高二的物理公式詳細介紹(2)
高二的物理公式詳細介紹
高中物理的學習的公式介紹
一、力(常見的力、力的合成與分解)
1)常見的力
1.重力g=mg (方向豎直向下，g=9.8m/s2≈10m/s2，作用點在重心，適用于地球表面附近)
2.胡克定律f=kx {方向沿恢復(fù)形變方向，k：勁度系數(shù)(n/m)，x：形變量(m)｝
3.滑動摩擦力f=μfn {與物體相對運動方向相反，μ：摩擦因數(shù)，fn：正壓力(n)｝
4.靜摩擦力0≤f靜≤fm (與物體相對運動趨勢方向相反，fm為最大靜摩擦力)
5.萬有引力f=gm1m2/r2 (g=6.67×10-11n?m2/kg2,方向在它們的連線上)
6.靜電力f=kq1q2/r2 (k=9.0×109n?m2/c2,方向在它們的連線上)
7.電場力f=eq (e：場強n/c，q：電量c，正電荷受的電場力與場強方向相同)
8.安培力f=bilsinθ (θ為b與l的夾角，當l⊥b時:f=bil，b//l時:f=0)
9.洛侖茲力f=qvbsinθ (θ為b與v的夾角，當v⊥b時：f=qvb，v//b時:f=0)
注:
(1)勁度系數(shù)k由彈簧自身決定;
(2)摩擦因數(shù)μ與壓力大小及接觸面積大小無關(guān)，由接觸面材料特性與表面狀況等決定;
(3)fm略大于μfn，一般視為fm≈μfn;
(4)其它相關(guān)內(nèi)容：靜摩擦力(大小、方向)〔見第一冊p8〕;
(5)物理量符號及單位b：磁感強度(t)，l：有效長度(m)，i:電流強度(a)，v：帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(c);
(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。
2)力的合成與分解
1.同一直線上力的合成同向:f=f1+f2， 反向：f=f1-f2 (f1>f2)
2.互成角度力的合成：f=(f12+f22+2f1f2cosα)1/2(余弦定理) f1⊥f2時:f=(f12+f22)1/2
3.合力大小范圍：|f1-f2|≤f≤|f1+f2|
4.力的正交分解：fx=fcosβ，fy=fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=fy/fx)
注：
(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;
(2)合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外，也可用作圖法求解,此時要選擇標度,嚴格作圖;
(4)f1與f2的值一定時,f1與f2的夾角(α角)越大，合力越小;
(5)同一直線上力的合成，可沿直線取正方向，用正負號表示力的方向，化簡為代數(shù)運算。
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二、動力學(運動和力)
1. 牛頓第一運動定律(慣性定律)：物體具有慣性，總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止
2.牛頓第二運動定律：f合=ma或a=f合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
3.牛頓第三運動定律：f=-f′{負號表示方向相反,f、f′各自作用在對方，平衡力與作用力反作用力區(qū)別，實際應(yīng)用：反沖運動}
4.共點力的平衡f合=0，推廣 {正交分解法、三力匯交原理｝
5.超重：fn>g，失重：fn
6.牛頓運動定律的適用條件：適用于解決低速運動問題，適用于宏觀物體，不適用于處理高速問題，不適用于微觀粒子〔見第一冊p67〕
注:平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線狀態(tài),或者是勻速轉(zhuǎn)動。
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三、沖量與動量(物體的受力與動量的變化)
2、動量：p=mv {p:動量(kg/s)，m:質(zhì)量(kg)，v:速度(m/s)，方向與速度方向相同｝
3.沖量：i=ft {i:沖量(n?s)，f:恒力(n)，t:力的作用時間(s)，方向由f決定｝
4.動量定理：i=δp或ft=mvt–mvo {δp:動量變化δp=mvt–mvo，是矢量式}
5.動量守恒定律：p前總=p后總或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
6.彈性碰撞：δp=0;δek=0 {即系統(tǒng)的動量和動能均守恒}
7.非彈性碰撞δp=0;0<δek<δekm {δek：損失的動能，ekm：損失的最大動能}
