课外读物教案1

高中物理公式大全2018.01.30 (一)物体的运动

一、匀变速直线运动基本规律

1．速度公式：vt＝v0＋at

12．位移公式：x＝v0t＋at2

223．速度位移公式：v2t－v0＝2ax(式中不含时间t) v0＋vtx4．平均速度公式：v－＝vt＝＝(式中不含加速度a) 2t215．末速度位移公式：x＝vt·t－at2

2二、匀变速直线运动基本规律的7个推论

1．三个基本推论

(1)Δx＝aT2

v0＋vt－(2)中间时刻速度vt＝＝v

22(3)中间位置速度vx＝22v20＋vt

22．初速度为零的匀加速直线运动的4个比例式

．．．．．(1)物体在1T末、2T末、3T末、……的瞬时速度之比v1∶v2∶v3∶…＝1∶2∶3…(此式可由v＝at直接推出)．

(2)物体在第Ⅰ个T内、第Ⅱ个T内、第Ⅲ个T内、…第n个T内的位移之比sⅠ∶sⅡ∶sⅢ∶…∶sn＝1∶3∶5…∶(2n－1)．可叙述为：初速度为零的匀加速直线运动的物体，在连续相等时间内的位移之比等于连续奇数的比．

(3)物体在1T内、2T内、3T内、……的位移之比s1∶s2∶s3∶…＝12∶22∶32…(此式可1由s＝at2推导出)．

2(4)物体通过连续相等的位移所用时间之比

Δt1∶Δt2∶Δt3∶…∶Δtn＝1∶(2－1)∶(3－2)∶(n－n－1)．

三、平抛运动的4个重要推论

1．运动时间：t＝2．水平射程：x＝v02h，由h和g决定，与v0无关．

g2h，由v0、h、g共同决定．

g

3．方向：任何相等时间Δt内，速度改变量Δv相等，且Δv＝g·Δt，方向竖直向下．

4．图像：tan θ＝2tan α，式中θ、α分别为速度、位移与水平方向的夹角(如图所示)．

四、圆周运动

Δl弧2πr1．线速度：v＝＝(单位：m/s) TΔtΔθ2π2．角速度：ω＝＝(单位：rad/s) TΔt2πr3．周期：T＝v(单位：s) 4．转速：n是物体单位时间转过的圈数(单位：r/s，r/min) v25．向心加速度：a＝＝rω2(单位：m/s2) rv24π2r2相互关系：①v＝rω

②a＝＝rω＝ωv＝2

rT(二)相互作用

一、力的分类(按性质) Gm1m21．万有引力

F＝2(G为引力常量，m1、m2为质点的质量)，重力：G＝mg(地球对r物体的万有引力在竖直方向的分力) 2．弹簧弹力：F＝kΔx(胡克定律，k为弹簧劲度系数) 3．滑动摩擦力：F＝μFN(μ为动摩擦因素，FN为正压力) 4．电场力：F＝qE

kq1q2(库仑力)：F＝2(q1、q2为点电荷) r5．安培力：F＝BIL

6．洛伦兹力：F＝qvBsin θ(θ为v与B的夹角) 7．分子力：引力和斥力同时存在，分子间距离减小时引力和斥力都增大，分子间距离增大时，引力和斥力都减小．分子间的斥力变化快些，当r≥10r0时，不呈现分子力．

－8．核力：核子间的核力为短程力，只有在距离为1015

m内才能呈现，是一种强相互作用．

二、力的合成与分解

1．力的合成方法

(1)平行四边形定则

(2)三角形定则

(3)正交分解法

Fx＝F1x＋F2x＋……

Fy＝F1y＋F2y＋……2F合＝F2x＋Fy

合力的方向与x轴夹角θ＝arctan Fy

Fx2．力的分解

(1)力的分解方法——力的合成的逆运算(仍用平行四边形法则)，不附加条件有无数组答案．

(2)三种情况

①已知合力F，两个分力F1、F2的方向，求两分力大小，有唯一解．

②已知合力F，分力F1(或F2)的大小和方向，求分力F2(或F1)的大小和方向有唯一解．

③已知合力F，分力F1的大小，分力F2的方向，求F1的方向和F2的大小，可能有唯一解(F1＝Fsin θ)，可能有两个解(F>F1>Fsin θ)可能没有解(F1F)，θ为F2与合力的夹角．

