高中物理公式大全全集八动量与能量
八、动量与能量
1．动量 2．机械能
1．两个“定理”
（1）动量定理：F ·t =Δp 矢量式 (力F 在时间t 上积累，影响物体的动量p )
（2）动能定理：F ·s =ΔE k 标量式 (力F 在空间s 上积累，影响物体的动能E k ) 动量定理与动能定理一样，都是以单个物体为研究对象．但所描述的物理内容差别极大．动量定理数学表达式：F 合·t =Δp ，是描述力的时间积累作用效果——使动量变化；该式是矢量式，即在冲量方向上产生动量的变化．
例如，质量为m 的小球以速度v 0与竖直方向成θ角
打在光滑的水平面上，与水平面的接触时间为Δt ，弹起
时速度大小仍为v 0且与竖直方向仍成θ角，如图所示．则
在Δt 内：
以小球为研究对象，其受力情况如图所示．可见小球
所受冲量是在竖直方向上，因此，小球的动量变化只能在
竖直方向上．有如下的方程：
F ′击·Δt -mg Δt =mv 0cos θ-（-mv 0cos θ）
小球水平方向上无冲量作用，从图中可见小球水平方向动量不变．
综上所述，在应用动量定理时一定要特别注意其矢量性．应用动能定理时就无需作这方
面考虑了．Δt 内应用动能定理列方程：W 合=mυ02/2－mυ02 /2 =0
2．两个“定律”
（1）动量守恒定律：适用条件——系统不受外力或所受外力之和为零
公式：m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2v 2 ′或 p =p ′
（2）机械能守恒定律：适用条件——只有重力（或弹簧的弹力）做功
公式：E k2+E p2=E k1+E p1 或 ΔE p = －ΔE k
3．动量守恒定律与动量定理的关系
一、知识网络
二、画龙点睛 规律
动量守恒定律的数学表达式为：m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′＋m 2v 2′
，可由动量定理推导得出． 如图所示，分别以m 1和m 2为研究对象，根据动量定理：
F 1Δt = m 1v 1′- m 1v 1 ①
F 2Δt = m 2v 2′- m 2v 2 ②
F 1=-F 2 ③
∴ m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′＋m 2v 2
′ 可见，动量守恒定律数学表达式是动量定理的综合解．动
量定理可以解决动量守恒问题，只是较麻烦一些．因此，不能
将这两个物理规律孤立起来．
4．动能定理与能量守恒定律关系——理解“摩擦生热”(Q =f ·Δs )
设质量为m 2的板在光滑水平面上以速度υ2运动，质量为m 1的物块以速度υ1在板上同向运动，且υ1＞υ2，它们之间相互作用的滑动摩擦力大小为f ，经过一段时间，物块的位移为s 1，板的位移s 2，此时两物体的速度变为υ′1和υ′2由动能定理得：
-fs 1=m 1υ1′2/2－m 1υ12/2 ①
fs 2=m 2υ2′2/2－m 2υ22/2 ②
在这个过程中，通过滑动摩擦力做功，机械能不断
转化为内能，即不断“生热”，由能量守恒定律及①②
式可得：
Q =(m 1υ12/2+m 2υ22/2)－(m 1υ1′2/2－m 2υ2′2/2)=f (s 1－s 2)= f ·Δs ③ 由此可见，在两物体相互摩擦的过程中，损失的机械能（“生热”）等于摩擦力与相对位移的乘积。
特别要指出，在用Q = f ·Δs 计算摩擦生热时，正确理解是关键。这里分两种情况：
（1）若一个物体相对于另一个物体作单向运动，Δs 为相对位移；
（2）若一个物体相对于另一个物体作往返运动，Δs 为相对路程。
5.相互作用中的动量与能量，三类碰撞中能量的变化：
(1)完全非弹性碰撞：动量守恒，机械能损失最大
(2)完全弹性碰撞：动量守恒，机械能也守恒。
设两物体发生完全弹性碰撞，其中m 1以v 1匀速运动，m 2静止。 据?????++=+=''''22221121122111121212
1v m v m v m v m v m v m 可得???
