物理定理定律公式表

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1、物理定理、定律、公式表一、质点的运动(1)直线运动1) 匀变速直线运动1. 平均速度V平= s/t (定义式)2.有用推论Vt2-Vo2 = 2as3. 中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at5. 中间位置速度 Vs/2=(Vo2+Vt2)/21/2 6.位移 s=V 平 t=Vot+at2/2=Vt/2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t 以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a0；反向则aF2)2. 互成角度力的合成：F= (F12+F22+2F1F2cosa )1/2 (余弦定理)F1XF2 时：F= (F12+F22)1/23. 合力大小范围：|F1-F

2、2| WFW|F1+F2|4. 力的正交分解：Fx = Fcosp , Fy = Fsinp (p为合力与x轴之间的夹角tgp =Fy/Fx)注：(1) 力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则；(2) 合力与分力的关系是等效替代关系，可用合力替代分力的共同作用,反之也成立；(3) 除公式法外，也可用作图法求解，此时要选择标度，严格作图；(4) F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(a角)越大，合力越小；(5) 同一直线上力的合成，可沿直线取正方向，用正负号表示力的方向，化简为代数运算。 四、动力学(运动和力)1. 牛顿第一运动定律(惯性定律)：物体具有惯性，总保持匀速直线运动状态或静止状态

3、，直 到有外力迫使它改变这种状态为止2. 牛顿第二运动定律：F合=ma或a=F合/ma由合外力决定，与合外力方向一致3. 牛顿第三运动定律：F=-F 负号表示方向相反,F、F各自作用在对方，平衡力与作用 力反作用力区别，实际应用：反冲运动4. 共点力的平衡F合=0，推广正交分解法、三力汇交原理5. 超重：FNG，失重：FNr3. 受迫振动频率特点：f=f驱动力4. 发生共振条件:f驱动力=f固，A=max，共振的防止和应用见第一册P1755. 机械波、横波、纵波见第二册P26. 波速v = s/t=A f=A /T波传播过程中，一个周期向前传播一个波长；波速大小由介质 本身所决定7. 声波的波

4、速(在空气中)0C： 332m/s； 20C:344m/s； 30C:349m/s；(声波是纵波)8. 波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者 相差不大9. 波的干涉条件：两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)10. 多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动，导致波源发射频率与接收频率不同相互接近，接收频率增大，反之，减小见第二册P21注：(1) 物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关，取决于振动系统本身；(2) 加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，减弱区则是波峰与波谷相遇处；(3) 波只是传播了振动，介质本身不随波发生迁移，是传递能量的一种

5、方式；(4) 干涉与衍射是波特有的；(5) 振动图象与波动图象；(6) 其它相关内容：超声波及其应用见第二册P22/振动中的能量转化见第一册P173。六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化)1. 动量：p=mv p:动量(kg/s), m:质量(kg), v:速度(m/s),方向与速度方向相同3. 冲量：I = Ft I:冲量(N?s), F:恒力(N), t:力的作用时间(s),方向由F决定4. 动量定理：【= p或Ft=mvt - mvo p:动量变化 p=mvt - mvo,是矢量式5. 动量守恒定律：p前总=p后总或p = p也可以是m1v1+m2v2=m1v1 +m2v26. 弹性碰

6、撞： p = 0； Ek=0 即系统的动量和动能均守恒7. 非弹性碰撞 p = 0； 0r0, f引仃斥，F分子力表现为引力(4) r10r0, f引=斥0, F分子力0, E分子势能05. 热力学第一定律W+Q=A U (做功和热传递，这两种改变物体内能的方式，在效果上是等 效的)，W:外界对物体做的正功(J)，Q:物体吸收的热量(J)， U:增加的内能(J),涉及到第一类永 动机不可造出见第二册P406. 热力学第二定律克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化(热传导的方向性)； 开氏表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化(机械能与 内能

7、转化的方向性)涉及到第二类永动机不可造出见第二册P447. 热力学第三定律：热力学零度不可达到宇宙温度下限：一273.15摄氏度(热力学零度) 注：(1) 布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小，布朗运动越明显，温度越高越剧烈；(2) 温度是分子平均动能的标志；3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得比引力快；分子力做正功，分子势能减小，在r0处F引=F斥且分子势能最小；(5) 气体膨胀，外界对气体做负功W0；吸收热量，Q0(6) 物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和，对于理想气体分子间作用力为 零，分子势能为零；(7) r0为分子处于平衡状态时，分子间的距离