8.完全非彈性碰撞δp=0;δek=δekm {碰后連在一起成一整體}
9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發(fā)生彈性正碰:v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′=2m1v1/(m1+m2)
10.由9得的推論-----等質(zhì)量彈性正碰時二者交換速度(動能守恒、動量守恒)
11.子彈m水平速度vo射入靜止置于水平光滑地面的長木塊m，并嵌入其中一起運動時的機械能損失 e損=mvo2/2-(m+m)vt2/2=fs相對 {vt:共同速度，f:阻力，s相對子彈相對長木塊的位移}
注：
(1)正碰又叫對心碰撞，速度方向在它們“中心”的連線上;
(2)以上表達式除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數(shù)運算;
(3)系統(tǒng)動量守恒的條件:合外力為零或系統(tǒng)不受外力，則系統(tǒng)動量守恒(碰撞問題、爆炸問題、反沖問題等);
(4)碰撞過程(時間極短，發(fā)生碰撞的物體構(gòu)成的系統(tǒng))視為動量守恒,原子核衰變時動量守恒;
(5)爆炸過程視為動量守恒，這時化學能轉(zhuǎn)化為動能，動能增加;(6)其它相關(guān)內(nèi)容：反沖運動、火箭、航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行〔見第一冊p128〕。
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四、功和能(功是能量轉(zhuǎn)化的量度)
1.功：w=fscosα(定義式){w:功(j)，f:恒力(n)，s:位移(m)，α:f、s
2.重力做功：wab=mghab {m:物體的質(zhì)量，g=9.8m/s2≈10m/s2，hab：a與b高度差(hab=ha-hb)}
3.電場力做功：wab=quab {q:電量(c)，uab:a與b之間電勢差(v)即uab=φa-φb｝
4.電功：w=uit(普適式) {u：電壓(v)，i:電流(a)，t:通電時間(s)｝
5.功率：p=w/t(定義式) {p:功率[瓦(w)]，w:t時間內(nèi)所做的功(j)，t:做功所用時間(s)｝
6.汽車牽引力的功率：p=fv;p平=fv平 {p:瞬時功率，p平:平均功率}
7.汽車以恒定功率啟動、以恒定加速度啟動、汽車最大行駛速度(vmax=p額/f)
8.電功率：p=ui(普適式) {u：電路電壓(v)，i：電路電流(a)｝
9.焦耳定律：q=i2rt {q:電熱(j)，i:電流強度(a)，r:電阻值(ω)，t:通電時間(s)｝
10.純電阻電路中i=u/r;p=ui=u2/r=i2r;q=w=uit=u2t/r=i2rt
11.動能：ek=mv2/2 {ek:動能(j)，m：物體質(zhì)量(kg)，v:物體瞬時速度(m/s)｝
12.重力勢能：ep=mgh {ep :重力勢能(j)，g:重力加速度，h:豎直高度(m)(從零勢能面起)｝
13.電勢能：ea=qφa {ea:帶電體在a點的電勢能(j)，q:電量(c)，φa:a點的電勢(v)(從零勢能面起)｝
14.動能定理(對物體做正功,物體的動能增加)：w合=mvt2/2-mvo2/2或w合=δek{w合:外力對物體做的總功，δek:動能變化δek=(mvt2/2-mvo2/2)｝
15.機械能守恒定律：δe=0或ek1+ep1=ek2+ep2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.重力做功與重力勢能的變化(重力做功等于物體重力勢能增量的負值)wg=-δep
注:
(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉(zhuǎn)化多少;
(2)o0≤α<90o 做正功;90o<α≤180o做負功;α=90o不做功(力的方向與位移(速度)方向垂直時該力不做功);
(3)重力(彈力、電場力、分子力)做正功，則重力(彈性、電、分子)勢能減少
(4)重力做功和電場力做功均與路徑無關(guān)(見2、3兩式);(5)機械能守恒成立條件：除重力(彈力)外其它力不做功，只是動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化;(6)能的其它單位換算:1kwh(度)=3.6×106j，1ev=1.60×10-19j;*(7)彈簧彈性勢能e=kx2/2，與勁度系數(shù)和形變量有關(guān)。
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