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高中物理公式、规律汇编表
一、力学
1、胡克定律：f = kx (x为伸长量或压缩量，k为劲度系数，只与弹簧的长度、粗细和材料有关)
2、重力： G = mg (g随高度、纬度、地质结构而变化)
3、求F1、F2的合力的公式：
两个分力垂直时：
注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。
(2) 两个力的合力范围： F1－F2 F F1 +F2
(3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
4、物体平衡条件： F合=0
或 Fx合=0 Fy合=0
推论：三个共点力作用于物体而平衡，任意一个力与剩余二个力的合力一定等值反向。
5、摩擦力的公式：
(1 ) 滑动摩擦力： f = N
说明：①N为接触面间的弹力，可以大于G；也可以等于G；也可以小于G。
②为动摩擦因数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关。
(2 ) 静摩擦力： 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解，与正压力无关。
大小范围： 0< f静 fm (fm为最大静摩擦力)
说明：①摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。
②摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。
③摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
④静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。
6、 万有引力：
（1）公式：F=G （适用条件：只适用于质点间的相互作用）
G为万有引力恒量：G = 6.67×10-11 N·m2 / kg2
（2）在天文上的应用：（M：天体质量；R：天体半径；g：天体表面重力加速度；r表示卫星或行星的轨道半径，h表示离地面或天体表面的高度））
a 、万有引力=向心力 F万=F向
即
由此可得：
①天体的质量： ，注意是被围绕天体（处于圆心处）的质量。
②行星或卫星做匀速圆周运动的线速度： ，轨道半径越大，线速度越小。
③ 行星或卫星做匀速圆周运动的角速度： ，轨道半径越大，角速度越小。
④行星或卫星做匀速圆周运动的周期： ，轨道半径越大，周期越大。
⑤行星或卫星做匀速圆周运动的轨道半径： ，周期越大，轨道半径越大。
⑥行星或卫星做匀速圆周运动的向心加速度：，轨道半径越大，向心加速度越小。
⑦地球或天体重力加速度随高度的变化：
特别地，在天体或地球表面：
⑧天体的平均密度：
特别地：当r=R时：
b、在地球表面或地面附近的物体所受的重力等于地球对物体的引力，即 ∴。在不知地球质量的情况下可用其半径和表面的重力加速度来表示，此式在天体运动问题中经常应用，称为黄金代换式。
c、第一宇宙速度：第一宇宙速度在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度。也是人造卫星的最小发射速度。
第二宇宙速度：v2=11.2km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。
第三宇宙速度v3=16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。
7、 牛顿第二定律：
理解：（1）矢量性 （2）瞬时性 （3）独立性 （4）同体性 （5）同系性 （6）同单位制
8、匀变速直线运动：
几个重要推论：
（1）
（2）A B段中间时刻的即时速度:
vt/ 2 ==
（3）AB段位移中点的即时速度:
匀速：vt/2 =vs/2 ，匀加速或匀减速直线运动：vt/2 初速为零的匀加速直线运动,
在1s 、2s、3s……ns内的位移之比为12：22：32……n2
在第1s 内、第 2s内、第3s内……第ns内的位移之比为1：3：5……(2n-1)
在第1m 内、第2m内、第3m内……第n m内的时间之比为1：：（……(
初速无论是否为零,匀变速直线运动的质点,在连续相邻的相等的时间间隔内的位移之差为一常数：s = aT2 (a：匀变速直线运动的加速度 T：每个时间间隔的时间)
9、匀速圆周运动公式
线速度：v= R=2f R=
向心加速度：a =2 f2 R
角速度：=
向心力：F= ma = m2 R= m4m f2 R
注意：（1）匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力，总是指向圆心。
（2）卫星绕地球、行星绕太阳作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。
（3）氢原子核外电子绕核作匀速圆周运动的向心力是原子核对核外电子的库仑力。
10、平抛运动公式：水平方向的匀速直线运动和竖直方向的初速度为零的匀加速直线运动（即自由落体运动）的合运动
