求高中物理考试所有公式。
1)匀速直线运动
1.加速度a=(Vt-Vo)/t以Vo为正方向,A和Vo同向(加速)a & gt0;另一方面,a < 0
2.终端速度Vt=Vo+at
3.排量S = VOT+AT2/2 = Vping =tVt/2t。
4.有用的推论Vt2 -Vo2=2as
5.平均速度V =S/t(定义)
6.中间时间速度vt/2 = Vping =(Vt+Vo)/2中间位置速度Vs/2=[(Vo2 +Vt2)/2] 1/2。
7.实验推断δS = aT2δS是相邻连续相等时间(t)内的位移差。
8.主要物理量和单位:初速度(Vo):m/s加速度(a):m/s2末速度(VT): m/s。
时间(t):秒(s)位移(s):米(m)距离:米(m)速度单位换算:1m/s = 3.6km/h
注:(1)平均速度为矢量。
(2)物体速度高,加速度不一定高。
(3)a=(Vt-Vo)/t只是一个测度,不是一个判定。
(4)其他相关内容:质点、位移与距离、速度与速度、S-T图、V-T图。
2)自由下落
1.初速度Vo=0 2。最终速度Vt=gt。
3.坠落高度h=gt2/2 4。推论Vt2=2gh。
注:(1)自由落体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=9.8≈10m/s2,赤道附近重力加速度小;地球的两极最大;在高山上比在平地上要小。
3)*垂直向上投掷
1.排量S=Vot- gt2/2 2。最终速度Vt= Vo- gt (g=9.8≈10m/s2)。
3.有用推断Vt2 -Vo2=-2gS 4。最大上升高度Hm=Vo2/2g(从投掷点开始)
5.往返时间t=2Vo/g(从掷回原位的时间)
注:(1)全程处理:是匀速减速的直线运动,向上为正方向,负加速度。
(2)分段处理:向上运动为匀速减速,向下运动为自由落体,对称。
(3)上升和下降的过程是对称的,如在同一点上速度相等,方向相反。
二、粒子的运动——曲线运动引力
1)平抛运动
1.水平速度Vx=Vo 2。垂直速度Vy=gt。
3.水平位移Sx=Vot 4。垂直位移Sy=gt2/2。
5.运动时间t=(2Sy/g)1/2(通常表示为(2h/g)1/2)。
6.关闭速度vt =(VX2+VY2)1/2 =[VO2+(GT)2]1/2。
关闭速度方向与水平面之间的角度β:TGβ= vy/VX = gt/VO。
7.关节位移S=(Sx2+ Sy2)1/2,
位移方向与水平面的夹角α:TGα= sy/sx = gt/2vo。
注:(1)平抛运动是匀速变化的曲线运动,加速度为g,通常可以看作水平方向匀速直线运动和垂直方向自由落体运动的合成。
(2)运动时间由下落高度h(Sy)决定,与水平投掷速度无关;t是平抛解题的关键。
(3)α与β的关系为tgβ=2tgα。
(4)当速度方向与合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体作曲线运动;曲线运动必然有加速度。
2)匀速圆周运动
1.线速度V = s/T = 2πR/T =ωR ^ 2。角速度ω = φ/t = 2π/t = 2π f。
3.向心加速度a=V2/R=ω2R=(2π/T)2R 4。向心力F向心力=mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R。
5.周期和频率T=1/f 6。角速度与线速度的关系V = ω r。
7.角速度和转速的关系ω=2πf=2πn(统一单位后频率和转速相同)。
8.主要物理量和单位:弧长(s):米(m)、角度(φ):弧度(rad)、频率(f):赫兹(Hz)、周期(t):秒(s)、速度(n): r/s半径(r):米(m)、线速度(v)。
注意:(1)向心力可以由特定的力、合力或分力提供,方向始终垂直于速度方向。
(2)匀速圆周运动物体的向心力等于合力,向心力只是改变了速度的方向,而不改变速度的大小,所以物体的动能不变,但动量是不断变化的。
3)重力
