高中物理常见物理量

高中物理常见物理量 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
2
高中物理物理量总结
一、力学公式
1、弹簧弹力：F = Kx (x 为伸长量或压缩量,K 为劲度系数)
2、摩擦力的公式：
(1 ) 滑动摩擦力： f =μF N
说明 ： a 、F N 为接触面间的弹力，可以大于G ；也可以等于G;也可以小于Gb 、μ为滑动摩擦系数，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F 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： O<f 静≤f m (f m 为最大静摩擦力，与正压力有关)
说明：
a 、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，还可以与运动方向成一 定夹角。

b 、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。

c 、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。

d 、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。

3．求F 1、F 2两个共点力的合力公式：θCOS F F F F F 2122212-+=（θ为F 1、F 2的夹角）
注意：(1) 力的合成和分解都遵循平行四边行法则。

(2) 两个力的合力范围： F 1－F 2 ≤F ≤ F 1 +F 2
(3) 合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力
4．两个平衡条件：共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合力为零
∑=0F 或0=∑x F 0=∑y F
5． 万有引力： 2
21r m m G F =
3
a .万有引力提供向心力（天体、人造卫星、飞船绕地球做匀速圆周运动） G m h R Mm =+2)(向ma h R T m h R m h R V =+=+=+)(4)()(2
2222πω =+=2)(h R GM a 向)(4)()(22222h R T
h R h R V +=+=+πω、=24π地球GM 定值=+2
3)(T h R 即开普勒第三定律 b 、在地球表面附近，重力=万有引力 mg = G
Mm R 2 g = G M R 2俗称黄金式 6、第一宇宙速度 G 2R Mm = m V R
2 V=gR R GM =/ 是发射人造卫星的最小速度，是人造卫星环绕地球运行的最大速度。

说明：在天体上的应用：M 一天体质量 R 一天体半径 g 一天体表面．．
重力加速度
7、开普勒第三定律：＝定值太阳2
234πGM T r =（一般用来解决天体绕太阳的问题，较方便）
8、库仑力：22
1r
q q K F = (适用条件：真空中，点电荷) 9、 电场力：F=qE (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反)
10、磁场力：
（1）洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力。

公式：f =qVB (B ⊥V) 方向─一左手定则(f ⊥V)
4
（2）安培力 ： 磁场对电流的作用力。

公式：F= BIL （B ⊥I ） 方向─一左手
定则
11、 牛顿第二定律： F 合 = ma 或者 ∑F x = m a x ∑F y = m a y
理解：（1）矢量性 （2）瞬时性 （3）独立性 （4） 同一性
12、匀变速直线运动：
基本规律： V t = V 0 + a t S = v o t +12
a t 2 几个重要推论：
(1) V t 2 － V 02 = 2as （匀加速直线运动：a 为正值 匀减速直线运动：a 为正
值）
(2) 中间时刻的即时速度：V t/ 2 =20t V V +=_v ＝s t
(3) 位移中点的即时速度；V s/2 = 2
22t o v v + ； 匀加速或匀减速直线运动：都是 V t/2 <V s/2 匀速：V t/2 =V s/2
（4）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……n 2；
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1米内、第2米内、第3米内……第n 米内的时间之比为1：)12(-：（)23-……()1--n n
5
（5）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：Δs = aT 2 (a 一匀变速直线运动的加速度 T 一每个时间间隔) 应用于纸带时一般用逐差法。

13、竖直上抛运动： 上升过程是匀减速直线运动，下落过程是匀加速直线运
动。

全过程是初速度为V O 、加速度为－g 的匀减速直线运动。

（1）上升最大高度： H = V g
o 2
2 (2) 上升的时间： t= V g o (3)上升、下落经过同一位置时的加速度相同，而速度等值反向 (4)上升、下落经过同一段位移的时间相等。