(三)牛顿运动定律

1．牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态．

2．牛顿第二定律：物体加速度的大小跟它受到的合外力成正比，跟它的质量成反比，F合加速度的方向与合外力方向相同，表达式a＝(或F合＝ma)(这里都用国际单位)．

m3．牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．

(四)万有引力与天体运动

一、定律

m1m21．万有引力定律表达式：F＝G2

ra32．开普勒第三定律：2＝k(k是一个对太阳系所有行星都相同的常量) T二、思路

1．物体绕星球做圆周运动，万有引力提供向心力

2．在星球表面，万有引力约等于物体的重力

三、卫星的绕行线速度，角速度、周期、频率与半径关系

v2Mm1．由G2＝m得v＝rrMm2．由G2＝mω2r得ω＝rGM，所以r越大，v越小．

rGM，所以r越大，ω越小．

r3r3，所以r越大，T越大．

GM4π2Mm3．由G2＝m2r得T＝2πrTMmGM4．由G2＝ma向得a向＝2所以r越大，a向越小．

rr5．黄金代换：近地时mg＝．．．．．GMm22⇒GM＝gR地. R地四、三种宇宙速度

1．第一宇宙速度(环绕速度)：v1＝7.9 km/s是人造卫星的最小发射速度和绕地球做匀速．．．．．．．．．．．．圆周运动的最大线速度

．．．．．．．．．．2．第二宇宙速度(脱离速度)：v2＝11.2 km/s 3．第三宇宙速度(逃逸速度)：v3＝16.7 km/s 五、地球同步卫星的六个一定：

1．轨道位置和绕行方向一定：在地球赤道正上方并与地球自转方向一致．

2．周期一定：T＝24小时．

3．角速度一定

4．高度一定h≈3.6×104 km 5．线速度大小一定v≈3.1×103 m/s(不到第一宇宙速度的一半) 6．向心加速度大小一定

(五)功和能

一、功的计算公式

W＝F·scos

α.(α为力F与位移夹角)单位J 二、功率

WP＝(定义式) tP＝Fv·cos

α

单位W(常用单位有kW) 三、动能定理

1212表达式：a.W＝ΔEk＝mv2－mv1

22112b．W总＝ΔEk＝mv22－mv1

22四、势能

1．重力势能：Ep＝mgh(h为相对零势能面的高度) 2．重力做功与重力势能变化的关系：WG＝－ΔEp

13．弹性势能：Ep＝kx2(x为弹簧伸长量或压缩量) 2五、机械能守恒定律

1．守恒条件：只有重力或(弹簧)弹力做功

2．表达式

①E初＝E末

②ΔEk＝－ΔEp(系统势能减少量等于系统动能增加量) ③ΔEA＝－ΔEB(系统内A部分机械能增加量等于B部分机械能减小量) 112通俗常用表达式：mgh1＋mv21＝mgh2＋mv2

22(六)静电场

一、电场强度

F电1．电场强度定义式：E＝(对任何电场都适用) qkQ2．点电荷电场：E＝2

rU3．匀强电场：E＝(d为沿电场线方向距离) d注意：电场线越密的地方电场强度越大．

二、电场力做功

W＝Flcos

θ＝Eqlcos

θ(θ为电场强度E与位移l的夹角)