1.开普勒第三定律T2/R3=K R:轨道半径T:周期K:常数(与行星质量无关)
2.万有引力定律F = GM 1 m2/R2G = 6.67×10-11N?m2/kg2方向在它们的连线上。
3.任何天体上的重力和重力加速度:GM=gR2(黄金替代)
m:天体的质量(kg);g:天体表面的重力加速度(米/S2);r:天体的半径(米)。
4.卫星轨道速度,角速度,周期都用:F万向=F向心。
5.第一、二、三宇宙速度:v 1 = 7.9km/Sv2 = 11.2km/Sv3 = 16.7km/s。
注:(1)天体运动所需的向心力由引力提供,F中心=F百万。
(2)应用万有引力定律可以估算天体的质量密度。
(3)地球同步卫星只能在赤道上空运行,周期与地球自转相同,h≈36000km。
(4)卫星轨道半径减小时,势能减小,动能增大,速度增大,周期减小。
(5)地球卫星最大环绕速度和最小发射速度为7.9公里/秒,最小周期约为83分钟。
三、力(普通力、力矩、力的合成与分解)
1)普通力
1.重力:大小:G=mg方向:垂直向下作用点:重心
G=9.8m/s2 ≈10 m/s2,适用于近地表。
胡克定律:F=kX方向:沿回复变形方向k:刚度系数(N/m) X:变形变量(m)
3.滑动摩擦力:f=μN方向:与物体相对运动方向相反μ:摩擦系数N:正压力(N)
4.静摩擦力0≤f静态≤fm方向:fm是与物体相对运动趋势方向相反的最大静摩擦力。
5.引力F = GM 1 m2/R2G = 6.67×10-11N?m2/kg2方向在它们的连线上。
6.静电力f = kq 1q 2/r2k = 9.0×109n?m2/C2方向在它们的连线上。
7.电场力F=Eq E:场强N/C q:电量C施加在正电荷上的电场力与场强同向。
8.安培力F=BILsinθ θ是b和l之间的夹角当L⊥B: F=BIL时,当B//L: F=0时。
9.洛仑兹力f=qVBsinθ θ为b与v的夹角,当V⊥B: f=qVB时,当V//B: f=0时。
注意:(1)刚度系数K由弹簧本身决定。
(2)摩擦系数μ与压力和接触面积无关,由接触表面的材料特性和表面状况决定。
(3)fm略大于μN一般认为是FM ≈ μ n。
(4)物理量的符号和单位B:磁感应强度(T),L:有效长度(M),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/S),q:带电粒子(带电体)电量(C),
(5)安培力由“电磁力”和洛仑兹力方向共同判断。
3)力的合成和分解
1.同一直线上的合力方向相同:F = F 1+F2;相反方向:F = F 1-F2(F 1 & gt;F2)
2.相互成角度的力的合成
f =(f 12+f22+2f 1 F2 cosα)1/2f 1⊥F2:f =(f 12+f22)1/2。
3.合力范围|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:FX = FCOS β FY = FSIN β是合力与X轴的夹角tgβ=Fy/Fx。
注:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形法则。
(2)合力与构件的关系是等效替代,合力可以用来替代构件的* * *相互作用,反之亦然。
(3)除公式法外,也可用作图法求解。此时应选择比例尺进行严格的绘制。
(4)当F1和F2的值一定时,F1和F2的夹角(α角)越大,合力越小。
(5)在同一直线上的力的组合可以取直线的正方向,力的方向用符号表示,可以转化为代数运算。
四。动力学(运动和力)
1.运动第一定律(惯性定律):物体具有惯性,始终保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使其改变这种状态。
2.运动第二定律:f =ma或a=F /m a由外力决定,与外力方向一致。
3.运动第三定律:F=-F?减号表示相反的方向。F,F?两者相互作用。
实际应用:反冲运动