（5）从抛出到落回原位置的时间：t =
2V g o （6）适用全过程的公式： S = V o t 一12
g t 2 V t = V o 一g t 14、匀速圆周运动公式v 2t
─v 20 =─2gs （ S 、V t 的正、负号的理解） 线速度: V = R ω=R 2πf =2πR T 角速度：ω=f T
t ππφ22==, ω=2πn 向心加速度：a =ππω4422
22===R T
R R v 2 f 2 R 向心力：F= ma = m ωm R v =2 2 R= m R T
224π 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
6
（3）氢原子核外电子绕原子核作匀速圆周运动向心力由原子核对核外电子的库仑力提供：22r ke F = （4）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力来提供 R v m qvB 2= → qB mv R =， v
R T π2= → qB m T π2= 15、平抛运动：水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合运动
水平分运动：
水平位移： x= v o t 水平分速度：v x = v o
竖直分运动：
竖直位移： y =21g t 2 竖直分速度：v y = g t tg θ=
V V y o V y = V o tg θ V o =V y ctg θ V = 22y o V V + V o = Vcos θ V y = Vsin θ
时间由
y =221gt 得t =x y 2（由下落的高度y 决定） 带电粒子在匀强电场中作类似平抛运动， U 、 d 、 l 、 m 、 q 、 v 0已知。

v 0方向的匀速直线运动和垂直v 0方向的初速度为零的匀加速直线运动的合
运动
（1）侧移：2
02
20221)(2121v l m q d U v l m Eq at y === θ
)
7
（2）偏角：===00v at v v tg y φ2020v l m q d U v l m Eq = 注意到φtan 2l
y =，说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线
交点恰好在水平位移的中点。

这一点和平抛运动
的结论相同，计算题使用时要先证明，再应用。

(3)若经过U 1加速（初速为零），则2012
1mv qU = 1
2
202202421)(2121dU Ul v l m q d U v l m Eq at y ==== ===0
0v at v v tg y
φ120202dU Ul v l m q d U v l m Eq == 可见侧移y 、偏角φ与粒子的质量m 、电荷量q 无关
16、动量和冲量： 动量： P = mV 冲量：I = F 合 t
17、动量定理： 物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。

公式： F 合t = mv ’ 一mv (解题时受力分析和正方向的规定是关键)
18、动量守恒定律：相互作用的物体系统，如果不受外力，或它们所受的外力之和为零，
它们的总动量保持不变。

（研究对象：相互作用的两个物体或多个物体）
公式：m 1v 1 + m 2v 2 （初态）= m 1 v /1 + m 2v /2
（末态）或∆p 1 =-∆p 2 或∆p 1 +∆p 2=O
适用条件：
（1）系统不受外力作用。

8
（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。

19、 功 ： W = Fs cos (适用于恒力的功的计算）
（1）理解正功、零功、负功
（2）功是能量转化的量度
重力的功------量度------重力势能的变化； 电场力的功-----量度------电势能
的变化
分子力的功-----量度------分子势能的变化； 合外力的功------量度-------动能
的变
滑动摩擦力×相对位移=系统产生的热量
（3）AB AB qU W = 1eV=1.6×10-19 eV 电子伏特是能量单位
（4）Ed U =（只适用匀强电场，d 是两点在电场方向上的距离）
（5）U Q C =（定义式），d
S C ε∝（决定式，ε是介定常数，由绝缘介质决定）
20、动能和势能： 动能： E k = m p mV 22122= 重力势能：E p = mgh (与零势能面的选择有关)
21、动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化（增量）。

9
公式： W 合= ΔE k = E k2 一E k1 = 21222
121mV mV - 注意：不可以写某一个方向的动能定理
22、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做功.
公式： mgh 1 +222212
121mV mgh mV += 或者 ΔE p 减 = ΔE k 增 23、功率：P = W t
(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 成正比）
24、简谐振动 回复力 F = 一KX
加速度：a = 一K m
X （负号仅表示方向，平时可以不写） 单摆做简谐运动周期公式： T= 2πL g
(与摆球质量、振幅无关） (g 为当地重力加速度，随高度、纬度而变化；南、北极g 最大)
25、波长、波速、频率的关系： V=λf =λT
（适用于一切波）
二、热学公式
26、热力学第一定律： W + Q = ∆U
符号法则： 体积增大,气体对外做功,W 为“一”；体积减小,外界对气体做功,W
为“+”。