水平分运动： 水平位移： x= vo t
水平分速度：vx = vo
竖直分运动： 竖直位移： y =g t2
竖直分速度：vy= g t
tg = vy = votg vo =vyctg
v = vo = vcos vy = vsin
11、 功 ： W = Fs cosα (适用于恒力的功的计算）
（1）力F的功只与F、s、α三者有关，与物体做什么运动无关
（2）理解正功、零功、负功
（3）功是能量转化的量度
12、 动能和势能： 动能：
重力势能：Ep = mgh (与零势能面的选择有关)
13、动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
公式： W合= Ek = Ek2 - Ek1 =
14、机械能守恒定律：机械能 = 动能+重力势能+弹性势能
条件：系统只有内部的重力或弹力（指弹簧的弹力）做功。
公式： mgh1 +
15、功率： P = (在t时间内力对物体做功的平均功率)
P = Fv (F为牵引力，不是合外力；v为即时速度时，P为即时功率；v为平均速度时，P为平均功率； P一定时，F与v成反比）
16、功能原理：外力和“其它”内力做功的代数和等于系统机械能的变化
17、功能关系：功是能量变化的量度。
摩擦力乘以相对滑动的路程等于系统失去的机械能，等于摩擦产生的热
18、物体的动量 P=mv,
19、恒力的冲量 I=Ft
20、动量定理: Ft=mv2—mv1
21、动量守恒定律 +m2v2 = m1v1’＋m2v2’ 或p1 = - p2 或p1 +p2=0
适用条件：（1）系统不受外力作用。（2）系统受外力作用，但合外力为零。（3）系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远小于物体间的相互作用力。（4）系统在某一个方向的合外力
为零，在这个方向的动量守恒。
完全非弹性碰撞 mV1+MV2=（M+m）V
22、简谐振动的回复力 F=－kx
加速度
23、单摆振动周期 (与摆球质量、振幅无关）
24、弹簧振子周期
共振：驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大
25、机械波：机械振动在介质中传播形成机械波。它是传递能量的一种方式。
产生条件：要有波源和介质。
波的分类：①横波：质点振动方向与波的传播方向垂直，有波峰和波谷。
②纵波，质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。有密部和疏部。
波长λ：两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离。
注意：①横波中两个相邻波峰或波谷问距离等于一个波长。
②波在一个周期时间里传播的距离等于一个波长。
波速：波在介质中传播的速度。机械波的传播速度由介质决定。
波速v波长λ频率f关系： （适用于一切波）
注意：波的频率即是波源的振动频率，与介质无关。
27、浮力
28、密度 ，，
29、力矩
30、力矩平衡条件 M顺=M逆
二、热学
（一）分子动理论
分子直径（数量级）：10-10 m（油膜法）
分子质量（数量级）：10-26 kg
⒈物体是由大量 阿伏加德罗常数（油膜法）：NA=6.02×1023 mol-1。
分子组成的 是联系宏观世界与微观世界的桥梁。
扩散现象
⒉分子永不停息
地作无规则运
动（热运动）
布朗运动
r⒊分子间存在 f斥
相互作用的 r=r0 合力表现为零
引力和斥力
（统称分子力） r>r0 合力表现为引力
（平衡位置数量级
10-10m） r >>r0 （通常r>10r0 ） f引
没有分子力作用。
注意：1°油膜法测量分子直径
若用油膜法测出1个分子直径，则：
2°若已知1个分子质量，则：
3°若已知NA，则可估算液体和固体的分子大小。
知道液体或固体的mol体积，设想其中的分子是一个挨着一个的，则：
或
4°若已知NA，则可算出分子的质量。
5°摩尔体积
6°分子所占的体积
（二）热和功
表示物体冷热程度的物理量。
摄氏温标t：℃
是物体分子热运动平均动能 热力学温标T：K
温度 的标志。 T= t+273
是大量分子运动的集体表现。
物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和。与物体的温度、体积、质量有关。
做 功
内能 两者等效 1cal=4.2J
改变内能的方式
热传递
热力学第一定律：物体内能的增加量等于物体吸收的热量和外界对物体做的功之和。
能的转化和守恒定律（第一类永动机不可能制成）
热力学第二定律（第二类永动机不可能制成）：不可能使热量从低温物体传递到高温物体而不引起其他变化。
不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。
注意：1°温度是一个状态量。
内能是一个状态量，是温度的函数。
热量是一个过程量，是内能变化的量度。热量只能从高温的物体自动地传递给低温的物体。
2°做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但其本质不同：
做功使物体内能的改变是其他形式的能和内能的转化。
热传递使物体内能的改变是物体间内能的转移。
