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2014年高考物理公式詳解
一、力學
1、胡克定律：f = kx (x為伸長量或壓縮量，k為勁度系數，只與彈簧的長度、粗細和材料有關)
2、重力： G = mg (g隨高度、緯度、地質結構而變化，g極>g赤，g低緯>g高緯)
3、求F1、F2的合力的公式：
兩個分力垂直時：
注意：(1) 力的合成和分解都均遵從平行四邊行定則。分解時喜歡正交分解。(2) 兩個力的合力范圍：( 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。
4、物體平衡條件： F合=0 或 Fx合=0 Fy合=0
推論：三個共點力作用于物體而平衡，任意一個力與剩余二個力的合力一定等值反向。
解三個共點力平衡的方法： 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 ) 滑動摩擦力： f = (N （動的時候用，或時最大的靜摩擦力）
說明：①N為接觸面間的彈力（壓力），可以大于G；也可以等于G；也可以小于G。
②(為動摩擦因數，只與接觸面材料和粗糙程度有關，與接觸面積大小、接觸面相對運動快慢以及正壓力N無關。
(2 ) 靜摩擦力： 由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解，與正壓力無關。大小范圍： 0( f靜( fm (fm為最大靜摩擦力)
說明：①摩擦力可以與運動方向相同，也可以與運動方向相反。②摩擦力可以作正功，也可以作負功，還可以不作功。③摩擦力的方向與物體間相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反。④靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用，運動的物體可以受靜摩擦力的作用。
6、萬有引力： （1）公式：F=G （適用條件：只適用于質點間的相互作用）
G為萬有引力恒量：G = 6.67×10-11 N·m2 / kg2（2）在天文上的應用：（M：天體質量；R：天體半徑；g：天體表面重力加速度；r表示衛星或行星的軌道半徑，h表示離地面或天體表面的高度））
a 、萬有引力=向心力 F萬=F向
即
由此可得：
①天體的質量： ，注意是被圍繞天體（處于圓心處）的質量。
②行星或衛星做勻速圓周運動的線速度： ，軌道半徑越大，線速度越小
③ 行星或衛星做勻速圓周運動的角速度： ，軌道半徑越大，角速度越小。

④行星或衛星做勻速圓周運動的周期： ，軌道半徑越大，周期越大。
⑤行星或衛星做勻速圓周運動的軌道半徑： ，周期越大，軌道半徑越大。
⑥行星或衛星做勻速圓周運動的向心加速度：，軌道半徑越大，向心加速度越小。
⑦地球或天體重力加速度隨高度的變化：
特別地，在天體或地球表面：
⑧天體的平均密度： 特別地：當r=R時：
b、在地球表面或地面附近的物體所受的重力等于地球對物體的引力，即 ∴。在不知地球質量的情況下可用其半徑和表面的重力加速度來表示，此式在天體運動問題中經常應用，稱為黃金代換式。
c、第一宇宙速度：第一宇宙速度在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度。也是人造衛星的最小發射速度。

第二宇宙速度：v2=11.2km/s,使物體掙脫地球引力束縛的最小發射速度。
第三宇宙速度：v3=16.7km/s,使物體掙脫太陽引力束縛的最小發射速度。
7、 牛頓第二定律： （后面一個是據動量定理推導）
理解：（1）矢量性 （2）瞬時性 （3）獨立性 （4）同體性 （5）同系性 （6）同單位制
牛頓第三定律：F= -F’(兩個力大小相等，方向相反作用在同一直線上，分別作用在兩個物體上)
8、勻變速直線運動：
基本規律： Vt = V0 + a t S = vo t +a t2
幾個重要推論：
（1） (結合上兩式 知三求二)
（2）A B段中間時刻的即時速度：
（3）AB段位移中點的即時速度：
勻速：vt/2 =vs/2 ，勻加速或勻減速直線運動：vt/2 初速為零的勻加速直線運動,
在1s 、2s、3s……ns內的位移之比為12：22：32……n2
在第1s 內、第 2s內、第3s內……第ns內的位移之比為1：3：5……(2n-1)
在第1m 內、第2m內、第3m內……第n m內的時間之比為1：：（……(
初速無論是否為零,勻變速直線運動的質點,在連續相鄰的相等的時間間隔內的位移之差為一常數：(s = aT2 (a：勻變速直線運動的加速度 T：每個時間間隔的時間)
9自由落體運動
V0=0， a=g
10.豎直上拋運動：上升過程是勻減速直線運動，下落過程是勻加速直線運動。全過程