气体从外界吸热,Q 为“+”；气体对外界放热,Q 为“-”。

温度升高,内能增量∆U 是取“+”；温度降低,内能减少，∆U 取“一”。

10 三种特殊情况： (1) 等温变化 ∆U=0， 即 W+Q=0 (2) 绝热膨胀或压缩：Q=0即 W=∆U
（3）等容变化：W=0 ，Q=∆U
27、一定质量的理想气体状态方程： =T
PV 恒量 和热力学第一定律结合解题 三、电磁学公式
（一）、直流电路
28.电流强度的定义：I = t q / （电磁感应现象中求通过导线横截面的电荷量总
总总R t tR t R E t I q φφ∆=∆∆∆=∆=∆=） 29.电阻定律：S
L R ρ=（ 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）
30、电阻串联、并联： 串联：R=R 1+R 2+R 3 +……+R n ，212121:::R R U U p p ==
并联：21111R R R += 两个电阻并联： R=2
121R R R R + 31、欧姆定律：（1）部分电路欧姆定律：R U I /= U=IR I U R /=
（2）闭合电路欧姆定律：I =)/(r R E +
路端电压：U = E －I r= IR 输出功率：P 出 = IE －I 2r = I R 2 电源热功率：r I P r 2= 电源效率：总出
P P =η=E
U
（5）电功和电功率： 电功：W=IUt 电热：Q=I Rt 2 电功率 ：P=IU
对于纯电阻电路： W=IUt=t R U Rt I 22
= P=IU=R
U R I 22
= 对于非纯电阻电路： W=IUt >I Rt 2 P=IU>I r 2
（6）电池组的串联： 每节电池电动势为0E `内阻为r 0，n 节电池串联时电动势：E=n ε0 内阻：r=n r o 32、磁通量：BS =φ（适用S B ⊥） 33、法拉第电磁感应定律：t n E ∆∆=φ
（或t BS n E ∆∆=、t
SB n E ∆∆=）----平均感应电动势
Blv E =（适用一段导体切割磁感线；v l B ⊥⊥；明确：该导线相当于电源．．） 34、正弦交流电：最大值＝2有效值即E E m 2=、
I I m 2=、U U m 2=、ωnBS E m = 35、理想变压器：
2121n n U U =、1
2
21n n I I =、21P P =即2211I U I U =
一般输出功率由R
U P 2
22=来分析（R 为负载的总阻值）
36、电能的输送：电线输送输送＝I U P 、电线电线损失＝R I P 2
四、光学、近代物理初步公式
37、折射率：v
c
n ==
21sin sin θθ（1θ、2θ分别为光从真空或空气射入其它介质时的入射角和折射角）
38、全反射的临界角：n
c 1
sin =（全反射的条件：光从介质射入真空或空气且入射角≥临界角）
39、相邻两条亮条纹（暗条纹）的间距：λd
l
x =∆（红橙黄绿篮靛紫－波长逐渐减小）
40、光子能量：hv E =（s J h .1063.634_×=）
41、爱因斯坦光电效应方程：hv E Km =－W 42、爱因斯坦质能方程：
2mc E =
43、核能计算：2mc E ∆=∆（m Δ为核反应过程中质量亏损即前m m =∆－
后m ）
44、原子跃迁时辐射或吸收的光子能量：m E hv =－n E （m>n ） （该图为氢原子能级图，记．
忆．
）
常见物理量计算方法总结
高三备考的时间已经不多了，为帮助大家能在读完题目后迅速、准确地找到解题的切入点，能较快地选出、选准公式，特将高中物理中常见的物理量的计算方法总结如下，以期能达到举一反三、事半功倍的效果。

1、力的计算方法：
①牛顿第二定律；②动量定理；③动能定理；④各种力的计算公式：库仑力F=kq1q2/r2；电场力F=qE；匀强电场中F=qU/d；安培力：F=BIL(B 与I垂直，匀强磁场，直线电流，L为有效长度)；洛仑兹力f=qvB(匀强磁场，v与B垂直)。

