功的计算。

2. 计算平均功率：P v

W t P F =??=

???? 计算瞬时功率： P F v =?瞬瞬

cos P F v α=?? （力F 的方向与速度v 的方向夹角α）

3. 重力势能：P E mgh =

重力做功计算公式：

12G P P W mgh mgh E E =-=-初末 重力势能变化量：

21P P P E E E mgh mgh ?=-=-末初

重力做功与重力势能变化量之间的关系：G P W E =-?

重力做功特点：重力做正功(A 到B)，重力势能减小。重力做负功(C 到D)，重力势能增加。 4．弹簧弹性势能： 21

2

P E k x =

? 0x l l ?=-（弹簧的变化量）

弹簧弹力做的功等于弹性势能变化量的负值：

P P P W E E E =-?=-弹初末

特点：弹力对物体做正功，弹性势能减小。弹力对物体做负功，

弹性势能增加。 5.动能：212

K

E mv = 动能变化量：22211122

K

K K E E E mv mv ?=-=

-末初 6.动能定理：K

K K W E E E =?=-合末初

常用变形：1

23

n F

F F F K K K E W W E W E W ?=++=-末初

7.机械能守恒：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能会

发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

表达式：1122P K P K E E E E +=+(初状态的势能和动能之和等于末状态的势能和动能之和)

K P E E ?=-? (动能的增加量等于势能的减少量)

A B E E ?=-? (A 物体机械能的增加量等于B 物体机械能的减

少量)

选修3-1 *第一章、电场

1、电荷先中和后均分：2

2

1q q q += (带正负号) 2、库仑定律：2

21r

q q k F = (不带正负号) (k=9.0×109 N ·m 2/C 2

，r 为点电荷球心间的距离) 3、电场强度定义式：q

F E = 场强的方向：正检验电荷受力的方向. 4、点电荷的场强：2

A

A r Q

k

E = (Q 为场源电量)

5、电场力做功：AB AB qU W = (带正负号)

6、电场力做功与电势能变化的关系：P E W ?-=电

7、电势差的定义式：q W U AB

AB = (带正负号) 8、电势的定义式：q W AP A =? (带正负号)