8、；(8) 其它相关内容：能的转化和定恒定律见第二册P41/能源的开发与利用、环保见第 二册P47/物体的内能、分子的动能、分子势能见第二册P47。九、气体的性质1. 气体的状态参量：温度：宏观上，物体的冷热程度；微观上，物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志，热力学温度与摄氏温度关系：T = t+273 T:热力学温度(K), t:摄氏温度(C)体积V：气体分子所能占据的空间，单位换算：1m3=103L=106mL压强p：单位面积上，大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力，标准大气压： 1atm=1.013X 105Pa=76cmHg(1Pa= 1N/m2)2. 气体分子运动的特点：分

9、子间空隙大；除了碰撞的瞬间外，相互作用力微弱；分子运动速 率很大3. 理想气体的状态方程：p1V1/T1 = p2V2/T2 PV/T =恒量，T为热力学温度(K) 注:(1) 理想气体的内能与理想气体的体积无关，与温度和物质的量有关；(2) 公式3成立条件均为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位，t为摄氏温 度(C),而T为热力学温度(K)。十、电场1. 两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.60X10-19C)；带电体电荷量等于元电荷的整 数倍2. 库仑定律：F=kQ1Q2/r2 (在真空中)F:点电荷间的作用力(N), k:静电力常量k = 9.0X 109N?m2/C2,

10、 Q1、Q2:两点电荷的电量(C), r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上， 作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引3. 电场强度：E = F/q (定义式、计算式)E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理)，q： 检验电荷的电量(C) 4. 真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 r：源电荷到该位置的距离(m)，Q：源电荷的 电量5. 匀强电场的场强E=UAB/d UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m) 6. 电场力：F=qE F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C) 7. 电势与电势差：UAB =

11、 A- B，UAB=WAB/q=-A EAB/q8. 电场力做功：WAB = qUAB = EqdWAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)， UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关)，E:匀强电场强度,d:两点沿场 强方向的距离(m)9. 电势能：EA=q A EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)， A:A点的电势(V) 10. 电势能的变化 EAB=EB-EA 带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值11. 电场力做功与电势能变粉EAB = -WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)12. 电容C = Q/U(定义

12、式，计算式)C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)13. 平行板电容器的电容C= S/4n kd (S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，w : 介电常数)常见电容器见第二册P11114. 带电粒子在电场中的加速(Vo = 0)： W=A EK 或 qU=mVt2/2，Vt = (2qU/m)1/215. 带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E=U/d) 抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d = at2/2，a = F/m=qE/m注：(

13、1) 两个完全相同的带电金属小球接触时，电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分，原 带同种电荷的总量平分；(2) 电场线从正电荷出发终止于负电荷，电场线不相交，切线方向为场强方向，电场线密处场 强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直；(3) 常见电场的电场线分布要求熟记见图第二册P98；电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的 电量多少和电荷正负有关；(5) 处于静电平衡导体是个等势体，表面是个等势面，导体外表面附近的电场线垂直于导体表 面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷，净电荷只分布于导体外表面；(6) 电容单位换算：1F=106p

14、F=1012PF；(7) 电子伏(eV)是能量的单位，1eV=1.60X10-19J；(8) 其它相关内容：静电屏蔽见第二册P101/示波管、示波器及其应用见第二册P114 等势面见第二册P105。十一、恒定电流1. 电流强度：I=q/tI:电流强度(A)，q:在时间t内通过导体横载面的电量(C)，t:时间(s)2. 欧姆定律：I=U/R I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Q )3. 电阻、电阻定律：R=p L/Sp :电阻率(Q ?m), L:导体的长度(m), S:导体横截面积(m2)4. 闭合电路欧姆定律：I=E/(r+R)或E = Ir+IR也可以是E=U内

15、+U夕卜I：电路中的总电流(A), E:电源电动势(V), R:外电路电阻(Q ), r:电源内阻(Q )5. 电功与电功率：W=UIt, P=UI W:电功(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:电热(J), I:通过导体的电流(A), R:导体的电阻值(Q ), t:通电 时间(s)7. 纯电阻电路中：由于 I=U/R,W=Q,因此 W=Q=UIt = I2Rt=U2t/R8. 电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总= IE, P出= IU, n =P出众总I:电路总 电流(A), E:电源电动势(V), U:路