WAB＝EPA－EPB(静电力做的功等于电势能的减少量) 三、电势能与电势

1．电势能Ep：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置静电力做的功Ep＝W

Ep2．电势φ：电荷在某点的电势能与它的电荷量的比值叫做这一点的电势φ＝

q3．电势差：电场中两点间电势的差值叫做电势差

UAB＝φA－φB

UAB＝WAB

q四、电容

Q1．电容定义式：C＝

US2．电容决定式：C＝(真空中平行板电容器电容决定式) 4πkdεrSC＝(介质中平行板电容器电容决定式) 4πkd(七)直流电路

一、基本定义或规律

q1．电流定义：I＝

tW2．电源电动势：E＝(W为移送电荷q非静电力所做的功) ql3．电阻定律：R＝ρ(ρ为材料的电阻率) SU4．部分电路欧姆定律：I＝

RE5．闭合电路欧姆定律：I＝(E为电源电动势，r为内电阻) R＋r二、串并联电路

1．并联电路

①I总＝I1＋I2＋I3＋……

②U总＝U1＝U2＝U3

③1111＝＋＋＋……

R总R1R2R3④I1R1＝I2R2＝I3R3＝…＝IR＝U

⑤P1R1＝P2R2＝P3R3＝…＝PR＝U2

2．串联电路：

①I＝I1＝I2＝I3＝……

②U总＝U1＋U2＋U3＋……

③R总＝R1＋R2＋R3＋……

④U1U2U3U＝＝＝…＝

R1R2R3R

P1P2P3P⑤＝＝＝…＝＝I2

R1R2R3R三、电功和电热

1．纯电阻电路

U2电功＝电热：W＝IUt＝Q＝IRt＝t

R2U2电功率＝电热功率：P电＝IU＝P热＝IR＝. R22．非纯电阻电路

电功≠电热

W＝UIt>Q

U2电功率≠电热功率

P电＝P热＋P其他≠

R四、电路动态分析：

1．程序法：部分→整体→部分

R局错误!⇒R总增大,减小)⇒I总减小,增大)⇒U端增大,减小)⇒固定支路错误!⇒变化支路⇒得出结论

2．口诀法：“串反并同”，当一个电阻增大时，与之有串联(或间接串联)关系的电阻上的电流，电压、电功率都减小；与之有并联(或间接并联)关系的电阻的电流、电压和功率都增大，反之亦反之．

3．极限法：将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．

五、伏安法测电阻内外接法判定方法

1．若Rx、RA、RV大小大致可估．

①当Rx>RVRA时，用内接法，R测>R真

②当Rx

③当Rx＝RVRA时，内外接法均可．

2．当RA、RV、Rx的大小关系未给定，用“试触法”

六、测量电路中滑动变阻器两种接法

限流

接法

负载RL上电压调节范围(忽略电源内阻)

RLE≤UL≤E RL＋R0负载RL上电流调节范围(忽略电源内阻)

EE≤IL≤

RLRL＋R0相同条件下电路消耗的总功率

EIL

分压

接法

比较

0≤UL≤E 分压电路调节范围较大

E0≤IL≤

RL分压电路调节范围较大

E(IL＋IaP) 限流电路能耗较小

(八)带电粒子在磁场中运动

一、半径周期计算式

mvmv21．半径：R＝(由洛伦兹力提供向心力qvB＝得出) . qBR2πR2πm2．周期：T＝v＝. qB二、圆心确定：画出轨迹上任意两点F向的方向(或速度垂线方向)的交点即为圆心．

θ三、运动时间：求轨迹对应的圆心角θ，则t＝T，圆心角θ等于速度偏向角α. 2π四、对称规律：

1．粒子从某一直线边界射入，又从同一边界射出，速度与边界的夹角大小相等．

2．在圆形磁场区域沿径向射入的粒子，必沿径向射出．

(九)法拉第电磁感应定律

一、磁通量(简称磁通)：

1．计算：Φ＝BS(B与S垂直)．

2．磁通量有方向，但不是矢量．

二、法拉第电磁感应定律

1．感应电动势大小

ΔΦ①回路：E＝n. Δt②导体切割磁感线：E＝BLvsin θ(θ为v与B的夹角)．

1③导体绕一端旋转切割：E＝BωL2. 2三、感应电流方向判定

1．楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．

2．右手定则．

四、自感电动势：

ΔI1．自感电动势：E＝L. Δt2．自感系数(简称自感或电感，单位亨利，符号H)与线圈大小、形状，圈数以及是否有铁芯等因素有关．

(十)交变电流与变压器

一、交变电流的四值

1．瞬时值

e＝Emsin ωt

i＝Imsin ωt

2．最大值

Em＝nBSω

(讨论击穿电压) Em＝nΦmω

Im＝Em

R＋r

3.有效值：正（余）弦交流

E＝Em2Um

U＝2Im2

I＝

（计算电流热效应；电器设备铭牌标值；

保险丝熔断电流）－－4．平均值：E＝Blv

(计算通过电路截面的电荷量) －ΔΦE＝n

Δt－－EI＝

R＋r二、理想变压器

1．一个原理：电磁感应(互感)．

2．两个特征：①无漏磁；②无铜损．

3．三个决定：①输入电压U1决定输出电压U2；

②输出电流I2决定输入电流I1；

③输出功率P2决定输入功率P1. 4．四个关系：

U1n1①电压关系：＝(一个副线圈或多个副线圈均适用)；

U2n2I1n2②电流关系：＝(适用一个副线圈)多个副线圈用n1I1＝n2I2＋n3I3＋……；

I2n1③功率关系：U1I1＝U2I2(适用一个副线圈)多个副线圈用U1I1＝U2I2＋U3I3＋……；

④频率关系：f1＝f2(频率均相同)．

(十一)简谐运动及机械波

一、简谐运动

1．受力特征：回复力F＝－kx. kx2．运动特征：加速度a＝－. m3．位移：x＝Asin ωt. 4．单摆周期公式：T＝2πL. g4π2L5．用单摆测重力加速度g＝2. T二、波的特征