3°热力学第一定律
4°没有物态变化时的吸、放热量
（三）气体性质
1、玻意耳定律（等温变化） p1V1=p2V2
2、查理定律（等容变化）
3、盖·吕萨克定律
4、理想气体状态方程
5、气体分子运动的特点：①分子间的距离较大 ②分子间的碰撞频繁 ③分子沿各个方向运动的机会均等 ④分子的速率按一定规律分布
6、气体压强的微观意义：从分子动理论的观点看，气体压强是大量分子频繁碰撞容器的器壁而产生的
三、电磁学
（一）电场
1、库仑力： (适用条件：真空中点电荷)
k = 9.0×109 N·m2/ c2 静电力恒量
电场力：F = q E (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反)
2、电场强度： 电场强度是表示电场强弱的物理量。
定义式： 单位： N / C
点电荷电场场强
匀强电场场强
3、电势，电势能 ，
顺着电场线方向，电势越来越低。
4、电势差U，又称电压 UAB = φA -φB
5、电场力做功和电势差的关系 WAB = q UAB
6、初速度为零的带电粒子通过加速电场
7、带电粒子通过偏转电场的偏转量
带电粒子通过偏转电场的偏转角
8、电容器的电容
电容器的带电量 Q=cU
平行板电容器的电容
（二）直流电路
1、电流强度的定义：I =
2、电阻定律：
电阻率ρ：只与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关。 单位：Ω·m
3、串联电路总电阻 R=R1+R2+R3
电压分配 ，
功率分配 ，
4、并联电路总电阻
两个电阻并联
并联电路电流分配 ，I1=
并联电路功率分配 ，
5、欧姆定律：（1）部分电路欧姆定律： 变形：U=IR
（2）闭合电路欧姆定律：I = ε r
路端电压：U = -I r= IR
输出功率： = Iε-Ir = R
电源热功率：
电源效率： ==
6、电功和电功率： 电功：W=IUt
焦耳定律（电热）Q=
电功率 P=IU
纯电阻电路：W=IUt=
P=IU
非纯电阻电路：W=IUt
P=IU
（三）磁场
1、磁场的强弱用磁感应强度B 来表示： 单位：T
2、电流周围的磁场的磁感应强度的方向由安培定则决定。
（1）直线电流的磁场
（2）通电螺线管、环形电流的磁场
3、磁场力
安培力：磁场对电流的作用力。
公式：F= BIL （BI）
方向：左手定则
（2）洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力。
公式：f = qvB (BV)
方向：左手定则
粒子在磁场中圆运动基本关系式
粒子在磁场中圆运动半径和周期 ，
4、磁通量 =BS有效（垂直于磁场方向的投影是有效面积）
（四）电磁感应
1．直导线切割磁力线产生的电动势
2．法拉第电磁感应定律 =
3．直杆平动垂直切割磁场时的安培力
4．转杆电动势公式
5．感生电量（通过导线横截面的电量）
6．自感电动势
（五）交流电
1．中性面 m=BS , e=0
2．电动势最大值 ，
3．正弦交流电流的瞬时值 i=Imsin
4．正弦交流电有效值 最大值等于有效值的倍
5．变压器
*6．感抗
*7．容抗
（六）电磁场和电磁波
1、LC振荡电路
（1）在LC振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，电路中的电流为最大, 线圈两端电压为零。
在LC回路中，当振荡电流为零时，则电容器开始放电, 电容器的电量将减少, 电容器中的电场能达到最大, 磁场能为零。
（2）周期和频率
2、麦克斯韦电磁理论：
（1）变化的磁场在周围空间产生电场。（2）变化的电场在周围空间产生磁场。
推论：①均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场。
②周期性变化（振荡）的磁场在周围空间产生同频率的周期性变化（振荡）的电场；周期性变化（振荡）的电场周围也产生同频率周期性变化（振荡）的磁场。
3、电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一体，叫电磁场。
4、电磁波：电磁场由发生区域向远处传播就形成电磁波。
5、电磁波的特点
⒈以光速传播（麦克斯韦理论预言，赫兹实验验证）；⒉具有能量；⒊可以离开电荷而独立存在；⒋不需要介质传播；⒌能产生反射、折射、干涉、衍射等现象。
6、电磁波的周期、频率和波速：
V= f = （频率在这里有时候用ν来表示）
波速：在真空中，C=3×108 m/s
四、光学
（一）几何光学
1、概念：光源、光线、光束、光速、实像、虚像、本影、半影。
2、规律：（1）光的直线传播规律：光在同一均匀介质中是沿直线传播的。
（2）光的独立传播规律：光在传播时，虽屡屡相交，但互不干扰，保持各自的规律传播。
（3）光在两种介质交界面上的传播规律
①光的反射定律：反射光线、入射光线和法线共面；反射光线和入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。
②光的析射定律：
a、折射光线、入射光线和法线共面；入射光线和折射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦跟折射角的正弦之比是常数。即