16、端电压(V), n :电源效率9. 电路的串/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(串同并反)R 串=R1+R2+R3+ 1/R 并= 1/R1+1/R2+1/R3+电流关系 I 总= I1 = I2 = I3 I 并= I1+I2+I3+电压关系 U 总=U1+U2+U3+ U 总=U1=U2=U3功率分配 P 总=P1+P2+P3+ P 总= P1+P2+P3+10. 欧姆表测电阻(1) 电路组成(2)测量原理两表笔短接后，调节Ro使电表指针满偏，得Ig = E/(r+Rg+Ro)接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix = E/(r+Rg+Ro+Rx) =E

17、/(R 中 +Rx)由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小(3) 使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数注意挡位(倍率)、拨off挡。(4) 注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近，每次换挡要重新短接欧 姆调零。11. 伏安法测电阻电流表内接法：电压表示数：U=UR+UA电流表夕接法：电流表示数：I = IR+IVRx 的测量值=U/I= (UA+UR)/IR=RA+RxR 真Rx 的测量值=U/I=UR/(IR+IV) =RVRx/(RV+R)RA 或 Rx(RARV)1/2选用电路条件RxRx电压调节范围大,电路复杂，功耗较大便于调节电压的选择条件Rp电压

18、调节范围大,电路复杂，功耗较大便于调节电压的选择条件RpRx注 1)单位换算：1A=103mA=106p A； 1kV= 103V= 106mA； 1MQ =103kQ =106Q(2) 各种材料的电阻率都随温度的变化而变化，金属电阻率随温度升高而增大；(3) 串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻；(4) 当电源有内阻时，外电路电阻增大时，总电流减小，路端电压增大；当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大，此时的输出功率为E2/(2r)；(6)其它相关内容：电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用见第二册P127。 十二、磁场1. 磁感应强度是用来表示磁场的强弱和

19、方向的物理量是矢量，单位T),1T=1N/A?m2. 安培力F=BIL；(注：LLB) B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长 度(m)3. 洛仑兹力f=qVB(注VB);质谱仪见第二册P155f:洛仑兹力(N), q:带电粒子电 量(C), V:带电粒子速度(m/s)4. 在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下，带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用，做匀速直线运动V=V0(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动，规律如下a)F向=洛=mV2/r=m W 2r=mr(2n /T)2 = qVB

20、； r=mV/qB； T = 2n m/qB； (b)运动周期与圆周运动的半径和线速度 无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下)；(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、 圆心角(=二倍弦切角)。注：(1) 安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定，只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负；(2) 磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握见图及第二册P144； (3)其它相关内 容：地磁场/磁电式电表原理见第二册P150/回旋加速器见第二册P156/磁性材料 十三、电磁感应1. 感应电动势的大小计算公式1) E = n/ t (普适公式)法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V), n：感应线圈匝

21、数， / t:磁通量的变化率2) E=BLV垂(切割磁感线运动)L:有效长度(m) 3) Em=nBSw (交流发电机最大的感应电动势)Em:感应电动势峰值4) E=BL2w /2 (导体一端固定以W旋转切割)W :角速度(rad/s)，V:速度(m/s)2. 磁通量=BS 0 :磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)3. 感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定电源内部的电流方向：由负极流向正极 *4.自感电动势E自=nA 0/ t = LA I/A t L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要 大)，A I:变化电流，？t:所用时间，A I/A七：自感电流

22、变化率(变化的快慢)注：(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定，楞次定律应用要点见第二册P173； 自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化；(3)单位换算：1H=103mH=106p H。(4) 其它相关内容：自感见第二册P178/日光灯见第二册P180。十四、交变电流(正弦式交变电流)1. 电压瞬时值e = Emsinw t电流瞬时值i = Imsinw t； (w =2n f)2. 电动势峰值Em=nBSw =2BLv电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总3. 正(余)弦式交变电流有效值：E = Em/(2)1/2； U=Um/(2)1/2 ； I = Im/(2)1/24. 理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系U1/U2 = n1/n2； I1/I2=n2/n2； P 入=?出5. 在远距离输电中，采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损=(P/U)2R； (P 损：输电线上损失的功率，P:输送电能的总功率，U:输送电压，R:输电线电阻)见第二册 P198；6. 公式1、2、3、4中物理量及单位：W :角频率(rad/s)； t:时间(s) ； n:线圈匝数；B:磁感 强度；S:线圈的面积(m2)； U输出)电压(V)； I:电流强度(A)； P:功率(W)。