????+='+-='2112121212m m m v m m m m v 讨论：(a)当m 1＞m 2时，v 1′与v 1方向一致；
(b)当m 1=m 2时，v 1′=0,v 2′=v 1，即m 1与m 2交换速度
(c)当m 1＜m 2时，v 1′反向，v 2′与v 1同向。
(3)非完全弹性碰撞：为一般情况，只有动量守恒，机械能有损失，损失量不最大，亦不最小。
6． 功和能的关系
例题： 质量为M 的楔形物块上有圆弧轨道，静止在水平面上。质量为m 的小球以速度v 1向物块运动。不计一切摩擦，圆弧小于90°且足够长。求小球能上升到的最大高度H 和物块的最终速度v 。解析：
解析：系统水平方向动量守恒，全过程机械能也守恒。
在小球上升过程中，由水平方向系统动量守恒得：()v m M mv '+=1
由系统机械能守恒得：()mgH v m M mv +'+=2212121 解得()g m M Mv H +=221
全过程系统水平动量守恒，机械能守恒，得1
2v m M m v += 本题和上面分析的弹性碰撞基本相同，唯一的不同点仅在于重力势能代替了弹性势能。
例题：动量分别为5kg ?m/s 和6kg ?m/s 的小球A 、B 沿光滑平面上的同一条直线同向运动，A 追上B 并发生碰撞后。若已知碰撞后A 的动量减小了2kg ?m/s ，而方向不变，那么A 、B 质量之比的可能范围是什么？
解析：A 能追上B ，说明碰前v A >v B ,∴B A m m 65>；碰后A 的速度不大于B 的速度，
B A m m 83≤；又因为碰撞过程系统动能不会增加， B
A B A m m m m 282326252222+≥+，由以上不等式组解得：7
483≤≤B A m m 此类碰撞问题要考虑三个因素：①碰撞中系统动量守恒；②碰撞过程中系统动能不增加；③碰前、碰后两个物体的位置关系（不穿越）和速度大小应保证其顺序合理。
例题：设质量为m 的子弹以初速度v 0射向静止在光滑水平面上的质量为M 的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d 。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。
解析：子弹和木块最后共同运动，相当于完全非弹性碰撞。
从动量的角度看，子弹射入木块过程中系统动量守恒：
()v m M mv +=0 从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大小为f ，设子弹、木块的位移大小分别为s 1、s 2，如图所示，显然有s 1-s 2=d
对子弹用动能定理：22012
121mv mv s f -=? ……① 对木块用动能定理：2221Mv s f =
? ……② ①、②相减得：()()
2022022121v m M Mm v m M mv d f +=+-=? ……③ 这个式子的物理意义是：f ?d 恰好等于系统动能的损失；根据能量守恒定律，系统动能的损失应该等于系统内能的增加；可见Q d f =?，即两物体由于相对运动而摩擦产生的热（机械能转化为内能），等于摩擦力大小与两物体相对滑动的路程的乘积（由于摩擦力是耗散力，摩擦生热跟路径有关，所以这里应该用路程，而不是用位移）。
由上式不难求得平均阻力的大小：()d
m M Mmv f +=220 至于木块前进的距离s 2，可以由以上②、③相比得出：d m
M m s +=2 从牛顿运动定律和运动学公式出发，也可以得出同样的结论。由于子弹和木块都在恒力
作用下做匀变速运动，位移与平均速度成正比：
()d m
M m s m m M v v s d v v v v v v s d s +=+==∴+=+=+2020022,,2/2/ 一般情况下m M >>，所以s 2< 202v m M Mm E k +=?…④ 当子弹速度很大时，可能射穿木块，这时末状态子弹和木块的速度大小不再相等，但穿透过程中系统动量仍然守恒，系统动能损失仍然是ΔE K = f d （这里的d 为木块的厚度），但由于末状态子弹和木块速度不相等，所以不能再用④式计算ΔE K 的大小。 做这类题目时一定要画好示意图，把各种数量关系和速度符号标在图上，以免列方程时带错数据。 以上所列举的人、船模型的前提是系统初动量为零。如果发生相互作用前系统就具有一定的动量，那就不能再用m 1v 1=m 2v 2这种形式列方程，而要利用(m 1+m 2)v 0= m 1v 1+ m 2v 2列式。 例题：在距地面高为h ，同时以相等初速V 0分别平抛，竖直上抛，竖直下抛一质量相等的物体m ，当它们从抛出到落地时，比较它们的动量的增量△P ，有[ ] A ．平抛过程较大 B ．竖直上抛过程较大 C ．竖直下抛过程较大 D ．三者一样大的。 解析：1．由动量变化图中可知，△P 2最大，即竖直上抛过程动量增量最大，所以应选B 。 2、由动量定理可知I 合＝ΔP ，而I 合＝mgt ，竖起上抛过程t 2为最大)(22h H g g v t m o ++=，而mg 均相同。所以ΔI 2为最大。正确答案为B 【小结】 对于动量变化问题，一般要注意两点： (1)动量是矢量，用初、末状态的动量之差求动量变化，一定要注意用矢量的运算法则，即平行四边形法则。 (2) 由于矢量的减法较为复杂，如本题解答中的第一种解法，因此对于初、末状态动量不在一条直线上的情况，通常采用动量定理，利用合外力的冲量计算动量变化。如本题解答中的第二种解法，但要注意，利用动量定理求动量变化时，要求合外力一定为恒力。 例题： 向空中发射一物体．不计空气阻力，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为a,b 两块．若质量较大的a 块的速度方向仍沿原来的方向则 [ ] A ．b 的速度方向一定与原速度方向相反 B ．从炸裂到落地这段时间里，a 飞行的水平距离一定比b 的大 C ．a ，b 一定同时到达地面 D ．炸裂的过程中，a 、b 中受到的爆炸力的冲量大小一定相等 解析： 物体炸裂过程发生在物体沿水平方向运动时，由于物体沿水平方向不受外力，所以沿水平方向动量守恒，根据动量守恒定律有：(m A +m B )v = m A v A ＋m B v B 当v A 与原来速度v 同向时,v B 可能与v A 反向，也可能与v A 同向,第二种情况是由于v A 的大小没有确定，题目只讲的质量较大，但若v A 很小，则m A v A 还可能小于原动量(m A +m B )v 。这时,v B 的方向会与v A 方向一致，即与原来方向相同所以A 不对。 a ， b 两块在水平飞行的同时，竖直方向做自由落体运动即做平抛运运动，落地时间由g h t 2 决定。因为h 相等，所以勤务地时间一定相等，所以选项C 是正确的 由于水平飞行距离x = v ·t ，a 、b 两块炸裂后的速度v A 、v B 不一定相等，而落地时间t 又相等，所以水平飞行距离无法比较大小，所以B 不对。 根据牛顿第三定律，a ，b 所受爆炸力F A =－F B ，力的作用时间相等，所以冲量I=F ·t 的大小一定相等。所以D 是正确的。 此题的正确答案是：C ，D 。 【小结】 对于物理问题的解答，首先要搞清问题的物理情景，抓住过程的特点(物体沿水平方向飞行时炸成两块，且a 仍沿原来方向运动)，进而结合过程特点(沿水平方向物体不受外力)，运动相应的物理规律(沿水平方向动量守恒)进行分析、判断。解答物理问题应该有根有据，切忌“想当然”地作出判断。 例题： 如图所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏。甲和他的冰车总质量共为30kg ，乙和他的冰车总质量也是30kg 。游戏时，甲推着一个质量为15kg 的箱子和他一起以2m/s 的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来。为了避免相撞，甲突然将箱子滑冰面推给乙，箱子滑到乙处，乙迅速抓住。若不计冰面摩擦，求甲至少以多大速度（相对地）将箱子推出，才能避免与乙相撞？ 在此题中，有两个关键问题必须弄清楚，第一，“不相撞”的意义，是否意味着一个物体停下，实际上，不相撞的意义就是两个物体的速度相等（同向情况）。物体停止运动，也不一定就撞不上。第二个关键在于不仅要不相撞，而且还要求甲推箱子的速度为最小，即若甲用相当大的速度推箱子，乙接到箱子后还会后退，这样就不满足“至少”多大的条件了，错解一即是这样，将所求的数据代入可以得知，乙和箱子将以0.67m/s 的速度后退。 解析：要想刚好避免相撞，要求乙抓住箱子后与甲的速度正好相等，设甲推出箱子后的速度为v 1，箱子的速度为v ，乙抓住箱子后的速度为v 2。 对甲和箱子，推箱子前后动量守恒，以初速度方向为正，由动量守恒定律： （M+m ）v 0= mv+Mv 1 ① 对乙和箱子，抓住箱子前后动量守恒，以箱子初速方向为正，由动量守恒定律有： mv －Mv 0=（m+M ）v 2 ② 刚好不相撞的条件是： v 1=v ③ 联立①②③解得：v=5.2m/s ，方向与甲和箱子初速一致。 【小结】 本题从动量守恒定律的应用角度看并不难，但需对两个物体的运动关系分析清楚（乙和箱子、甲的运动关系如何，才能不相撞）。这就需要我们要将“不相撞”的实际要求转化为物理条件，即：甲、乙可以同方向运动，但只要乙的速度不小于甲的速度，就不可能相撞。 例题：如图所示，在光滑水平轨道上有一小车质量为M2，它下面用长为L的绳系一质量为M1的砂袋，今有一水平射来的质量为m的子弹，它射入砂袋后并不穿出，而与砂袋一起摆过一角度θ。不计悬线质量，试求子弹射入砂袋时的速度V0多大？ 没有很好地分析物理过程，盲目模仿，没有建立正确的物理模型，简单地将此类问题看成“冲击摆”，缺少物理模型变异的透彻分析。事实上，此题与“冲击摆”的区别在于悬点的不固定，而是随着小车往前移动的。当摆摆到最高点时，(M1＋m)只是竖直方向的速度为零，而水平方向依然具有一定速度，即在最高点处(M1＋m)具有动能。这一点是不少学生在分析物理过程及建立物理模型时最容易产生的错误。 解析：子弹射入砂袋前后动量守恒，设子弹打入砂袋瞬间具有速度v0′，由动量守恒定律： mv0=(M1＋m)v′① 此后(M1＋m)在摆动过程中，水平方向做减速运动，而M2在水平方向做加速运动，当(M1+m)与M2具有共同水平速度时，悬线偏角θ达到最大，即竖直向上的速度为零，在这一过程中。满足机械能守恒，设共同速度为v，由机械能守恒有： 但式①，②中有三个未知量，v0，v0′，v，还需再寻找关系。 