高中物理基础知识总结.pdf

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1、高中物理基础知识汇总一、直线运动一、直线运动1 1、参考系：、参考系：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体。2 2、质点：、质点：用来代替物体的有质量的点（当物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略时，物体可作为质点。）3 3、位移与路程：、位移与路程：表示质点位置变动的物理量叫做位移，属于矢量。路程是质点运动轨迹的长度，属于标量。4 4、速度：、速度：描述物体运动快慢的物理量，是位移对时间的变化率。5 5、平均速度：平均速度：计算公式vs，在直线运动中，不同时间（或不同位移）内平均速度一般是不同的，t因此，必须指明求出的平均速度是对哪段时间来说的。6 6、瞬时速度：、瞬时速度

2、：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度。7 7、速率：、速率：在直线运动中，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同，它的大小叫做瞬时速率，有时简称速率。8 8、变化率：、变化率：表示变化的快慢，不表示变化的大小。9 9、加速度：、加速度：描述速度变化快慢的物理量，是速度对时间的变化率。计算公式a推导公式：vtv0at，vtv02as，sv0（vtv0）t，a1010、匀变速直线运动的规律：、匀变速直线运动的规律：位移公式：sv0t他在时间 t 内的平均速度v即：vt2vtv0，t22122s2。t1at；由于匀变速直线运动的速度是匀速改变，2v0vt，某段时间的中间

3、时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度，2v0vt，某段位移的中间位置的即时速度公式（不等于该段位移内的平均速度），即：22vvtvs0。无论匀加速还是匀减速，都有vt0竖直向上mG（2）失重：F支G，aF支（4）失重：v，a，向上减速；v，a，向下加速。四、曲线运动四、曲线运动万有引力万有引力1 1、曲线运动：、曲线运动：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点（或某一时刻）的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。2 2、曲线运动中速度的方向与运动物体所受合力的方向不在同一直线上；曲线运动中速度的方向与运动物体所受合力的方向不在同一直线上；加速度的方向跟他的速度方向也不在同一直线上。3

4、 3、运动的合成与分解、运动的合成与分解4 4、平抛运动：、平抛运动：平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。则平抛物体在 t 秒末时的水平分速度vx和竖直分速度vy分别为：vxv0，vygt。此时我们可以求出合速度的大小合方向为（与水平方向成角）：大小为vv2xvy，2tanvyvx，水平位移为：xv0t；竖直位移公式：y12gt，合位移为：sx2y2，方向2为（与水平方向成角）：tany。x5 5、匀速圆周运动：速度方向时刻改变，大小不变。、匀速圆周运动：速度方向时刻改变，大小不变。（1）匀速圆周运动是变速运动，而不是匀速运动，是变加速运动，而不是匀加速运动。因为线

5、速度方向时刻在变化，向心加速度方向时刻沿半径指向圆心，时刻变化。（2）匀速圆周运动中，角速度、周期 T、转速 n、速率、动能是不变的物理量。线速度 V、加速度a、合外力 F、动量 P 是不断变化的物理量。凡是直接用皮带传动（包括链条传动、摩擦传动）的两个轮子，两轮边缘上各点的线速度大小相等；凡是同一个轮轴上（各个轮都绕同一根轴同步转动）的各点角速度相等（轴上的点除外）。竖直面内圆周运动最高点处的受力特点及分类：竖直面内圆周运动最高点处的受力特点及分类：特点：由于机械能守恒，物体做圆周运动的速率时刻在改变，物体在最高点处的速率最小，在最低点处速率最大。物体在最低点处向心力向上，而重力向下，所以弹

6、力必然向上且大于重力；而在最高点处向心力向下，重力也向下，所以弹力的方向就不能确定了，要分三种情况进行讨论：（1）弹力只可能向下，如绳拉球（如下图）。这种情况有mv2Fmgmg，即：vgR，否则不能通过最高点。Rmv2mgFmg，（2）弹力只可能向上，如车过桥（如下图），在这种情况下有：所以vgR，R否则车将离开桥面，做平抛运动。（3）弹力既可能向上又可能向下，如管内转（或杆连球、环穿珠）。这种情况下，速度大小v可以取任意值。但可以进一步讨论：当vgR时物体受到的弹力必然是向下的；当vgR时物体受到的弹力必然是向上的；当vgR时物体受到的弹力恰好为零。当弹力大小Fmg 时，向心力只有一解；F+