b、介质的折射率n：光由真空（或空气）射入某中介质时，有，只决定于介质的性质，叫介质的折射率。
c、设光在介质中的速度为 v，则： 可见，任何介质的折射率大于1。
d、两种介质比较，折射率大的叫光密介质，折射率小的叫光疏介质。
③全反射：a、光由光密介质射向光疏介质的交界面时，入射光线全部反射回光密介质中的现象。
b、发生全反射的条件： 光从光密介质射向光疏介质； 入射角等于临界角。
临界角C
④光路可逆原理：光线逆着反射光线或折射光线方向入射，将沿着原来的入射光线方向反射或折射。
5、常见的光学器件：（1）平面镜 （2）棱镜 （3）平行透明板
（二）光的本性
人类对光的本性的认识发展过程
（1）微粒说（牛顿）
（2）波动说（惠更斯）
①光的干涉 *双缝干涉条纹宽度
应用：薄膜干涉——由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平行相间干涉条纹，检查平面，测量厚度，光学镜头上的镀膜。
②光的衍射——单缝（或圆孔）衍射。 泊松亮斑
电磁说（麦克斯韦）
波长/m 名称 产生机理 特性与应用
104 10-10 无线电 自由电子的运动 波动性显著，无线电通讯
红外线 原子外层电子受激发 一切物体都能辐射，具有热作用
可见光 由七种色光组成
紫外线 一切高温物体都能辐射，具有化学作用、荧光效应
伦琴（X）射线 原子外内电子受激发 粒子性显著，穿透本领强
γ射线 原子核受激发 粒子性显著，穿透本领更强
（4）光子说（爱因斯坦）
①基本观点：光由一份一份不连续的光子组成，每份光子的能量是
②实验基础：光电效应现象
③规律：a、每种金属都有发生光电效应的极限频率；b、光电子的最大初动能与光的强度无关，随入射光频率的增大而增大；c、光电效应的产生几乎是瞬时的；d、光电流与入射光强度成正比。
④爱因斯坦光电效应方程
逸出功
光电效应的应用：光电管可将光信号转变为电信号。
（5）光的波粒二象性
光是一种具有电磁本性的物质，既有波动性，又有粒子性。光具有波粒二象性，单个光子的个别行为表现为粒子性，大量光子的运动规律表现为波动性。波长较大、频率较低时光的波动性较为显著，波长较小，频率较高的光的粒子性较为显著。
（6）光波是一种概率波
五、原子物理
（一）原子结构
1、原子的核式结构
α粒子散射实验（1909年，卢瑟福）：①现象：绝大多数α粒子按原方向前进，少数α粒子发生较大的偏转，极小数α粒子偏转角超过了90°，有的偏转几乎达到180°。
②原因：α粒子的大角度散射现象说明其受到了很大的作用力，而产生这么大的作用力，必然是原子的大部分质量和电量都集中在很小的核上。 ③卢瑟福的原子模型：原子的中心有一个很小的核，叫原子核。原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转（核半径10-14—10-15 m，原子半径约为10-10 m）。
2、玻尔的原子模型
玻尔理论（1913年）：①原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态称为定态；
②原子从一种定态跃迁到另一种定态时，要辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量为： hν=E2—E1 ③定态能量量子化和轨道量子化。即氢原子的能量是不连续的，电子饶核运行的可能轨道也是不连续的。电子饶核运行的不同轨道对应于氢原子的不同能量。
能级：原子在各个定态的能量值。原子在能级之间发生跃迁时，辐射或吸收的能量等于两个定态的能量差。原子由低能级向高能级跃迁的过程是吸收能量的过程，由高能级向低能级跃迁的过程是放出能量的过程。
3、氢原子能级,半径 Rn=n2R1
（二）原子核结构
1、三种衰变
射线 本质 速度 特性
α射线 氦原子核（）流 贯穿能力小，电离作用强。
β射线 高速电子（）流 V≈C 贯穿能力强，电离作用弱。
γ射线 电磁波（光子） V=C 贯穿能力很强，电离作用很弱。
衰变：原子核由于放出某种粒子而转变位新核的变化。
放出α粒子的叫α衰变。放出β粒子的叫β衰变。放出γ粒子的叫γ衰变。
哀变规律：（遵循电荷数、质量数守恒）
α衰变：
β衰变：
γ衰变：伴随着α衰变或β衰变同时发生。
3．半衰期 ， m=m0（）n
4．质子的发现（1919年，卢瑟福）
中子的发现（1932年，查德威克）
发现正电子 ，
5．质能方程 E=mc2
1u=931.5MeV 1u=1.660566×10-27kg
6．重核裂变
氢的聚变
六、相对论
（一）狭义相对论
1、爱因斯坦两个基本假设：（1）爱因斯坦相对性原理：物理定律在所有的惯性系中都具有相同的表达形式。（2）光速不变原理： 真空中的光速是常量，它与光源或观察者的运动无关，即不依赖于惯性系的选择。
2、时间间隔的相对性：
3、长度的相对性：
4、相对论质量：
（二）广义相对论
1、广义相对性原理：任何参考系（包括非惯性系）中物理规律都是相同的。
2、等效原理：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。

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