从子弹入射前到摆动至最同点具有共同速度v为止，在这个过程中，水平方向不受外力，所以、动量守恒，由动量守恒定律有： mv0=(M1+M1+m)v ③ 【小结】对于大部分学生来讲，掌握一定的物理模型并不困难，困难在于题目变化，新的题目中的模型如何能够转换成为我们熟悉的，旧有的，规范的物理模型中，进而用比较普遍运用的物理规律去求解，此题就是从滑动的小车摆(暂且这样称呼)迁延至“冲击摆”，找出两者之间的共同点与区别，达到解决问题的目的。 例题：如图所示，在光滑水平地面上有一质量为M的小车，车上装有一个半径为R的光滑圆环。一个质量为m的小滑块从跟车面等高的平台以初速度V0滑入圆环。试问：小滑块初速度V0满足什么条件时，才能使它运动到圆环最高点时恰好对环顶无 压力？ 解析：滑块滑到圆环的最高点恰对环顶无压力时，应有： r v mg 2=……① 式中V 是滑块相对圆心O 的线速度，方向向左。 设小车此时的速度为V 1，并以该速度的方向为正方向，则滑块对地的速度为)(1v v --，对滑块和小车组成的系统，由于水平方向所受合外力为零，由动量守恒定律得： )(110v v m Mv mv --=……② 由滑块和小车组成的系统机械能守恒得： mgR v v m Mv mv 2)(2 12121212120+-+=……③ 由①②③式联立解得：M gR m M v )45(0+= 例题：如图所示，一平板小车静止在光滑的水平地面上，车上固定 一倾角为θ，h=0.52米的斜面体，小车与斜面体总质量M=4千克， 车上AB 面水平、粗糙，长为3.6米，BC 是与CD 、AB 都相切的一小 段圆弧面，圆弧BC 长可忽略，BCD 是光滑的。现有质量m=1千克，长度可不计的小滑块以水平初速度V 0滑上小车，若V 0=5米/秒，则滑块接触小车后经过1秒钟在AB 上的某处相对小车静止。求： ①滑块与小车的动摩擦因数； ②要使滑块滑上小车后不从D 处飞出，V 0应在什么范围？（g 取10米/秒2） 解析：（1）滑块滑上小车后，滑块与小车组成的系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒。1秒钟后滑块相对小车静止，说明两者获得了共同速度。选该过程对系统运用动量守恒定律得：V m M mv )(0+=， 再选滑块为研究对象，由动量定理得：0mv mV mgt -=-μ， 两式联立解得：4.0=μ （2）若要滑块滑上小车后不从D 处飞出，则其临界状态为：滑块滑到D 点时，与小车 获得共同速度，因为系统水平方向动量守恒，则有：//0)(V m M mv += 由系统的能量关系可得： 2/021mv ≤2/)(21V m M mgh mgS AB +++μ 联立解得：/0v ≤7米/秒。 例题：如图所示，一质量为m 的小球，在B 点从静止开始沿半球形 容器内壁无摩擦地滑下，B 点与容器底部A 点的高度差为h .容器质 量为M ，内壁半径为R ，求： (1)当容器固定在水平桌面上，小球滑至底部A 时，容器内壁对小球的作用力大小. (2)当容器放置在光滑的水平桌面上，小球滑至底部A 时，小球相对容器的速度大小?容器此时对小球的作用力大小. 命题意图：考查机械能守恒定律及其应用，考查动量守恒定律及其应用，考查相对运动知识及牛顿第二定律，在能力上主要考核分析、理解、应用能力. 解析：在用牛顿第二定律列出T -mg =m R v 2后，要理解v 是指m 相对球心的速度.而许多考 生在第（2）问中将小球相对于地面的速度v 2代入，导致错解. (1)m 下滑只有重力做功，故机械能守恒，即有 mgh =2 1mv ２，v 2=2gh ① 底部A 是圆周上的一点，由牛顿第二定律，有：T -mg =m R v 2 T =mg +m R v 2 =mg +m R gh 2=mg (1+R h 2) (2)容器放置在水平桌面上，则m 与M 组成的系统在水平方向不受外力，故系统在水平方向上动量守恒；又因m 与M 无摩擦，故m 与M 的总机械能也守恒.令m 滑到底部时，m 的速度为v 1，M 的速度为v 2. 由动量守恒定律得：0=mv 1+Mv 2 ① 由机械能守恒定律得：mgh = 21mv １２+2 1Mv ２２ ② 联立①②两式解得：v 1=)/(2M m ghM +，v 2=-M m )/(2M m ghM + 小球相对容器的速度大小v ′，v ′= 1-v 2=M M m gh /)(2+ 由牛顿第二定律得：T -mg =m R v 2' T ′=mg +m RM M m gh )(2+=mg ［1+RM M m h )(2+］ 高中物理公式知识点 总结大全 高中物理公式、知识点、规律汇编表 一、力学公式 1、 胡克定律： F = kx (x 为伸长量或压缩量,K 为倔强系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关) 2、 重力： G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化) 3 、求F 1、F 2两个共点力的合力的公式： Ｆ＝θCOS F F F F 2122212++ 合力的方向与F 1成α角： tg α=F F F 212sin cos θθ+ 注意：(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： ? F 1－F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2 (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。 