7、mg；当弹力 F=mg 时，向心力等于零。6 6、线速度、角速度和周期：、线速度、角速度和周期：s，方向在圆周该点的切线方向上。ts（2）角速度：rad/str t（1）线速度：v（3）周期：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间。关系：v2 r22s2 r，vr，2 n，v2 rnTTtTtT2v2v2v242r222v，方向7 7、向心加速度：、向心加速度：Fmr，Fm，ar，a，arrrrT总与运动方向垂直。v2v2v242r222v，方向总与8 8、向心力：、向心力：Fmr，Fm，ar，a，arrrrT2运动方向垂直。9 9、万有引力定律：、万有引力定律：FG个均匀球、两个均匀球。m1

8、m21122G6.67 10Nm/kg，适用于两个质点、一个质点和一2rGMGMMmv242rMr32vG2mamrmm2aG2，。T23rrrrTrGM（1）用万有引力定律求中心星球的质量和密度当一个星球绕另一个星球做匀速圆周运动时，设中心星球质量为M，半径为R，环绕星球质量为m，线速度为v，公转周期为 T，两星球相距 r，由万有引力定律有：v2r42r3Mmv22G2mmr，可得出：M2GGTrrT（2）万有引力和重力的关系：一般的星球都在不停的自转，星球表面的物体随星球自转需要向心力，因此星球表面上的物体所受的万有引力有两个作用效果：一个是重力，一个是向心力。星球表面的物体所受的万有引力

9、的一个分力是重力，另一个分力是使该物体随星球自转所需的向心力。即2FGfn1010、人造卫星、人造卫星（只讨论绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星）和星球表面上的物体不同，人造卫星所受的万有引力只有一个作用效果，就是使它绕星球做匀速圆周运动，因此万有引力等于向心力。又由于我们定义重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，因此可以认为对卫星而言，FGfn（1）人造地球的线速度和周期。人造卫星的向心力是由于地球对它的万有引力提供的，因此有：Mmv2GM12和G2mmr，由此可得到两个重要的结论：vrrrrT2r3T2r3。可以看出，人造卫星的轨道半径r、线速度大小v和周期 T 是一一对应，其GM中一个量

10、确定后，另外两个量也就唯一确定了。离地面越高的人造卫星，线速度越小而周期越大。（2）近地卫星。近地卫星的轨道半径r可以近似地认为等于地球半径R，又因为地面附近g所以有vGM，R2gR7.9 103m/s，T2R5.1 103s85min，它们分别是绕地球做匀速圆g周运动的人造卫星的最大线速度和最小周期。（3）同步卫星。“同步”的含义就是和地球保持相对静止（又叫静止轨道卫星），所以其周期等于地球自转周期，即T24h，根据（1）可知其轨道半径是唯一确定的，经过计算可求得同步卫星离地7面的高度为h3.6 10 m5.6R地（三万六千千米），而且该轨道必须在地球赤道的上方，卫星的运转方向必须是由西向东

11、。1111、宇宙速度：、宇宙速度：第一宇宙速度 7.9km/s；第二宇宙速度 11.2km/s；第三宇宙速度 16.7km/s。五、机械运动五、机械运动1 1、简谐运动：、简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。Fkx（x位移）位移指的是由平衡位置指向定点的有向线段。（1）由定义可知：Fx，方向相反。（2）由牛顿第二定律可知：Fa，方向相同。（3）由以上两条可知：ax，方向相反。（4）v和x、F、a之间的关系最复杂：当v、a同向（即v、F同向，也就是v、x反向）时v一定增大；当v、a反向（即v、F反向，也就是v、x同向）时，v一定减小。2 2、

12、简谐运动的振幅、周期和频率：、简谐运动的振幅、周期和频率：（1）振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离；（2）周期：振子完成一次全振动所需的时间；（3）频率：单位时间内完成全振动的次数；（4）关系：f1T3 3、简谐运动的振动图像：、简谐运动的振动图像：振动图像表示同一质点在不同时刻的位移；振动图像的横坐标表示时间；从振动图像上可以读出振幅和周期，介质质点的运动是简谐运动（是一种变加速运动）。任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是 4A，在半个周期内经过的路程都是2A，但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是 A 了。4 4、单摆：、单摆：公式：Fmgl（与摆球质量、振幅无关）。x；fkx，

