高中必修一物理公式大全_高中必修一物理公式

来源:教学考试试卷 时间:2019-08-11 05:30:07 阅读:

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  高中必修一物理公式(1)

  一、质点的运动(1)------直线运动

  1)匀变速直线运动

  1.平均速度V平=S/t (定义式) 2.有用推论Vt^2 –Vo^2=2as

  3.中间时刻速度 Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at

  5.中间位置速度Vs/2=[(Vo^2 +Vt^2)/2]1/2 6.位移S= V平t=Vot + at^2/2=Vt/2t

  7.加速度a=(Vt-Vo)/t 以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0

  8.实验用推论ΔS=aT^2 ΔS为相邻连续相等时间(T)内位移之差

  9.主要物理量及单位:初速(Vo):m/s

  加速度(a):m/s^2 末速度(Vt):m/s

  时间(t):秒(s) 位移(S):米(m) 路程:米 速度单位换算:1m/s=3.6Km/h

  注:(1)平均速度是矢量。(2)物体速度大,加速度不一定大。(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式。(4)其它相关内容:质点/位移和路程/s--t图/v--t图/速度与速率/

  2) 自由落体

  1.初速度Vo=0

  2.末速度Vt=gt

  3.下落高度h=gt^2/2(从Vo位置向下计算) 4.推论Vt^2=2gh

  注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速度直线运动规律。

  (2)a=g=9.8 m/s^2≈10m/s^2 重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下。

  3) 竖直上抛

  1.位移S=Vot- gt^2/2 2.末速度Vt= Vo- gt (g=9.8≈10m/s2 )

  3.有用推论Vt^2 –Vo^2=-2gS 4.上升最大高度Hm=Vo^2/2g (抛出点算起)

  5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)

  注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值。(2)分段处理:向上为匀减速运动,向下为自由落体运动,具有对称性。(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。

  二、质点的运动(2)----曲线运动 万有引力

  1)平抛运动

  1.水平方向速度Vx= Vo 2.竖直方向速度Vy=gt

  3.水平方向位移Sx= Vot 4.竖直方向位移(Sy)=gt^2/2

  5.运动时间t=(2Sy/g)1/2 (通常又表示为(2h/g)1/2)

  6.合速度Vt=(Vx^2+Vy^2)1/2=[Vo^2+(gt)^2]1/2

  合速度方向与水平夹角β: tgβ=Vy/Vx=gt/Vo

  7.合位移S=(Sx^2+ Sy^2)1/2 ,

  位移方向与水平夹角α: tgα=Sy/Sx=gt/2Vo

  注:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。(2)运动时间由下落高度h(Sy)决定与水平抛出速度无关。(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα 。(4)在平抛运动中时间t是解题关键。(5)曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动。

  2)匀速圆周运动

  1.线速度V=s/t=2πR/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf

  3.向心加速度a=V^2/R=ω^2R=(2π/T)^2R 4.向心力F心=Mv^2/R=mω^2*R=m(2π/T)^2*R

  5.周期与频率T=1/f 6.角速度与线速度的关系V=ωR

  7.角速度与转速的关系ω=2πn (此处频率与转速意义相同)

  8.主要物理量及单位: 弧长(S):米(m) 角度(Φ):弧度(rad) 频率(f):赫(Hz)

  周期(T):秒(s) 转速(n):r/s 半径(R):米(m) 线速度(V):m/s

  角速度(ω):rad/s 向心加速度:m/s2

  注:(1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直。(2)做匀速度圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,但动量不断改变。

  3)万有引力

  1.开普勒第三定律T2/R3=K(=4π^2/GM) R:轨道半径 T :周期 K:常量(与行星质量无关)

  2.万有引力定律F=Gm1m2/r^2 G=6.67×10^-11N?m^2/kg^2方向在它们的连线上

  3.天体上的重力和重力加速度GMm/R^2=mg g=GM/R^2 R:天体半径(m)

  4.卫星绕行速度、角速度、周期 V=(GM/R)1/2 ω=(GM/R^3)1/2 T=2π(R^3/GM)1/2

  5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=7.9Km/s V2=11.2Km/s V3=16.7Km/s

  6.地球同步卫星GMm/(R+h)^2=m*4π^2(R+h)/T^2 h≈3.6 km h:距地球表面的高度

  注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F心=F万。(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等。(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同。(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小。(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9Km/S。

  机械能

  高中必修一物理公式(2)

  (1)做功的两个条件: 作用在物体上的力.