4.* * *点力平衡:f =0。
5.超重:N & gtg失重:n
注意:平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动。
六、功和能量(功是能量转换的量度)
1.功W=FScosα(定义)W:功(J) F:恒力(N) S:位移(M)α:F与S的夹角。
2.重力功Wab=mghab m:物体质量G = 9.8≈10m/S2 HAB:A与B的高度差(hab=ha-hb)。
3.电场力做功Wab=qUab q:电量(C)UAB:A和B之间的电位差(V)即Uab=Ua-Ub。
4.电功W=UIt(通用)U:电压(V) I:电流(A) t:通电时间(S)
6.功率P=W/t(定义:常用于计算平均功率)
P=FVcosα(变形:常用于计算瞬时功率)
式中:p:功率[w] w:在规定时间内所做的功(J) t:做功所用的时间(s)
7.汽车恒功率恒加速度起步后的最大运行速度为Vmax=P/F
8.电功率P=UI(通用)U:电路电压(V) I:电路电流(A)
9.焦耳定律Q=I2Rt Q:电加热(J) I:电流强度(A) R:电阻(ω)t:通电时间(秒)
10.纯电阻电路中I = U/R P = UI = U2/R = I2RQ = W = UIT = U2T/R = I2RT。
11.动能Ek=mv2/2 Ek:动能(J) m:物体质量(Kg) v:物体瞬时速度(m/s)。
12.重力势EP=mgh EP:重力势(J) g:重力加速度h:垂直高度(m)(从零电势点)
13.电势εA = qUAεA:A点带电体的电势(J) q:电量(C)UA:A点电势(V)
14.动能定理(对物体做正功,物体动能增加):W =δEK,即W = mVt 2/2-mVo2/2。
w组合:物体上所有力所做的总功(没有相对滑动时,内力可以忽略做功)
δEK:动能变化δEK =(mVt 2/2-mvo 2/2)
15.机械能守恒定律ek 1+EP 1 = ek2+ep2mv 12/2+mgh 1 = mv22/2+mgh 2δek =-δEP。
16.引力功和引力势能的变化(引力功等于物体引力势能增量的负值)WG =-δ EP
注:(1)功率表示做功的速度有多快,做功多少表示转换了多少能量。
(2)O0≤α& lt;90O做积极的工作;90O & ltα≤180O做负功;α=90o不做功(当力垂直于位移方向时,力不做功)。
(3)当重力(弹性、电场力、分子力)做正功时,重力(弹性、电、分子)势能减小。
(4)重力功和电场功都与路径无关,而与起止位置有关。
(5)机械能守恒的条件:除了重力(弹性),其他力都不做功,只有动能和势能之间的转换。
(6)能量在其他单位的换算:1KWh(度)= 3.6×106j 1EV = 1.60×10-19J。
*(7)弹簧弹性势能E=KX2/2。
七、电场
1.两种电荷(同性电荷相斥,异性电荷相吸),元电荷(e = 1.60×10-19c),电荷守恒定律,
2.库仑定律:F=KQ1Q2/r2(真空中)方向:在它们的连线上。
F点电荷间的作用力(N) K:静电常数K=9.0×109Nm2/C2 Q1,Q2:两点电荷(C) r:两点间的距离(m)。
3.电场强度E=F/q(定义公式,计算公式)E:电场强度(N/C) q:电荷量(C)是一个矢量。
4.真空点电荷形成的电场E=KQ/r2(公式)R:点电荷到这个位置的距离(m) Q:点电荷的电量。
5.电场力F=qE F:电场力(N) q:电荷受电场力作用的电量(C) E:电场强度(N/C)
6.电势和电势差UA =εa/Q UAB = UA-ubu AB = WAB/Q =-δεAB/Q
7.电场力做的功WAB= qUAB(电场力做的功与路径无关)
WAB:带电体从A到B时电场力所做的功(J) q:带电量(C) UAB:电场中A点和B点之间的电位差(V)。
8.电势εA = qUAεA:A点带电体的电势(J) q:电量(C)UA:A点电势(V)