13、T2lg5 5、受迫振动和共振：、受迫振动和共振：（1）受迫振动：物体在驱动力（既周期性外力）作用下的振动叫受迫振动。物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体固有频率无关。物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定；两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大受迫振动的振幅越小。（2）共振：当驱动力的频率跟物体的相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。要求：会用共振解释现象，知道什么情况下要利用共振，什么情况下防止共振。利用共振的有：共振筛、转速计、微波炉、打夯机、跳板跳水、打秋千 防止共振的有：机床底座、航海、军队过桥、高层建筑、火车车厢 六、机械能六、机械能1 1、功

14、：、功：WFscos，力使物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、离合位移的夹角的余弦这三者的乘积。当 02 2、功率：、功率：P时 F 做正功，当=时 F 不做功，当时 F 做负功。222W（用来求平均功率）；PFvcos（v为平均速度，则 P 为平均功率；v为即时t速度，则 P 为即时功率）。汽车的两种加速问题。汽车从静止开始沿水平面加速运动时，有两种不同的加速过程，但分析时采用的基本公式都是PFv和Ffma（1）恒定功率的加速。由公式PFv和Ffma知，由于 P 恒定，随着v的增大，F 必将减小，a也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到Ff，a0，这时v达到最大值vmPmPm。

15、可见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt 计Ff算，不能用 W=Fs 计算（因为 F 为变力）。（2）恒定牵引力的加速。由公式PFv和Ffma知，由于F 恒定，所以a恒定，汽车做匀加速运动，而随着v的增大，P 也将不断增大，直到 P 达到额定功率 Pm，功率不能再增大了。这时匀加速运动结束，其最大速度vmPPmmvm，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加fF速运动了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用WFs计算，不能用WPt（因为P为变功率）。要注意两种加速过程的最大区别。3 3、动能：、动能：Ek4 4、动能定理：、动能

16、定理：12mv21122mv2mv1，22WEk2Ek1；合外力对物体做的功等于物体动能的增量，其方程为：WEk动能定理只管初态和末态，不必详细推究过程。尤其是在受变力或做曲线运动时，应用起来较牛顿定律方便。式中合外力对物体做功等于每一个外力对物体所做功的代数和。功和功能都是标量，动能定理表达式是一个标量式，不能在某一个方向上应用动能定理。应用动能定理解题的步骤：应用动能定理解题的步骤：（1）确定研究对象和研究过程。和动量动量不同，动能定理的研究对象只能是单个物体，如果是系统，那么系统内的物体间不能有相对运动。（原因是：系统内所有内力的总冲量一定是零，而系统内所有内力做的总功不一定是零）。（2

17、）对研究对象进行受力分析。（研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力）。（3）写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功（注意功的正负。）如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功。（4）写出物体的初、末动能。（5）按照动能定理列式求解。5 5、重力势能：、重力势能：Epmgh6 6、重力做功与重力势能改变的关系：、重力做功与重力势能改变的关系：WGEp1Ep2mgh2mgh17 7、机械能守恒定律：、机械能守恒定律：（1）在只有重力和弹力做功的情况下，物体的动能和势能相互转化，而物体机械能的总量保持不变。（2）如果没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和重力

18、势能的相互转化时，机械能的总量保持不变。Ek2Ep2Ek1Ep1解题步骤：（1）确定研究对象和研究过程。（2）判断机械能是否守恒。（3）选定一种表达式，列式求解。8 8、功能关系：、功能关系：做功的过程是能量转化的过程，功是能的转化的量度。（1）物体动能的增量由外力做的总功来量度：W外Ek，这就是动能定理。（2）物体重力势能的增量由重力做的功来量度：WGEp，这就是势能定理。（3）物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度：W其E机，（W其表示除重力以外的其他力做的功），这就是机械能定理。（4）当W其0时，说明只有重力做功，所有系统的机械能守恒。（5）一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功

19、，用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能，也就是系统增加的内能。f dQ（d为这两个物体间相对移动的路程）。七、分子热运动七、分子热运动能量守恒能量守恒1 1、阿伏伽德罗常数：、阿伏伽德罗常数：NA6.02 10 mol。2 2、分子质量：、分子质量：m231MVM，分子体积：VM，一摩尔物质的体积：Vmol，一个分子占据的NANA体积：VMNA，1m3 体积所含分子数：n。NAM3 3、油膜法测分子直径、油膜法测分子直径：dV10，注意计算时单位要统一。分子直径数量级：10m。S4 4、扩散现象：、扩散现象：相互接触的物质的分子互相进入对方的现象。温度越高，扩散越快。5 5、分子动理论简介

