高中物理知识点、公式、规律汇编手册(六号字)

-1-力学知识要点说明、意义或公式力1、力的种类：按效果：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力等。按性质：重力、弹力（拉力、压力、支持力等都是弹力）、摩擦力、分子力、核力等。效果力：可以是一个力，也可能是几个力的合力，如向心力。性质力：是按产生力的根源来划分的。说明：效果相同的力性质可能不同，如阻力可以是摩擦力，也可以是弹力。性质相同的力效果也可能不同。如弹力可以是动力，也可以是压力。2、重力：由于地球的吸引而使物体受到的力方向：竖直向下公式：G=mg(g随离地面高度、纬度、地质结构而变化；重力约等于地面上物体受到的地球引力)3、弹力：由于物体发生形变而产生的力产生的条件：（1）直接接触；（2）发生弹性形变。公式：胡克定律：F=kx(x为伸长量或压缩量；k为劲度系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关)4、摩擦力：物体间由于发生相对运动或具有运动趋势时产生的阻碍物体相对运动或相对运动的力。种类：摩擦力的公式：(1)滑动摩擦力：f=FN说明：①FN为接触面间的弹力，可以大于G；也可以等于G;也可以小于G-2-力滑动摩擦力；静摩擦力方向：摩擦力产生在接触面上，并沿接触面的切线方向。产生条件：（1）直接接触；（2）相互挤压即有相互作用的弹力；（3）有相对运动或相对运动趋势。②为滑动摩擦因数，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：其大小与其他力有关，由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,不与正压力成正比.大小范围：Of静fm(fm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。b、摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。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。5、力的合成：求F1F2的合力：利用平行四边形定则。说明：(1)力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。(2)两个力的合力范围：F1－F2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。-3-力6、两个平衡条件(1)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，所受合外力为零。(2)有固定转动轴物体的平衡条件：力矩代数和为零．（只要求了解）推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。[2]三个共点力作用于物体而平衡，其中任意两个力的合力与第三个力一定等值反向公式：（1）共点力作用下物体的平衡条件的公式：F合=0或：Fx合=0Fy合=0(2)有固定转动轴物体的平衡条件的公式：力矩：M=FL(L为力臂，是转动轴到力的作用线的垂直距离）7、浮力：F=gV(注意单位)直线运动1、速度：物理意义：反映了物体运动的快慢Ｖ—t图像：（1）Ｖ轴截距：初速度Ｖo（2）t轴截距：末速度Ｖt（3）斜率：物体的加速度（4）图像与坐标轴围成的面积：等于位移公式：匀变速直线运动：atVoVt（不含Ｓ）例：-4-直线运动2、加速度：物理意义：反映了物体速度变化的快慢公式：tVoVta3、位移：由初位置向末位置作的一条有向线段。是矢量。公式：匀变速直线运动：2210attVS（不含Ｖt）推导公式：asVVt2202（不含t）4、自由落体运动：特点：V0=0a=g（只受重力）公式：gtVt221gtSgsVt225、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VO、加速度为g的匀减速直线运动。公式：（1）上升最大高度：H=Vgo22(2)上升的时间：t=Vgo(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。从抛出到落回原位置的时间：t=2Vgo-5-（5）适用全过程的公式：S=Vot--12gt2Vt=Vo-gtVt2-Vo2=-2gS（S、Vt的正、负号的理解）直线运动6.匀变速直线运动：在相等的时间内速度的改变相等的变速运动基本规律：Vt=V0+atS=vot+12at2几个重要推论：(1)Vt2－V02=2as（匀加速直线运动：a为正值匀减速直线运动：a为正值）(2)AB段中间时刻的瞬时速度:Vt/2=VVt02=st(3)AB段位移中点的即时速度:Vs/2=vvot222匀速：Vt/2=Vs/2;匀加速或匀减速直线运动：Vt/2Vs/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……n2；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：()21：)23(……(nn1)（5）初速无论是否为零,匀变速直线运动的质点,-6-在连续相邻的相等的时间间隔内的位移之差为一常数：s=aT2(a--匀变速直线运动的加速度T--每个时间间隔的时间)牛顿运动定律1、牛顿第一定律：反映了力的本质是改变物体的运动状态，而不是用来维持物体的运动。惯性：物体保持原来状态的性质说明：（1）任何物体都有惯性（2）惯性的大小只由质量决定2、牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比适用范围：宏观、低速物体公式：F合=ma或者Fx=maxFy=may理解：（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3、牛顿第三定律：F=-F´作用力与反作用力分别作用在两个物体上，始终等大反向，与物体的运动状态无关。