高中物理公式大全(学考用)

力 学

一、力

1、重力：G=mg ，方向竖直向下，g=9.8m/s 2≈10m/s 2，作用点在物体重心。

2、静摩擦力：0≤f 静≤≤f m ，与物体相对运动趋势方向相反，f m 为最大静摩擦力。

3、滑动摩擦力：f=μN ，与物体运动或相对运动方向相反，μ是动摩擦因数，N 是正压力。

4、弹力：F = kx （胡克定律），x 为弹簧伸长量（m ），k 为弹簧的劲度系数（N/m ）。

5、力的合成与分解：

①两个力方向相同，F 合=F 1＋F 2，方向与F 1、F 2同向

②两个力方向相反，F 合=F 1－F 2，方向与F 1（F 1较大）同向 互成角度（0<θ<180º）：θ增大→F 减少 θ减小→F 增大 θ=90º，F=2

22

1F F +，F 的方向：tg φ=

1

2

F F 。 F 1=F 2，θ=60º，F=2F 1cos30º， F 与F 1，F 2的夹角均为30º，即φ=30º θ=120º，F=F 1=F 2，F 与F 1，F 2的夹角均为60º，即φ=60º

由以上讨论，合力既可能比任一个分力都大，也可能比任一个分力都小，它的大小依赖于两个分力之间的夹角。合力范围：（F 1－F 2）≤F ≤(F 1＋F 2) 求 F 1、F 2两个共点力 的合力大小的公式（F1与F2夹角为θ）：

二、直线运动

匀速直线运动：位移vt x =。平均速度t x

v =

匀变速直线运动：

1、位移与时间的关系，公式：22

1at t v x o +

= 2、速度与时间的关系，公式：at v v o t +=

3、位移与速度的关系：ax v v o t 22

2=-，适合不涉及时间时的计算公式。

4、平均速度t

x

v v v v t o t =+=

=22

，即为中间时刻的速度。 5、中间位移处的速度大小22

2

2

t o x v v v +=，并且22t x v v >

匀变速直线运动的推理：

1、匀变速直线运动的物体，在任意两个连续相等的时间里的位移之差是个恒量，即△s=s n+1 —s n =aT 2=恒量

2、初速度为零的匀加速直线运动（设T 为等分时间间隔）：

①1T 末、2T 末、3T 末……瞬时速度的比值为 v 1:v 2:v 3......:v n =1:2:3......:n ②1T 内、2T 内、3T 内……的位移之比为 s 1:s 2:s 3:……:s n =12:22:32……:n 2

③第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内……位移之比为 S I :S II :S III :……:S n =1:3:5……:(2n-1)

④从静止开始通过连续相等的位移所用时间的t 1:t 2:t 3:......:t n =)1(:......:)23(:)12(:1----n n 自由落体运动 (1)位移公式:22

1gt h =

θ

cos 2212221F F F F F ++=

(2)速度公式:gt v =t

(3)位移—速度关系式:gh v 22

=

三、牛顿运动定律

1、牛顿第一定律(惯性定律）：物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

2、牛顿第二定律：F 合=ma 或a=F 合/m a 由合外力决定，与合外力方向一致。

3、牛顿第三定律F= -F ′ 负号表示方向相反，F 、F ′为一对作用力与反作用力，各自作用在对方。

4、共点力的平衡F 合=0 二力平衡

5、超重：N>G 失重：N

分速度0v v x =，gt v y = 合速度2220t g v v +=

，速度方向与水平方向的夹角：0

tan v gt

=

θ 分位移gt x =，22

1gt y =

合位移422

20222

1t g t v y x s +

=+=

平方向的夹角：θαtan 2

1

221tan 002

===

=v gt t v gt x y 位移方向与水2、匀速圆周运动

线速度r t

s

v ω==

， 角速度r

a

r v t

=

=

=θ

ω， 周期ω

ππ22==

v r T ， 向心加速度m

F

r r v a ===22ω， 向心力R f m R T

m v m R m R v m F 22222

244ππωω=====。

小球达到最高点时绳子的拉力（或轨道弹力）刚好等于零，小球重力提供全部向心力，则

02

=-=mg R

v m F 临界

，v 临界是通过最高点的最小速度，gR v =临界。

②小球达到最低点时，拉力与重力的合力提供向心力，有R v m mg F 2=-，此时R

v m mg F 2

+=。

3、万有引力定律（G=6.67×10-11N •m 2/kg 2)

（1）万有引力提供向心力：()ma r f m r T

m r m r v m

r M G =====2222

2224m ππω （2）忽略地球自转的影响：

mg R

GM =2

m （2

g R GM =，黄金代换式） （3）已知表面重力加速度g ，和地球半径R 。（mg R GM =2

m

，则G gR M 2=）一般用于地球 （4）已知环绕天体周期T 和轨道半径r 。(r T m r Mm G 2224π= ，则23

24GT r M π=)

（5）已知环绕天体的线速度v 和轨道半径r 。（r v m r

Mm G 22=，则G r

v M 2=）

（6）已知环绕天体的角速度ω和轨道半径r （r m r

Mm G 2

2ω=，则G r M 32ω=）

（7）已知环绕天体的线速度v 和周期T （T

r

v π2=,r v m r M G 22m =，联立得G T M π2v 3=）

（8）已知环绕天体的质量m 、周期T 、轨道半径r 。中心天体的半径R ，求中心天体的密度ρ 解：由万有引力充当向心力

r T m r Mm G 2224π= 则2

324GT r M π=——① 又3

3

4

R V M πρρ⋅==——②

联立两式得：3

23

3R GT r πρ=

（9）ma r M G

=2m ，则2a r

M

G =（卫星离地心越远，向心加速度越小） （10）r v m r Mm G 22=，则r

GM

v =（卫星离地心越远，它运行的速度越小）

（11）r m r Mm G

2

2ω=，则3

r GM =ω（卫星离地心越远，它运行的角速度越小） （12）r T m r Mm G 22

24π=，则GM

T 3

2r 4π=

（卫星离地心越远，它运行的周期越大）