9.电势能的变化:δεAB =εB-εA(带电体在电场中从A位置运动到B位置时的电势能之差)。
10.电场力做功与电势能的变化δεABδεAB =-WAB =-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)
11.电容C=Q/U(定义公式、计算公式)C:电容(F) Q:电量(C) U:电压(两极板间的电位差)(v)平行板电容器C=εS/4πKd(判定公式)S:两极板相对的面积D:。
12.均匀电场的场强E = UAB/DUAB:两点间的电压AB (V) D:场强方向上两点间的距离AB(M)
13.带电粒子在电场中的加速度(VO = 0):W =δekqu = mv T2/2VT =(2Qu/m)1/2。
14.当带电粒子以速度Vo沿垂直于电场的方向进入均匀电场时的偏转(不考虑重力)
类似于垂直于平面的方向:匀速直线运动L=Vot(在带相等异质电荷的平行板中:E=U/d)
投掷运动平行于电场方向:初速度为零的匀加速直线运动D = AT2/2A = F/M = QE/M
注:(1)两个相同的带电金属球接触时,功率分配定律是不同种类的原始电荷先被中和后被均分,同种原始电荷的总量被均分。
(2)电场线从正电荷开始,到负电荷结束。电场线不相交,切线方向为场强方向。电场线密集的地方电场强,沿着电场线电势越来越低,电场线垂直于等势线。
(3)常见电场的电场线分布要求要记忆。
(4)电场强度(矢量)和电势(标量)由电场本身决定,电场力和电势还与电量和带电体的正负电荷有关。
(5)静电平衡中的导体是一个具有等电位面的等电位体,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面。导体内部的合成电场为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布在导体的外表面。
(6)电容单位换算1f = 106μf = 1012pf。
(7)电子伏特(eV)是能量的单位,1EV = 1.60×10-19J。
(8)应掌握静电的产生、预防和应用。
八、恒定电流
1.电流强度I=q/t I:电流强度(A) q:时间t (C) t:时间(s)内通过导体横向负载面的电量。
2.某些电路的欧姆定律I=U/R I:导体电流强度(A) U:导体两端的电压(V) R:导体电阻(ω)
3.电阻定律R = ρ L/ρ S:电阻率(ω?M) L:导体的长度(m) S:导体的横截面积(m2)
4.闭合电路欧姆定律I = ε/(r+r) ε = IR+IR ε =内U+外U。
I:电路中的总电流(A) ε:电源电动势(V) R:外电路电阻(ω) R:电源内阻(ω)
5.电功率和电力W=UIt P=UI W:电功率(J) U:电压(V) I:电流(A) t:时间(S) P:电功率(W)
6.焦耳定律Q=I2Rt Q:电加热(J) I:通过导体的电流(A) R:导体电阻(ω)t:通电时间(S)
7.在纯电阻电路中:因为I = u/r,W = q,W = q = UIT = I2RT = U2T/R
8.总电源活动、电源输出功率和电源效率p total = Iεp output = iuη= p output/p total。
I:电路总电流(A) ε:电源电动势(V) U:端电压(V) η:电源效率。
9.电路的串联/并联串联电路(P,U与R成正比)并联电路(P,I与R成反比)
电阻关系r串= r 1+R2+R3+1/rAnd = 1/r 1/R2+1/R3+
电流关系I总是=I1=I2=I3= I且=I1+I2+I3+
电压关系uTotal = u 1+U2+U3+uTotal = u 1 = U2 = U3 =
动力分配p total = p 1+P2+P3+p total = p 1+P2+P3+
九、磁场
1.磁感应强度是用来表示磁场强度和方向的物理量,是一个矢量。单位:(T) 1T=1N/(A?m)=1Wb/m2
2.磁通量φ = bs φ:磁通量(Wb) B:均匀磁场的磁感应强度(T) S:面对面积(m2)
