高中物理公式全部

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,g极>g赤,g低纬>g高纬)
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.分解时喜欢正交分解.
(2) 两个力的合力范围：ú F1－F2 ú £ 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.
解三个共点力平衡的方法： 合成法,分解法,正交分解法,三角形法,相似三角形法
5、摩擦力的公式：
(1 ) 滑动摩擦力： f = mN （动的时候用,或时最大的静摩擦力）
说明：①N为接触面间的弹力（压力）,可以大于G；也可以等于G；也可以小于G.
②m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： （后面一个是据动量定理推导）
理（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
牛顿第三定律：F= -F’(两个力大小相等,方向相反作用在同一直线上,分别作用在两个物体上)
8、匀变速直线运动：
A S a t B

基本规律： Vt = V0 + a t S = vo t + a t2
几个重要推论：
（1） (结合上两式 知三求二)
（2）A B段中间时刻的即时速度：

（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
P=IU>
（三）磁场
1、磁场的强弱用磁感应强度B 来表示： （条件：B L）单位：T
2、电流周围的磁场的磁感应强度的方向由安培（右手）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
（1） 安培力：磁场对电流的作用力.
公式：F= BIL（B^I）（B//I是,F=0）
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 (B^v)
方向：左手定则
粒子在磁场中圆运动基本关系式 解题关键画图,找圆心画半径
粒子在磁场中圆运动半径和周期 , t= T
4、磁通量 =BS有效（垂直于磁场方向的投影是有效面积）
或 =BS sin ( 是B与S的夹角)
= 2- 1= BS= B S (磁通量是标量,但有正负)
（四）电磁感应
1．直导线切割磁力线产生的电动势 （三者相互垂直）求瞬时或平均
（经常和I = , F安= BIL 相结合运用）
2．法拉第电磁感应定律 = = = 求平均
3．直杆平动垂直切割磁场时的安培力 （安培力做的功转化为电能）
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 (线圈平面与磁场方向垂直) m=BS , e=0 I=0
2．电动势最大值 =N m ,
3．正弦交流电流的瞬时值 i=Imsin （中性面开始计时）
4．正弦交流电有效值 最大值等于有效值的 倍
5．理想变压器 (一组副线圈时)
*6．感抗 电感特点：
*7．容抗 电容特点：
（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=l 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
三、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.
归纳: 折射率 = = =
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 (波长越长,条纹间隔越大)
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
(波长越长,衍射越明显)


（2） 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
*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,遥感技术,遥控器
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
四、原子物理
1．氢原子能级,半径 E1= -13.6eV 能量最少 rn=n2r1 r1=0.53 m
跃迁时放出或吸收光子的能量
2．三种衰变




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
高频电磁波（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.
① 哀变规律：（遵循电荷数、质量数守恒）
α衰变：
β衰变： （β衰变的实质是 = + ）
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（居里夫妇） ,
5．质能方程 E=mc2 1J=1Kg.(m/s)2
1u放出的能量为931.5MeV 1u=1.660566×10-27kg
6．重核裂变 原子弹 核反应堆
氢的聚变 氢弹 太阳内部反应
六、狭义相对论
1．伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的.
2．狭义相对论的两个基本假设：
（1）狭义相对性原理：在不同的惯性系中,一切物理规律都是相同的.
（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.
3．时间和空间的相对性：
（1）“同时”的相对性：“同时”是相对的.在一个参考系中看来“同时”的,在另一个参考系中却可能“不同时”.
（2）长度的相对性：一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比静止时的长度小.
即
（式中l,是与杆相对运动的人观察到的杆长,l0是与杆相对静止的人观察到的杆长）.
注意：①在垂直于运动方向上,杆的长度没有变化.
②这种长度的变化是相对的,如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动,与他们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了.
（3）时间间隔的相对性：从地面上观察,高速运动的飞船上时间进程变慢,飞船上的人则感觉地面上的时间进程变慢.（时间膨胀或动钟变慢）
（式中 是与飞船相对静止的观察者测得的两事件的时间间隔,△t是地面上观察到的两事件的时间间隔）.
（4）相对论的时空观：经典物理学认为,时间和空间是脱离物质而独立存在的,是绝对的,二者之间也没有联系；相对论则认为时间和空间与物质的运动状态有关,物质、时间、空间是紧密联系的统一体.
4．狭义相对论的其他结论：
*（1）相对论速度变换公式： （式中v为高速火车相对地的速度,u′为车上的人相对于车的速度,u为车上的人相对地面的速度）.
对于低速物体u′与v与光速相比很小时,根据公式可知,这时u≈ ,这就是经典物理学的速度合成法则.
注意：这一公式仅适用于u′与v在一直线上的情况,当u′与v相反时,u′取负值.
（2）相对论质量： （式中m0为物体静止时的质量,m为物体以速度v运动时的质量,由公式可以看出随v的增加,物体的质量随之增大）.
（3）质能方程：
常见非常有用的经验结论：
1、物体沿倾角为α的斜面匀速下滑------µ=tanα；
2、物体沿光滑斜面滑下a=gsinα物体沿粗糙斜面滑下a=gsinα-gcosα
3、两物体沿同一直线运动,在速度相等时,距离有最大或最小；
4、物体沿直线运动,速度最大的条件是：a=0或合力为零.
5、两个共同运动的物体刚好脱离时,两物体间的弹力为=0,加速度相等.
6、两个物体相对静止,它们具有相同的速度；
7、水平传送带以恒定速度运行,小物体无初速度放上,达到共同速度过程中,摩擦生热等于小物体的动能.
*8、一定质量的理想气体,内能大小看温度,做功情况看体积,吸热、放热综合以上两项用能量守恒定律分析.
9、电容器接在电源上,电压不变；断开电源时,电容器上电量不变；改变两板距离E不变.
10、磁场中的衰变：外切圆是α衰变,内切圆是β衰变,α,β是大圆.
11、直导体杆垂直切割磁感线,所受安培力F=B2L2V/R.
12、电磁感应中感生电流通过线圈导线横截面积的电量：Q=N△Ф/R.
13、解题的优选原则：满足守恒则选用守恒定律；与加速度有关的则选用牛顿第二定律F=ma；与时间直接相关则用动量定理；与对地位移相关则用动能定理；与相对位移相关(如摩擦生热)则用能量守恒.