是初速度為VO、加速度為(g的勻減速直線運動。
上升最大高度： H =
(2) 上升的時間： t=
(3) 上升、下落經過同一位置時的加速度相同，而速度等值反向(4) 上升、下落經過同一段位移的時間相等。
（5） 從拋出到落回原位置的時間：t =
（6） 適用全過程的公式： S = Vo t 一g t2 Vt = Vo一g t
Vt2 一Vo2 = 一2 gS （ S、Vt的正、負號的理解）
11、勻速圓周運動公式
線速度：V= ==(R=2f R
角速度：(=
向心加速度：a =2 f2 R
向心力：F= ma = m2 R= m4m f2 R
注意：（1）勻速圓周運動的物體的向心力就是物體所受的合外力，總是指向圓心。
（2）衛星繞地球、行星繞太陽作勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供。
（3）氫原子核外電子繞核作勻速圓周運動的向心力是原子核對核外電子的庫侖力。
12、平拋運動公式：水平方向的勻速直線運動和豎直方向的初速度為零的勻加速直線運動（即自由落體運動）的合運動
水平分運動： 水平位移： x= vo t 水平分速度：vx = vo
豎直分運動： 豎直位移： y =g t2 豎直分速度：vy= g t
tg( = vy = votg( vo =vyctg(
v = vo = vcos( vy = vsin(
tg= tg(=2 tg
13、 功 ： W = Fs cosα (適用于恒力的功的計算, α是F與s的夾角）
（1）力F的功只與F、s、α三者有關，與物體做什么運動無關
（2）理解正功、零功、負功
（3）功是能量轉化的量度
重力的功------量度------重力勢能的變化
電場力的功-----量度------電勢能的變化
分子力的功-----量度------分子勢能的變化
合外力的功------量度-------動能的變化
安培力做功------量度------其它能轉化為電能
14、 動能和勢能：動能： 重力勢能：Ep = mgh (與零勢能面的選擇有關)
15、動能定理：外力對物體所做的總功等于物體動能的變化（增量）。
公式： W合= (Ek = Ek2 - Ek1 =
16、機械能守恒定律：機械能 = 動能+重力勢能+彈性勢能
條件：系統只有內部的重力或彈力（指彈簧的彈力）做功。有時重力和彈力都做功。
公式： mgh1 +
具體應用：自由落體運動，拋體運動，單擺運動，物體在光滑的斜面或曲面，彈簧振子等
17、功率： P = =Fv cosα (在t時間內力對物體做功的平均功率)
P = Fv (F為牽引力，不是合外力；v為即時速度時，P為即時功率；v為平均速度時，P為平均功率； P一定時，F與v成反比）
18、功能原理：外力和“其它”內力做功的代數和等于系統機械能的變化
19、功能關系：功是能量變化的量度。
摩擦力乘以相對滑動的路程等于系統失去的機械能，等于摩擦產生的熱
20、物體的動量 P=mv,
*21、力的沖量 I=Ft
*22、動量定理: F合t=mv2—mv1 （物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化）
23、動量守恒定律 +m2v2 = m1v1’＋m2v2’ 或(p1 = - (p2 或(p1 +(p2=0 （注意設正方向）
適用條件：（1）系統不受外力作用。（2）系統受外力作用，但合外力為零。（3）系統受外力作用，合外力也不為零，但合外力遠小于物體間的相互作用力。（4）系統在某一個方向的合外力為零，在這個方向的動量守恒。
完全非彈性碰撞 mV1+MV2=（M+m）V (能量損失最大)
24、簡諧振動的回復力 F=－kx 加速度
25、單擺振動周期 (與擺球質量、振幅無關）
*26、彈簧振子周期
27、共振：驅動力的頻率等于物體的固有頻率時，物體的振幅最大
28、機械波：機械振動在介質中傳播形成機械波。它是傳遞能量的一種方式。
產生條件：要有波源和介質。
波的分類：①橫波：質點振動方向與波的傳播方向垂直，有波峰和波谷。
②縱波，質點振動方向與波的傳播方向在同一直線上。有密部和疏部。
波長λ：兩個相鄰的在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質點間的距離。
注意：①橫波中兩個相鄰波峰或波谷問距離等于一個波長。
②波在一個周期時間里傳播的距離等于一個波長。
波速：波在介質中傳播的速度。機械波的傳播速度由介質決定。
波速v波長λ頻率f關系： （適用于一切波）
注意：波的頻率即是波源的振動頻率，與介質無關。
29、浮力
30、密度 ，，
*31、力矩
*32、力矩平衡條件 M順=M逆
二、電磁學
（一）電場
1、庫侖力： (適用條件：真空中點電荷)
k = 9.0×109 N·m2/ c2 靜電力恒量