3.安培力F=BIL (L⊥B) B:磁感应强度(T) F:安培力(F) I:电流强度(A) L:导线长度(m)
4.洛伦兹力f=qVB (V⊥B) f:洛伦兹力(N) q:带电粒子电(C) V:带电粒子速度(m/S)
5.忽略重力时(不考虑重力),带电粒子进入磁场的运动(掌握两种)。
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:在没有洛仑兹力的情况下做匀速直线运动V=Vo。
(2)带电粒子沿垂直于磁场的方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下:
(a) F向心= f罗,即mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R= qVB。
所以R=mV/qB T=2πm/qB。
(b)运动的周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛伦兹力对带电粒子不做功(无论如何)。
(三)解题关键:画轨迹,求圆心,定半径。
(d)记忆两种求圆心的方法。
注:(1)安培力由“电-磁-力”决定;洛伦兹力是由“速度-磁力(-反向)”决定的。
(2)应掌握常见磁场的磁感应线分布(见图),并能实现立体图与平面图的转换。
X.电磁感应
1.[感应电动势的计算公式]
1)E = nδφ/δT(普适公式)2) E =BLV(切割磁感应线运动)
3)E m = NBSω(发电机最大感应电动势)4)E = bl2ω/2(导体一端固定,用ω旋转切割)
[公式中的物理量和单位]
e:感应电动势(V) n:感应线圈匝数δφ/δφ/δt:磁通量变化率L:有效长度(m)
E m:电动势峰值(在B//S) s:面积ω:角速度(rad/S) V:速度(m/S)。
2.感应电动势的正负极可以通过感应电流的方向来确定(电源内部的电流方向:从负极到正极)。
3.自感电动势E from = nδφ/δt = LδI/δTL:自感系数(H)( L与有无铁芯/线圈匝数等有关。)
δI:改变电流?t:时间δI/δt:自感应电流的变化率(变化速度)
注:(1)感应电流的方向可以用楞次定律或“动-磁-电”来确定。
(2)自感应电流总是阻碍引起自感应电动势的电流的变化;增减相同;来而不肯留。
(3)单位换算为1h = 103 MH = 106μh..
XI。交流电(正弦交流电)
1.电压瞬时值E = EMS inωt电流瞬时值?= imsinωt(中性面是计时的起点;ω=2πf)
2.电动势峰值em = NBSω电流峰值(纯电阻电路中)Im= E m/R合计
3.正弦(余弦)交流电的有效值E = em/(2)1/2u = Um/(2)1/2i = IM/(2)1/2。
4.理想变压器一、二次绕组中电压、电流、功率的关系u 1/U2 = n 1/N2 I 1/I2 = N2/N2P in = Pout。
[公式1,2,3,4中的物理量和单位]
ω:角频率(rad/S) t:时间(S) n:线圈匝数b:磁感应强度(T) S:线圈面积(m2)
u:(输出)电压(V) I:电流强度(A) P:功率(w)
注:(1)交流电的频率与发电机中线圈转动的频率相同,即ω电= ω线F电=f线。
(2)发电机中,中性面位置线圈磁通量最大,感应电动势为零,因此中性面电流方向发生变化(一周两次)。
(3)有效值是根据电流的热效应定义的,没有特别说明的交流值都是指有效值。
(4)当理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率。当负载消耗的功率增加时,输入功率也增加,即P out决定P in。
(5)在长距离输电中,利用高压输送电能,可以减少输电线路上电能的损耗:P?=(P/U)2R =(δU)2R
p?输电线路上的功率损耗p:传输电能的总功率u:传输电压δ u:输电线路上的电压损耗r:输电线路电阻。
(6)正弦交流电的图像见本书。