2、位移的计算方法：
①位移公式（匀速直线运动或匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动、类平抛运动、简谐运动）；
②动能定理；
3、路程的计算：
①若物体作单向直线运动，则转化为位移的计算；
②匀速圆周运动中可用线速度公式v=s/t或弧长s=rΦ(即弧长等于半径与圆心角的乘积)计算；
③对于空气阻力或滑动摩擦力，如果一直做负功，则做的功W=f·S，S为物体的路程；
4、速度的计算：
①相应的运动学公式（如匀速直线运动，匀变速直线运动，平抛运动，匀速圆周运动）；
②动能定理；
③动量定理；
④动量守恒定律；
⑤能量守恒定律（包括机械能守恒定律），功能关系；
⑥对于匀速圆周运动，可用相应的线速度公式；对于涉及天体或卫星的运动，可根据F 万=F 向进行计算；
⑦对于电磁感应问题，可用E=BLV 计算，对于涉及匀强磁场的洛仑兹力，可用f=qvB 计算；
5、加速度的计算：
①对于匀变速直线运动，可用运动学公式；对于匀速圆周运动，可用向心加速度公式；
②用牛顿第二定律；
③重力加速度的计算则可用（a ）自由落体运动公式；竖直上抛运动公式；平抛运动公式；（b ）用mg /=GMm/r 2(其中要注意r 为到天体中心的距离；以及黄金变换GM=gR 2)；（c ）单摆的周期公式T=g
l π
2； 6、时间的计算：
①对匀速直线运动或匀变速直线运动用相应的运动学公式； ②用动量定理；
③对匀速圆周运动：可用T v s t 0
360θ==
； ④对平抛运动（或类平抛运动）则用x=v 0t y=at 2/2 7、质量的计算：
①密度公式m= V；
②牛顿第二定律；
③动量定理；动量守恒定律；
④动能定理；机械能守恒定律；
⑤天体质量的计算：(a)借助绕该天体做匀速圆周运动的其他物体，利用F万=F向计算；(b)根据mg/=GMm/r2计算；
8、波长、波速、周期的计算：
①波长：(a)可用v=λ/T；或者根据两质点间的距离，利用振动和波动知识找出这一距离与波长的关系（注意先写出通项公式）；(b)或者直接由波形图中读出；(c)根据波的干涉中振动加强和振动减弱的条件计算；
②波速：根据v=λ/T=λf=s/t计算；
③周期：(a)T=t/N（即总时间除以总全振动次数）=λ/v=1/f；(b)利用质点的振动情况，由所给出的时间与周期的关系进行计算（要尽量写出通项公式）；
在进行这些计算时，应理解清楚在振动图中的“上坡上，下坡下”和波动图中的“上坡下，下坡上”这两句口诀的确切含义，千万不要弄错。

9、功的计算：
①恒力的功：(a)用功的公式Ｗ＝ＦＳcosθ；(b)动能定理；(c)功率公式W=Pt=Fv；
②变力的功：用动能定理或功能关系以及能量守恒定律。

③重力、弹簧弹力、电场力的功还何以用每种力所做的功与各力对应的势能变化的关系进行计算，即W G=ΔE P；Ｗ电＝ΔＥ＝QU;
④电功：(a)纯电阻W=UIt=I2Rt=U2t/R=Pt=Q; W=UIt；(a)非纯电阻只能用电热只能用Q=I2Rt计算；
10、功率的计算：
①机械功率：功率公式P=W/T=Fv；
②电功率：(a)纯电阻：P=UI=I2R=U2/R=P
热；(b)非纯电阻只能用
P=UI；如电动机的总功率为P=UI，内阻的内功率P
2=I2r，输出功率P
1
=UI-
I2r；(c)远距离输电时，导线上的热功率P
线=I 2R
线=额
输
输R
U
P
⨯⎪⎪
⎭
⎫
⎝
⎛。