20、：、分子动理论简介：（1）物质是由大量分子组成的；（2）分子永不停息的做无规则运动；（3）分子之间存在着相互作用力。6 6、分子间存在相互作用力：、分子间存在相互作用力：（1）分子间引力和斥力同时存在；（2）分子力是引力和斥力的合力；（3）f引、f斥随 r 增大而减小，但 f斥减小更快；（4）当 r=r0时，f引=f斥，分子力 F分=0；（5）rr0，F分显示为引力，rr0，F分显示为斥力；（6）分子力是短程力，当r10r0时，F分=0.7 7、布朗运动注意点：、布朗运动注意点：液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因；悬浮在液体中的颗粒越小，布朗运动越明显。液体温度越高，布朗运动越激

21、烈。8 8、物体的内能：、物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的热力学能，也叫内能。温度是物体分子热运动的平均动能的标志。9 9、物体内能：、物体内能：（1）分子动能：分子因热运动而具有的能量，同温度下各分子的分子动能Ek不同，分子动能的平均值仅和温度有关。（2）分子势能：分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量，rr0时，rEP；rr0时，rEP，r=r0时，EP最低，EP随物体的变化而变化。（3）物体内能：物体内所有分子的EK和 EP的总和，物体的内能与温度和体积及摩尔数有关。（4）物体内能的改变：做功：实质上是其他形式的能和内能之间的转化；热传

22、递：实质上是各物体间内能的转移。1010、热力学第一定律：热力学第一定律：外界对物体所做的功W，加上物体从外界吸收的热量Q 等于物体内能的增加U，则取正号；凡是使物体失去能量UQW。凡是使物体得到能量（如外界对物体做功、吸热）（如物体对外界做功、放热），则取负号。1111、能量守恒定律：、能量守恒定律：能量不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。1212、热力学第二定律：、热力学第二定律：表述一：热量能自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体，即热传导具有方向性。表述二：机械能可以全部转

23、化为内能，而内能不能全部转化为机械能且不引起其他变化，即机械能和内能的转化具有方向性。因此第二类永动机不能实现。注意：第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机并未违背能量守恒定律。1313、永永 动动 机机 不不 可可 能能：热 力 学 第 三 定 律 结 论：绝 对 零 度 不 可 能 达 到。热 力 学 温 度：Tt（摄氏温度）273.15k八、固体液体和气体八、固体液体和气体1 1、气体的体积、压强、温度间的关系：、气体的体积、压强、温度间的关系：pVmpVC（恒量）RTTM2 2、气体分子运动的特点：气体分子运动的特点：气体分子之间由很大的空隙，可以自由地运动。气体分子运动的速率很

24、大。3 3、气体压强：、气体压强：指的就是气体对于容器壁的压强。大量气体分子不断地撞击容器壁，对容器壁产生一定的压力。一、电场一、电场1 1、元电荷：、元电荷：电子和质子带有等量的一种电荷，电荷量e1.60 1019C。所有带电体的电荷量或者等于电荷量e，或者是电荷量e的整数倍。因此，电荷量e称为元电荷。2 2、电荷守恒：、电荷守恒：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变。这个结论叫做电荷守恒定律。3 3、电荷间的相互作用力：、电荷间的相互作用力：（静电力、库仑力）FkQ1Q2922（k9.0 10 Nm/C

25、）2r4 4、电场：、电场：电场的基本形式是它对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。电场和磁场虽由分子、原子组成的物质不同，但它们是客观存在的一种特殊物质形态。5 5、电场强度：、电场强度：EF（单位：伏特/米，符号V/m：1N/C=1V/m）电场强度是矢量，电场中某点的场q强的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同，点电荷Q 形成的电场中E这是电场强度的定义式，适用于任何电场。kQ。r2其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力的方向相同。6 6、电场线：、电场线：电场线从正极出发到负极终止。电场线越