1．波的干涉

条件：频率相同

振动加强条件：某质点到两相干波源(同相)的距离差ΔS＝kλ(k＝0，1，2，3，…)．

λ振动减弱：ΔS＝(2k＋1)(k＝0，1，2，3，…)．

22．波的衍射：

条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多．

3．多普勒效应的规律：

波与观察者有相对运动，两者靠近，观察者接收的频率增大；两者远离，观察者接收到的频率减小．

三、声波

可闻波

20 Hz≤f≤20000 Hz 超声波

f>20000 Hz 次声波

f<20 Hz (十二)光学

一、光的折射

1．折射定律的三个要点

(1)折射光线、法线、入射光线共面；

(2)折射光线与入射光线分居法线两侧；

(3)入射角的正弦与折射角的正弦之比等于常数，即质) 折射光路是可逆的．

2．折射率的两种表达形式

sin θ1(1)n＝. sin θ2c(2)n＝v. 1v二、全反射的临界角为C，则sin C＝＝. nc三、双缝干涉

1．双缝干涉图样特点

(单色光)中央为亮条纹、两边是明暗相间间距相等的条纹．

2．影响条纹间距的因素：

LΔx＝λ，其中Δx为相邻明纹(暗纹)的间距．

dd为双缝间距离，L为双缝到屏的距离，λ为光的波长．

sin θ1＝n.(光从真空或空气射入介sin θ2(十三)电磁波与相对论

一、麦克斯韦电磁理论的5个要点

(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场．

(2)均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场．

(3)不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场．

(4)振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡

磁场．

(5)变化的磁场产生的电场方向可以利用楞次定律来确定．

(2)电磁波是横波，电场方向和磁场方向都与传播方向垂直．

(3)电磁波与物质相互作用时，能发生反射、吸收、折射现象．

(4)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象．

(5)电磁波在真空中传播速度为光速，在介质中波速减小，遵循波长、波速、频率的关系式v＝λf. (6)电磁波向外传播的是电磁能．

(7)电磁波可脱离“波源”而独立存在，电磁波发射出去后，产生电磁波的振荡电路停止振荡后，在空间的电磁波仍继续传播．

(十四)动量和动量守恒

一、动量

1．动量表达式：p＝mv. 2．动量的变化：Δp＝mv′－mv(适用于同一直线上，一般规定初速度方向为正)．

3．动量定理：F合t＝I＝Δp＝p′－p或F1t1＋F2t2＋F3t3＋……＝p′－p. 二、动量守恒定律

1．守恒条件：

(1)系统不受外力或系统所受外力的合力为零．

(2)系统中的内力远大于外力．

(3)系统在某一方向上所受合外力为零，这一方向动量守恒．

2．几种常用的守恒表达式

a．p＝p′

b．Δp＝0 c．Δp1＝－Δp2(系统分为两部分) 通俗常用表达式：m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2

三、碰撞、爆炸、反冲

1．碰撞、爆炸、反冲均可用动量守恒定律解答．

2．碰撞过程三个制约因素

①动量制约——动量守恒，②动能制约——系统动能不增加，③运动制约——运动变化合理．

3．弹性碰撞：碰撞前后动量守恒、机械能也守恒．

mv＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2当v2＝01112121―→

122―mv＋mv＝mv′＋mv′211222211222m－mv′＝vm＋m

2mv′＝m＋mv11221121121(注意m1>m2，m1＝m2，m1

一、能量子：ε＝hν

h为普朗克常量，h＝6.63×1034J·s 二、光电效应

1．爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0

－W02．光电效应截止频率νc＝(W0为逸出功) hh3．光子的动量p＝

λ4．使光电流减小到0的反向电压Uc——遏止电压：

1mev2c＝eUc(vc是光电子初速度的上限) 2三、物质波(德布罗意波)：

hλ＝(p为实物粒子的动量) p四、不确定性关系：

hΔxΔp≥

4π(十六)原子物理

一、原子与原子核大小：

－1．原子半径数量级1010 m －2．原子核半径数量级1015 m 二、玻尔理论与能级量子化

E11．氢原子的各能级的能量值为：En＝2(n＝1，2，3…) n基态能级为E1＝－13.6 eV －2．轨道半径为：rn＝n2r1(n＝1，2，3…)，r1＝0.53×1010 m 3．玻尔原子模型中辐射条件：hν＝Em－En

三、原子核衰变规律

M－441．α衰变：MZX→Z－2Y＋2He

M

02．β衰变：MZX→Z＋1Y＋－1e 3．γ射线伴随α衰变和β衰变产生，不改变原子核的电荷数和质量数．

t1T4．有关半衰期公式：m＝m02

m0为衰变前放射性元素的质量，t为衰变时间，T为半衰期，m为经t后剩下放射性元素的质量．

四、爱因斯坦质能联系方程：

E＝mc2

ΔE＝Δmc2