  物体在里的方向上通过的距离.

  (2)功的大小: W=Fscosa 功是标量 功的单位:焦耳(J)

  1J=1N*m

  当 0<= a <派/2 w>0 F做正功 F是动力

  当 a=派/2 w=0 (cos派/2=0) F不作功

  当 派/2<= a <派 W<0 F做负功 F是阻力

  (3)总功的求法:

  W总=W1+W2+W3……Wn

  W总=F合Scosa

  2.功率

  (1) 定义:功跟完成这些功所用时间的比值.

  P=W/t 功率是标量 功率单位:瓦特(w)

  此公式求的是平均功率

  1w=1J/s 1000w=1kw

  (2) 功率的另一个表达式: P=Fvcosa

  当F与v方向相同时, P=Fv. (此时cos0度=1)

  此公式即可求平均功率,也可求瞬时功率

  1)平均功率: 当v为平均速度时

  2)瞬时功率: 当v为t时刻的瞬时速度

  (3) 额定功率: 指机器正常工作时最大输出功率

  实际功率: 指机器在实际工作中的输出功率

  正常工作时: 实际功率≤额定功率

  (4) 机车运动问题(前提:阻力f恒定)

  P=Fv F=ma+f (由牛顿第二定律得)

  汽车启动有两种模式

  1) 汽车以恒定功率启动 (a在减小,一直到0)

  P恒定 v在增加 F在减小 尤F=ma+f

  当F减小=f时 v此时有最大值

  2) 汽车以恒定加速度前进(a开始恒定,在逐渐减小到0)

  a恒定 F不变(F=ma+f) V在增加 P实逐渐增加最大

  此时的P为额定功率 即P一定

  P恒定 v在增加 F在减小 尤F=ma+f

  当F减小=f时 v此时有最大值

  3.功和能

  (1) 功和能的关系: 做功的过程就是能量转化的过程

  功是能量转化的量度

  (2) 功和能的区别: 能是物体运动状态决定的物理量,即过程量

  功是物体状态变化过程有关的物理量,即状态量

  这是功和能的根本区别.

  4.动能.动能定理

  (1) 动能定义:物体由于运动而具有的能量. 用Ek表示

  表达式 Ek=1/2mv^2 能是标量 也是过程量

  单位:焦耳(J) 1kg*m^2/s^2 = 1J

  (2) 动能定理内容:合外力做的功等于物体动能的变化

  表达式 W合=ΔEk=1/2mv^2-1/2mv0^2

  适用范围:恒力做功,变力做功,分段做功,全程做功

  5.重力势能

  (1) 定义:物体由于被举高而具有的能量. 用Ep表示

  表达式 Ep=mgh 是标量 单位:焦耳(J)

  (2) 重力做功和重力势能的关系

  W重=-ΔEp

  重力势能的变化由重力做功来量度

  (3) 重力做功的特点:只和初末位置有关,跟物体运动路径无关

  重力势能是相对性的,和参考平面有关,一般以地面为参考平面

  重力势能的变化是绝对的,和参考平面无关

  (4) 弹性势能:物体由于形变而具有的能量

  弹性势能存在于发生弹性形变的物体中,跟形变的大小有关

  弹性势能的变化由弹力做功来量度

  6.机械能守恒定律

  (1) 机械能:动能,重力势能,弹性势能的总称

  总机械能:E=Ek+Ep 是标量 也具有相对性

  机械能的变化,等于非重力做功 (比如阻力做的功)