4、超重和失重：超重：物体有向上的加速度（向上加速或向下减速）失重：物体有向下的加速度（向下加速或向上减速）曲线运动1、曲线运动的条件：物体受的合外力方向与速度方向不在同一直线上。说明：物体受的合外力指向轨道的内侧。（1）若合外力恒定，则为匀变速曲线运动（2）若合外力变化，则为变加速曲线运动-7-2、运动的合成与分解：运算规律：遵从平行四边形定则说明：对一个一般的曲线运动，采取“化曲为直，化繁为简”的思想来解决问题。曲线运动3、平抛运动：可看成匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的合运动水平分运动：水平位移：x=vot水平分速度：vx=vo竖直分运动：竖直位移：y=21gt2竖直分速度：vy=gt说明：速度与水平方向的正切值tg=VVyoVy=VotgVo=VyctgV=VVoy22Vo=VcosVy=Vsin在Vo、Vy、V、X、y、t、七个物理量中，如果已知其中任意两个，可根据以上公式求出其它五个物理量。4、匀速圆周运动：（1）线速度：表示物体沿圆弧运动的快慢（2）角速度：表示物体所在半径转动的快慢（3）周期T：转动一周所用的时间（4）转速n：单位时间转过的圈数（5）向心力：作用：用来改变物体的运动方向公式：线速度：Trtsv2S----弧长（m）V=R=2fR=2RT角速度：=tTf22——时间t内转过的角度（rad）关系：rv-8-（6）向心加速度：意义：表示物体速度方向变化的快慢注意：（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。氢原子核外电子绕原子核作匀速圆周运动的向心力由原子核对核外电子的库仑力提供。向心力：rvmrmF22F=ma=mvRm22R=m422TRm42n2R向心加速度：RfRTRRva22222244rvra22万有引力定律1、开普勒三大定律：（1）第一定律(轨道定律)：行星绕太阳的轨道是椭圆（2）第二定律（面积定律）：行星和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等（3）第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。第三定律表达式：kTr23上式常用来计算绕同一星球运行的卫星各量的比值。-9-万有引力定律2、万有引力定律：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟他们的距离的二次方成反比。公式：221rmmGF（1）适用条件：两质点间的引力（或可以看作质点，如两个均匀球体）。（2）G为万有引力恒量，由卡文迪许用扭秤装置首先测量出。3、应用：（1）在天体表面的物体：重力近似等于万有引力（2）在天体上空运行的卫星：万有引力等于向心力说明：以上两种情况联立起来，可解决许多关于天体的问题a、在地球表面附近，重力=万有引力2RMmGmg2RMGgb、万有引力=向心力)()(222242)(hRmhRmmGThRvhRMm说明：（M--天体质量，m—卫星质量，R--天体半径，g--天体表面重力加速度，h—卫星到天体表面的高度）4、人造卫星，宇宙速度：轨道：其轨道平面要通过地球球心。运行：由万有引力提供向心力第一宇宙速度：v=7.9km/s(环绕速度)第二宇宙速度：v=11.2km/s（脱离速度）第三宇宙速度：v=16.7km/s（逃第一宇宙速度的计算公式：RVmmg2RGMgRV/说明：（1）同步卫星轨道一定与赤道面重合，周期Ｔ＝24h，离地面高度36000km（2）最小发射速度等于最大环绕速度，均为7.9km/s（3）轨道半径越大，其线速度、角速度、向心加-10-逸速度）速度越小，周期越大。机械能1、功：正功：物体对外界做功负功：外界对物体做功公式：W=Fscos(适用于恒力的功的计算）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--动能的变化2、功率：意义：表示物体做功快慢的物理量。公式：P=Wt(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)3、动能：物体由于运动所具有的能mpmvEk222214、势能：物体被举高或发生形变所具有的能重力势能：EP=mgh与物体的运动路径无关。说明：弹性势能一般根据功能关系或动能定理来计算。5、动能定理：合力所做的功等于物体动公式：2121222112mvmvEEWkk-11-机械能能的变化W-----合外力的功（J）说明：动能定理没有条件限制，可以用在任何情况下，任何物体上。尤其对受变力作用或做变加速运动的物体上。6、机械能守恒定律：条件：只有重力做功，其它力不做功1122pkpkEEEE或1212122221mghmvmghmv说明：该定律常用在光滑平面、光滑曲面、绳摆、抛体、弹性碰撞中。能量守恒（做功与能量转化的关系）：有相互摩擦力的系统，减少的机械能等于摩擦力所做的功。E=Q=fS相动量1、动量和冲量：（1）动量：p=mv单位：kg·m/s（2）冲量：I=Fs单位：N·s说明：（1）p和I都是矢量（2）p的方向与v的方向相同（3）I的方向与力Ｆ的方向相同2、动量定理：合外力的冲量等于物体动量的变化量表达式：I=Δp或12mvmvFt说明：（1）动量定理常用在已知力和力作用时间的一个物体上。（2）是一个矢量式，在运算时先要规定正方向应用：常用在打击、瞬间作用、变力作用等单个物体上-12-动量3、动量守恒定律：系统不受外力或所受外力之各为零时，整个系统的动量守恒。（研究对象：相互作用的两个物体或多个物体）说明：（1）三种守恒情况（a）理想守恒；（b）近似守恒；（c）单方向守恒。（2）是矢量式，应用时要注意规定正方向表达式：21pp或'22'112211vmvmvmvm适用条件：（1）系统不受外力作用。（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。应用：常用于碰撞、反冲、爆炸等现象中。机械振动与机械破1、简谐运动：说明：简谐运动要满足回复力F=-kx加速度：a=-X