4、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。 ∑F=0 或∑F x =0 ∑F y =0 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]几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力 （一个力）的合力一定等值反向 ( 2 ) 有固定转动轴物体的平衡条件： 力矩代数和为零． 力矩：M=FL (L 为力臂，是转动轴到力的作用线的垂直距离） 5、摩擦力的公式： (1 ) 滑动摩擦力： f= μN 说明 ： a 、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G b 、 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。 6、 浮力： F= ρVg (注意单位) 7、 万有引力： F=G m m r 12 2 (1)． 适用条件 (2) ．G 为万有引力恒量 (3) ．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） a 、万有引力=向心力 1 高中物理公式 （1）t s v =_ ；m F t v v a t =-=0；;21;8.9;20 2 0at t v S s m g at v v t +==+= 2 0t v v v += ； 22)(S aT n m S S aT n m -=-?=?；20 2 t t v v v +=；22 22t o s v v v += 初速度为零的匀加速直线运动：①前1s ，前2s ，前3s …内位移之比为1∶4∶9… ②第1s ，第2s ，第3s …内位移之比为1∶3∶5… ③前1m ，前2m ，前3m …内时间之比为1∶2∶3… ④第1m ，第2m ，第3m …内时间之比为1∶ ( )12-∶() 23-… 胡克定律：F=kx 滑动摩擦力n F f μ= 1＜μ无单位 （2）圆周运动： 角速度：t ? ω= 单位（rad ／s ，rad ／min ） 线速度：v = r t s ω= 匀速圆周运动：v m T r m r v m r F ωπω====2222 4m 向 向心加速度 ：r T v r v r a 22 22 4πωω==== ()() 频率周期f T 1 2= = ω π ；()()t N n 圈数转速=；n πω2=；Ln nr v ==π2 万有引力：2 2 1121067.6;kg m N G r Mm G F ??==- 开普勒第三定律： ()常数K a T a T == 3 2 223 1 21 a （长半轴） k R T 32 = 第一宇宙速度﹙环绕速度﹚：7.9km ／s ≤v ＜11.2km ／s 飞船绕地球飞行 第二宇宙速度﹙脱离速度﹚：11.2km ／s ≤v ＜16.7km ／s 飞船摆脱地球引力 如果你理科不好，不要只归结于公式没记住，方程式没记住。高中一年一学科错题要是没有一两本，怎么行？！_______________________废话。 一、力学 1、胡克定律：f = k x (x 为伸长量或压缩量，k 为劲度系数，只与弹簧的长度、粗细和材料 有关) 2、重力： G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化，g 极>g 赤，g 低纬>g 高纬) 3、求F 1、F 2的合力的公式： θcos 2212221F F F F F ++= 合 两个分力垂直时： 2221F F F +=合 注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。分解时喜欢正交分解。 (2) 两个力的合力范围：? F 1－F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2 (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。 4、物体平衡条件： F 合=0 或 F x 合=0 F y 合=0 推论：三个共点力作用于物体而平衡，任意一个力与剩余二个力的合力一定等值反向。 解三个共点力平衡的方法： 合成法,分解法，正交分解法，三角形法，相似三角形法 5、摩擦力的公式： (1 ) 滑动摩擦力： f = μN （动的时候用，或时最大的静摩擦力） 说明：①N 为接触面间的弹力（压力），可以大于G ；也可以等于G ；也可以小于G 。 ②μ为动摩擦因数，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： 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： 0≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力) 说明：①摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。 ②摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。 ③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。 ④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。 6、 万有引力： （1）公式：F=G 2 2 1r m m （适用条件：只适用于质点间的相互作用） G 为万有引力恒量：G = 6.67×10-11 N ·m 2 / kg 2 （2）在天文上的应用：（M ：天体质量；R ：天体半径；g ：天体表面重力加速度； r 表示卫星或行星的轨道半径，h 表示离地面或天体表面的高度）） a 、万有引力=向心力 F 万=F 向 高中物理公式总结表 高中物理常用公式 一。 力学 1。1 静力学 物理概念规律名称 公式 重力 G mg = 密度 ρ=m V 压强 p F S = 液体压强 p gh =ρ 胡克定律 F kx =(在弹性限度内） 万有引力定律 F G m m r =?122 互成角度的二力的 合成 F F F F F F F F 合= ++= ?+1222122122cos tan sin cos α θα α 正交分解法： F F F F F x y y x 合=+= 22tan α 力矩 M FL = 共点力的平衡条件 F 合=0或F F x y ==?? ?00 有固定转轴物体的平衡条件 M 合=0或M M 逆顺= 共面力的平衡 F M 合合，==00 1．2 运动学 物理概念规律名称 公式 匀速直线运动 s vt = 匀变速直线运动 v v at s v t at v v as s v v t t t t =+=+=+=+?002 20201 2 22 ，， 自由落体运动 v gt h gt v gh t t ===，1 222 2 竖直抛体运动 v v gt h v t gt t =±=±0021 2 ， v v gh t 202 2=± 平抛运动 v v v gt x v t y gt x y ====00212 ，， 轨迹：y g v x =20 22 斜向上抛运动 v v v v gt x v t y v t gt x y ==-=?=?- 0000212 cos sin cos sin θθθθ 轨迹：y x g v x =?- tan cos θθ 2022 2 匀速圆周运动 ω?ππ ωω= =====??t f T v R a v R R 222 2， 轨迹:y R x = -22 平均速度 v s t = 匀变速直线运动 其他常用规律、公式 （1）一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,即 v v s t v v t t ===+2 02 （2）相邻相等的时间内的位移之差 都相等，即 ()s s s s aT a s s m n T m n 213222 -=-=== --…， (3）v 00=,从开始运动起的连续相等的时间间隔内的位移之比，等于从1 高中物理公式大全 一、力学 1、胡克定律：f = k x (x 为伸长量或压缩量，k 为劲度系数，只与弹簧的长度、粗细和材料有关) 2、重力： G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化，赤极g g >，高伟低纬g >g ) 3、求F 1、F 2的合力的公式： θcos 2212221F F F F F ++= 合，两个分力垂直时： 2 221F F F +=合 注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。分解时喜欢正交分解。 (2) 两个力的合力范围： F 1－F 2 F F 1 +F 2 (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。 4、物体平衡条件： F 合=0 或 F x 合=0 F y 合=0 推论：三个共点力作用于物体而平衡，任意一个力与剩余二个力的合力一定等值反向。 解三个共点力平衡的方法： 合成法,分解法，正交分解法，三角形法，相似三角形法 5、摩擦力的公式： (1 ) 滑动摩擦力： f = N （动的时候用，或时最大的静摩擦力） 说明：①N 为接触面间的弹力（压力），可以大于G ；也可以等于G ；也可以小于G 。 ② 为动摩擦因数，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： 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： 0 f 静 f m (f m 为最大静摩擦力) 说明：①摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。 ②摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。 ③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。 ④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。 6、万有引力： （1）公式：F=G 2 2 1r m m （适用条件：只适用于质点间的相互作用） G 为万有引力恒量：G = 6.67×10-11 N ·m 2 / kg 2 （2）在天文上的应用：（M ：天体质量；R ：天体半径；g ：天体表面重力加速度；r 表示卫星或行星的轨道半径，h 表示离地面或天体表面的高度）） a 、万有引力=向心力 F 万=F 向 即 '4222 22mg ma r T m r m r v m r Mm G =====πω 由此可得： ①天体的质量： ，注意是被围绕天体（处于圆心处）的质量。 ②行星或卫星做匀速圆周运动的线速度： ，轨道半径越大，线速度越小。 2 3 24GT r M π=r GM v = 高中物理公式 （1）t s v =_ ；m F t v v a t =-= 0；;21;8.9;202 0at t v S s m g at v v t +==+= 2 0t v v v += ； 22)(S aT n m S S aT n m -=-?=?；202 t t v v v +=；22 22t o s v v v += 初速度为零的匀加速直线运动：①前1s ，前2s ，前3s …内位移之比为1∶4∶9… ②第1s ，第2s ，第3s …内位移之比为1∶3∶5… ③前1m ，前2m ，前3m …内时间之比为1∶2∶3… ④第1m ，第2m ，第3m …内时间之比为1∶ ( ) 12-∶ ( ) 23-… 胡克定律：F=kx 滑动摩擦力n F f μ= 1＜μ无单位 （2）圆周运动： 角速度：t ? ω= 单位（rad ／s ，rad ／min ） 线速度：v = r t s ω= 匀速圆周运动：v m T r m r v m r F ωπω====2222 4m 向 向心加速度 ：r T v r v r a 22 22 4πωω==== ()()频率周期f T 12= = ω π ；()()t N n 圈数转速=；n πω2=；Ln nr v ==π2 万有引力：22 1121067.6;kg m N G r Mm G F ??==- 开普勒第三定律： ()常数K a T a T == 3 2 223 1 21 a （长半轴） k R T 32 = 第一宇宙速度﹙环绕速度﹚：7.9km ／s ≤v ＜11.2km ／s 飞船绕地球飞行 第二宇宙速度﹙脱离速度﹚：11.2km ／s ≤v ＜16.7km ／s 飞船摆脱地球引力 第三宇宙速度﹙逃逸速度﹚：16.7km ／s ≤v 飞船摆脱太阳引力 ⑶功：αcos Fs W = 功率：Fv t W P == 动能：20222 121;2 1mv mv E mv E t k k -= ?= 重力势能：mgh E p = 两定理：动能定理 1k 2k k F E E Scos F E -=??=θ合合W 动量定理 1212mv mv P P Ft P I -=-=??= 三守恒：机械能守恒：() p k p k p k E E E E E E ?-=?+=+2211仅有重力或弹簧弹力做功 能量守恒：( ) () 热相对Q 2 1=?=S f E E 动量守恒：' +' =+22112211v m v m v m v m 合外力为零或约为零，或者某个方向合外力为零时适用 一动一静弹性碰撞模型：' +'=211mv Mv Mv ① 2221 212 1 2121v m v M Mv '+'=② 1 21 12v m M M v v m M m M v +='+-=' 电学： 元电荷：C e 19 10 6.1-?= 三种起电方式：①摩擦起电 ②感应起电 ③接触起电 库仑定律：2 r Qq k F = 电场强度：定义式q F E = （任何时候都适用） 决定式：2r Q k E =(真空中点电荷适用) 方向与正电荷所受电场力方向相同 电势差：B A AB AB q W U ??-== 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=2221F 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 s =。平均速度t s v = 匀变速直线运动： 1、位移与时间的关系，公式：22 1at t v s 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：as 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 s 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 2t o s v v v +=，并且2 2t s 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比 t 1:t 2:t 3:......:t n =)1(:......:)23(:)12(:1----n n θ cos 2212221F F F F F ++= 高中物理公式总表(高 中必背) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 2 高中物理公式总表 一、力学公式 1、 胡克定律： F = Kx (x 为伸长量或压缩量,K 为倔强系 数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关) 2、 重力： G = mg (g 随高度、纬度而变化) 3 、求F 1、F 2两个共点力的合力的公式： Ｆ＝F F F F COS 1222122++θ 合力的方向与F 1成?