  ΔE=W非重

  机械能之间可以相互转化

  (2) 机械能守恒定律: 只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能

  发生相互转化,但机械能保持不变

  表达式: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 成立条件:只有重力做功

  高中必修一物理公式(3)

  第一节认识运动

  机械运动:物体在空间中所处位置发生变化,这样的运动叫做机械运动。

  运动的特性:普遍性,永恒性,多样性

  参考系

  1.任何运动都是相对于某个参照物而言的,这个参照物称为参考系。

  2.参考系的选取是自由的。

  1)比较两个物体的运动必须选用同一参考系。

  2)参照物不一定静止,但被认为是静止的。

  质点

  1.在研究物体运动的过程中,如果物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略是,把物体简化为一个点,认为物体的质量都集中在这个点上,这个点称为质点。

  2.质点条件:

  1)物体中各点的运动情况完全相同(物体做平动)

  2)物体的大小(线度)<<它通过的距离

  3.质点具有相对性,而不具有绝对性。

  4.理想化模型:根据所研究问题的性质和需要,抓住问题中的主要因素,忽略其次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂的问题得到简化。(为便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体)

  第二节时间位移

  时间与时刻

  1.钟表指示的一个读数对应着某一个瞬间,就是时刻,时刻在时间轴上对应某一点。两个时刻之间的间隔称为时间,时间在时间轴上对应一段。

  △t=t2 t1

  2.时间和时刻的单位都是秒,符号为s,常见单位还有min,h。

  3.通常以问题中的初始时刻为零点。

  路程和位移

  1.路程表示物体运动轨迹的长度,但不能完全确定物体位置的变化,是标量。

  2.从物体运动的起点指向运动的重点的有向线段称为位移,是矢量。

  3.物理学中,只有大小的物理量称为标量;既有大小又有方向的物理量称为矢量。

  4.只有在质点做单向直线运动是,位移的大小等于路程。两者运算法则不同。

  第三节记录物体的运动信息

  打点记时器:通过在纸带上打出一系列的点来记录物体运动信息的仪器。(电火花打点记时器 火花打点,电磁打点记时器电磁打点);一般打出两个相邻的点的时间间隔是0.02s。

  第四节物体运动的速度

  物体通过的路程与所用的时间之比叫做速度。

  平均速度(与位移、时间间隔相对应)

  物体运动的平均速度v是物体的位移s与发生这段位移所用时间t的比值。其方向与物体的位移方向相同。单位是m/s。

  v=s/t

  瞬时速度(与位置时刻相对应)

  瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度。其方向是物体在运动轨迹上过该点的切线方向。瞬时速率(简称速率)即瞬时速度的大小。

  速率≥速度

  第五节速度变化的快慢加速度

  1.物体的加速度等于物体速度变化(vt v0)与完成这一变化所用时间的比值

  a=(vt v0)/t

  2.a不由△v、t决定,而是由F、m决定。

  3.变化量=末态量值 初态量值……表示变化的大小或多少

  4.变化率=变化量/时间……表示变化快慢

  5.如果物体沿直线运动且其速度均匀变化,该物体的运动就是匀变速直线运动(加速度不随时间改变)。

  6.速度是状态量,加速度是性质量,速度改变量(速度改变大小程度)是过程量。

  第六节用图象描述直线运动

  匀变速直线运动的位移图象

  1.s-t图象是描述做匀变速直线运动的物体的位移随时间的变化关系的曲线。(不反映物体运动的轨迹)

  2.物理中,斜率k≠tanα(2坐标轴单位、物理意义不同)

  3.图象中两图线的交点表示两物体在这一时刻相遇。

  匀变速直线运动的速度图象

  1.v-t图象是描述匀变速直线运动的物体岁时间变化关系的图线。(不反映物体运动轨迹)

  2.图象与时间轴的面积表示物体运动的位移,在t轴上方位移为正,下方为负,整个过程中位移为各段位移之和,即各面积的代数和。

  第二章探究匀变速直线运动规律

  第一、二节探究自由落体运动/自由落体运动规律

  记录自由落体运动轨迹

  1.物体仅在中立的作用下,从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动(理想化模型)。在空气中影响物体下落快慢的因素是下落过程中空气阻力的影响,与物体重量无关。