26、密的地方。场强越大；电场线越稀疏的地方，场强越小。7 7、匀强电场：、匀强电场：指的是场强的大小和方向都相同。匀强电场的场强公式是：E场线方向上的距离。8 8、电势差：电势差：电荷在电场中移动时，电场力做功，同一电荷从一点移动到另一点时，电场力做功越多，就是说两点间的电势差越大。UABV，1V=1J/C）。注意：正点电荷周围电势大于零，负点电荷周围电势小于零。9 9、电势：电势：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。沿电场线的方向，电势越来越低。电势只有大小没有方向，是标量。U，其中d是沿电dWABU，WABqUAB，UEd，E（单位：伏特，符号qd1

27、010、等势面、等势面：电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。1111、电势能：、电势能：电场力做正功，则电势能减小；电场力做负功，则电势能增加。W电Uq。根据功是能量转化的量度，有EW电，即电势能的增量等于电场力做功的负值。1212、电容器的电容：、电容器的电容：CQS（单位：法拉F），平行板电容器C（k静电力常量）是由电容U4 kd器本身的性质（导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的。1313、在电场中移动电荷电场力所做的功：、在电场中移动电荷电场力所做的功：在电场中移动电荷电场力所做的功WqU，只与始末位置的电势差有关。在只有电场力做功的情况下，电场力做功的过程是

28、电势能和动能相互转化的过程。WEEk。（1）无论对正电荷还是负电荷，只要电场力做功，电势能就减小；客服电场力做功，电势能就增大。（2）正电荷在电势高处电势能大；负电荷在电势高处电势能小。（3）利用公式WqU进行计算时，各量都取绝对值，功的正负由电荷的正负和移动的方向判定。（4）每道题都应该画出示意图，抓住电场线这个关键。（电场线能表示电场强度的大小和方向，能表示电势降低的方向，有了这个直观的示意图，可以很方便地判定点电荷在电场中受力、做功、电势能变化等情况）。1414、带电粒子在电场中的运动：、带电粒子在电场中的运动：带电粒子在匀强电场中的加速一般情况下带电粒子所受的电场力远大于重力，所以可以

29、认为只有电场力做功。由动能定理WqUEk，此式与电场是否匀强无关，与带电粒子的运动性质、轨迹形状也无关。1515、电势与电势差的区别与联系：、电势与电势差的区别与联系：区别：区别：（1）电势具有相对性，与零势点的选取有关，而电势差与零势点的选取无关，具有实际意义；（2）电势决定了电荷在电场中的电势能，而电荷在电场中移动，电场力所做的功由电势差具体确定：WabqUab（即电势能的改变量）。联系：联系：（1）电势与电势差都是反映电场本身的性质（能的性质）的物理量，与检验电荷无关；（2）都是与电势差都是标量，数值都有正负，单位相同；（3）Uabab，Ubaba。1616、电场强度与电势的关系与区别：

30、、电场强度与电势的关系与区别：（1）电场线与等势面均是描述电场基本形态的认为工具，它们是互相垂直的。无论什么电场沿电场线方向电势必是逐渐降低的，且是电势降落最快的方向。沿等势面移动电荷，因为电场力总是与电荷运动方向垂直的，故电场力总不做功；（2）电场强度与电势是两个不同的物理量，在同一电场中场强为零的点，电势不一定为零，而电势为零的点，场强也不一定为零。（3）同一电场中，场强越大的地方电势不一定越高，电势越高的地方场强也不一定越大；电势相等的点，场强不一定相等，场强相等的点，电势也不一定相等。九、恒定电流九、恒定电流UUq，R，I（电流单位：安培，简称为安，符号 A；电阻单位：欧姆，RItqU

31、简称为欧，符号）。电流的定义式：I，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。I（适tR1 1、欧姆定律：、欧姆定律：I用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。电阻的伏安特性曲线：注意I-U 曲线和 U-I 曲线的区别。还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。（1）计算电流：除了用IU外，还经常用并联II1I2R（2）计算电压：除了用U=IR 外，还经常用串联电路总电压和分电压的关系：UU1U2（3）计算电功率：无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：PP1P2U2对纯电阻，电功率的计算有多种方法：PUII RR22 2、电功就是电场力做的功：、电功就是电场力做的功：WqUUIt3 3、电功率：、电功率：PWUIt24 4、焦耳定律：、焦耳定律：QWUItI Rt5 5、热功率：、热功率：PI R6 6、闭合电路的欧姆定律：、闭合电路的欧姆定律：研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量。2EURUr，EIRIr，IE。Rr