角： tg α=F F F 212sin cos θ θ + )θ ) α 注意：(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： ? 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： （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。 ∑F=o 或∑F x =o ∑F y =o ( 2 ) 有固定转动轴物体的平衡条件： 力矩代数和为零． 力矩：M=FL (L 为力臂，是转动轴到力的作用线的垂直距离） 5、摩擦力的公式： (1 ) 滑动摩擦力： f= μN 说明 ： a 、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G b 、 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。 6、 浮力： F= ρVg (注意单位） 7、 万有引力： F=G m m r 122 (1)． 适用条件 (2) ．G 为万有引力恒量 (3) ．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） a 、万有引力=向心力 G Mm R h m () +=2 V R h m R h m T R h 222 224()()()+=+=+ωπ b 、在地球表面附近，重力=万有引力 mg = G Mm R 2 g = G M R 2 c 、 第一宇宙速度 mg = m V R 2 V=R G M =gR 8、库仑力：F=K q q r 122 (适用条件) 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=BqV (B ⊥V) 方向一左手定 （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 +1 2 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) A B 段中间时刻的即时速度: V O V t /2 V S /2 V t V t/ 2 =V V t 02+=s t A S a t B (3) AB 段位移中点的即时速度: V s/2 = v v o t 22 2 + 匀速：V t/2 =V s/2 ; 匀加速或匀减速直线运动：V t/2 高中物理公式、规律汇编表 一、力学公式 1、 胡克定律： F = kx (x 为伸长量或压缩量,K 为倔强系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关) 2、 重力： G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化) 3 、求F 、 的合力的公式： Ｆ＝θCOS F F F F 2122212++ 合力的方向与F 1成α角： tg α= 注意：(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： ? F 1－F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2 (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。 4、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。 ∑F=0 或∑F x =0 ∑F y =0 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]几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力 （一个力）的合力一定等值反向 ( 2 ) 有固定转动轴物体的平衡条件： 力矩代数和为零． 力矩：M=FL (L 为力臂，是转动轴到力的作用线的垂直距离） 5、摩擦力的公式： (1 ) 滑动摩擦力： f= μN 说明 ： a 、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G b 、 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。 6、 浮力： F= ρVg (注意单位) α F 2 F F 1 θ高中物理公式知识点总结大全资料
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