  2.伽利略的科学方法:观察→提出假设→运用逻辑得出结论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广

  自由落体运动规律

  自由落体运动是一种初速度为0的匀变速直线运动,加速度为常量,称为重力加速度(g)。g=9.8m/s2

  重力加速度g的方向总是竖直向下的。其大小随着纬度的增加而增加,随着高度的增加而减少。

  vt2=2gs

  竖直上抛运动

  1.处理方法:分段法(上升过程a=-g,下降过程为自由落体),整体法(a=-g,注意矢量性)

  1.速度公式:vt=v0 gt位移公式:h=v0t gt2/2

  2.上升到最高点时间t=v0/g,上升到最高点所用时间与回落到抛出点所用时间相等

  3.上升的最大高度:s=v02/2g

  第三节匀变速直线运动

  匀变速直线运动规律

  1.基本公式:s=v0t+at2/2

  2.平均速度:vt=v0+at

  3.推论:1)v=vt/2

  2)S2 S1=S3 S2=S4 S3=……=△S=aT2

  3)初速度为0的n个连续相等的时间内S之比:

  S1:S2:S3:……:Sn=1:3:5:……:(2n 1)

  4)初速度为0的n个连续相等的位移内t之比:

  t1:t2:t3:……:tn=1:(√2 1):(√3 √2):……:(√n √n 1)

  5)a=(Sm Sn)/(m n)T2(利用上各段位移,减少误差→逐差法)

  6)vt2 v02=2as

  第四节汽车行驶安全

  1.停车距离=反应距离(车速 反应时间)+刹车距离(匀减速)

  2.安全距离≥停车距离

  3.刹车距离的大小取决于车的初速度和路面的粗糙程度

  4.追及/相遇问题:抓住两物体速度相等时满足的临界条件,时间及位移关系,临界状态(匀减速至静止)。可用图象法解题。

  第三章研究物体间的相互作用

  第一节探究形变与弹力的关系

  认识形变

  1.物体形状回体积发生变化简称形变。

  2.分类:按形式分:压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。

  按效果分:弹性形变、塑性形变

  3.弹力有无的判断:1)定义法(产生条件)

  2)搬移法:假设其中某一个弹力不存在,然后分析其状态是否有变化。

  3)假设法:假设其中某一个弹力存在,然后分析其状态是否有变化。

  弹性与弹性限度

  1.物体具有恢复原状的性质称为弹性。

  2.撤去外力后,物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变。

  3.如果外力过大,撤去外力后,物体的形状不能完全恢复,这种现象为超过了物体的弹性限度,发生了塑性形变。

  探究弹力

  1.产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。

  2.弹力方向垂直于两物体的接触面,与引起形变的外力方向相反,与恢复方向相同。

  绳子弹力沿绳的收缩方向;铰链弹力沿杆方向;硬杆弹力可不沿杆方向。

  弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。

  3.在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比,即胡克定律。

  F=kx

  4.上式的k称为弹簧的劲度系数(倔强系数),反映了弹簧发生形变的难易程度。

  5.弹簧的串、并联:串联:1/k=1/k1+1/k2并联:k=k1+k2

  第二节研究摩擦力

  滑动摩擦力

  1.两个相互接触的物体有相对滑动时,物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦。

  2.在滑动摩擦中,物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力,叫做滑动摩擦力。

  3.滑动摩擦力f的大小跟正压力N(≠G)成正比。即:f=μN

  4.μ称为动摩擦因数,与相接触的物体材料和接触面的粗糙程度有关。0<μ<1。

  5.滑动摩擦力的方向总是与物体相对滑动的方向相反,与其接触面相切。

  6.条件:直接接触、相互挤压(弹力),相对运动/趋势。

  7.摩擦力的大小与接触面积无关,与相对运动速度无关。

  8.摩擦力可以是阻力,也可以是动力。

  9.计算:公式法/二力平衡法。

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