11、动能的计算：
①定义式E
K =2
2
1
mv；
②动能定理；
③功能关系；
④能的转化和守恒定律。

12、动能变化量ΔE
K
：
①用ΔE
K
= ；
②用动能定理；
13、势能的计算
①重力势能E P ：(a)用定义式E P =mgh ；(b)用机械能守恒定律； ②重力势能的变化量：用重力做功与重力势能变化之间的关系W G =-ΔE P ；
③弹簧的弹性势能：常用机械能守恒定律或能的转化和守恒定律计算；
④电势能的变化量：用 ；
14、冲量的计算
①用定义式I=Ft ； 2 用动量定理I 合=F 合t=ΔP ； 15、动量及动量变化量：
①用P=mv ；②用动量定理I 合=F 合t=ΔP=mv t -mv 0； 16、电量： ①用库仑定律2
r kQq F =
；②用F=qE ；③用W=qU=Δε;④用Q=It=R ∆Φ
Q=Ft=BILt=BLQ=△mv 17、场强的计算： （1）场强大小的计算： ①用 q F E =
②对真空中点电荷的电场2r
kq
E = 匀强电场中 d
U
E =
③用动能定理或动量定理先求出电场力再用 ④用功的公式W=qE·s=qU=Δε;
（2）场强大小的比较方法： ①由q
F
E =
比较；②由电场线的疏密比较；③由等势面的疏密比较，密的地方场强大；
②离场源电荷近的地方场强大； 18、电势高低的判断方法：
①朝着电场线方向，电势逐渐降低；②等势面总由高电势指向低电势；③由U AB 的正负决定；
19、电势差：
①由U AB =U A -U B 计算；② W=qU=Δε; ③匀强电场中还可用U=Ed 计算；
若是在电路中，则可用欧姆定律或串联电路的分压知识计算，或者用相关公式。

20、电容:
①大小的计算:用 U
Q
U Q E ∆∆=
=
; ②大小变化的判断:正对面积变大,则电容变大;正对面积变小,则电容变小,两极板间距离变大,电容变小,距离变小,恰好电容变大.即d
S
C ∝ (电容与正对面积成正比,与两板间距离成反比.)
21、电流强度：
①用t
Q
I =
；②用部分电路的欧姆定律或闭合电路的欧姆定律以及电路的相关公式；
③用安培力公式F=BIL ； 22、电阻 ①用 I U R =
；②用电阻定律S
L
R ρ=；③用与电路有关的公式； 23、电阻率： 用用电阻定律S
L
R ρ=； 24、电动势
①在电路中，用闭合电路的欧姆定律或相应的公式；②感应电动势则可用t
n
E ∆∆Φ
= 或 BLV E =计算。

特别的是，感应电动势的正负判断，应注意将产生感应电动势的导体作为电源，在该导体中电流恰好是由负极指向正极。

25、磁感强度： ①用定义式IL
F
B =
；②用ф=BS ；③涉及电荷在匀强磁场中的匀速圆周运动，则用半径公式qB mv r =
和周期公式 qB
m T π2=；④用ε=BLV ； 26、磁通量： 只用ф=BS 27、感应电流： ①用I=
R
BLV
R E =；②用安培力公式F=BIL ；③用与电路有关的公式；
28、折射率 ①用折射率公式r
i
n sin sin =，光路可逆，用此式时要注意交叉对应关系；
② v
C
n =。

29、光子能量：
①用 E=h γ=hc/γ；②E=mc 2 30、波的干涉：
某点出现振动加强的条件是：两波源到该点的距离差等于波长的整数倍，即Δs=nλ;
某点出现振动减弱的条件是：两波源到该点的距离差等于半波长的奇数倍，
即Δs=（2n+1）λ/2 （n=0、1、2、3．．．．） 31、核能的计算： ①用
（用该公式时，质量单位只能用“千克”，得出的
能量单位是“焦耳”）
②用
（用该公式时，质量单位只能用原子质量
单位“u”，得出的能量单位为“MeV”。

③用能的转化和守恒定律。