電場力：F = E q (F 與電場強度的方向可以相同，也可以相反)
2、電場強度： 電場強度是表示電場強弱的物理量。
定義式： 單位： N / C
點電荷電場場強
勻強電場場強
3、電勢，電勢能 ，
順著電場線方向，電勢越來越低。
4、電勢差U，又稱電壓 UAB = φA -φB
5、電場力做功和電勢差的關系 WAB = q UAB
6、粒子通過加速電場
7、粒子通過偏轉電場的偏轉量
粒子通過偏轉電場的偏轉角
8、電容器的電容
電容器的帶電量 Q=cU
平行板電容器的電容
電壓不變 電量不變
（二）直流電路
1、電流強度的定義：I = 微觀式：I=nevs (n是單位體積電子個數，)
2、電阻定律：
電阻率ρ：只與導體材料性質和溫度有關，與導體橫截面積和長度無關。 單位：Ω·m
3、串聯電路總電阻 R=R1+R2+R3
電壓分配 ，
功率分配 ，
4、并聯電路總電阻 （并聯的總電阻比任何一個分電阻小）
兩個電阻并聯
并聯電路電流分配 ，I1=
并聯電路功率分配 ，
5、歐姆定律：（1）部分電路歐姆定律： 變形：U=IR
（2）閉合電路歐姆定律：I = E r
路端電壓：U = E -I r= IR
輸出功率： = IE-Ir = （R = r輸出功率最大） R
電源熱功率：
電源效率： == 
6、電功和電功率： 電功：W=IUt
焦耳定律（電熱）Q=
電功率 P=IU
純電阻電路：W=IUt=
P=IU
非純電阻電路：W=IUt (
P=IU(
（三）磁場
1、磁場的強弱用磁感應強度B 來表示： （條件：BL）單位：T
2、電流周圍的磁場的磁感應強度的方向由安培（右手）定則決定。
（1）直線電流的磁場
（2）通電螺線管、環形電流的磁場
3、磁場力
安培力：磁場對電流的作用力。
公式：F= BIL（B(I）（B//I是，F=0）
方向：左手定則
（2）洛侖茲力：磁場對運動電荷的作用力。
公式：f = qvB (B(v)
方向：左手定則
粒子在磁場中圓運動基本關系式 解題關鍵畫圖，找圓心畫半徑
粒子在磁場中圓運動半徑和周期 ， t=T
4、磁通量 =BS有效（垂直于磁場方向的投影是有效面積）
或=BS sin (是B與S的夾角)
=2-1= BS= BS (磁通量是標量，但有正負)
（四）電磁感應
1．直導線切割磁力線產生的電動勢 （三者相互垂直）求瞬時或平均
（經常和I = ， F安= BIL 相結合運用）
2．法拉第電磁感應定律 === 求平均
3．直桿平動垂直切割磁場時的安培力 （安培力做的功轉化為電能）
4．轉桿電動勢公式
5．感生電量（通過導線橫截面的電量）
*6．自感電動勢
（五）交流電
1．中性面 (線圈平面與磁場方向垂直) m=BS , e=0 I=0
2．電動勢最大值 =Nm，
3．正弦交流電流的瞬時值 i=Imsin （中性面開始計時）
4．正弦交流電有效值 最大值等于有效值的倍
5．理想變壓器 (一組副線圈時)
*6．感抗 電感特點：
*7．容抗 電容特點：
（六）電磁場和電磁波
*1、LC振蕩電路
（1）在LC振蕩電路中，當電容器放電完畢瞬間，電路中的電流為最大, 線圈兩端電壓為零。
在LC回路中，當振蕩電流為零時，則電容器開始放電, 電容器的電量將減少, 電容器中的電場能達到最大, 磁場能為零。
（2）周期和頻率
2、麥克斯韋電磁理論：
（1）變化的磁場在周圍空間產生電場。（2）變化的電場在周圍空間產生磁場。
推論：①均勻變化的磁場在周圍空間產生穩定的電場。
②周期性變化（振蕩）的磁場在周圍空間產生同頻率的周期性變化（振蕩）的電場；周期性變化（振蕩）的電場周圍也產生同頻率周期性變化（振蕩）的磁場。
3、電磁場：變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的，形成一個不可分割的統一體，叫電磁場。
4、電磁波：電磁場由發生區域向遠處傳播就形成電磁波。
5、電磁波的特點
⒈以光速傳播（麥克斯韋理論預言，赫茲實驗驗證）；⒉具有能量；⒊可以離開電荷而獨立存在；⒋不需要介質傳播；⒌能產生反射、折射、干涉、衍射等現象。
6、電磁波的周期、頻率和波速：
V=( f = （頻率在這里有時候用ν來表示）
波速：在真空中，C=3×108 m/s
三、光學
（一）幾何光學
1、概念：光源、光線、光束、光速、實像、虛像、本影、半影。
2、規律：（1）光的直線傳播規律：光在同一均勻介質中是沿直線傳播的。
（2）光的獨立傳播規律：光在傳播時，雖屢屢相交，但互不干擾，保持各自的規律傳播。
（3）光在兩種介質交界面上的傳播規律
①光的反射定律：反射光線、入射光線和法線共面；反射光線和入射光線分居法線兩側；反射角等于入射角。
②光的析射定律：
a、折射光線、入射光線和法線共面；入射光線和折射光線分別位于法線的兩側；入射角的正弦跟折射角的正弦之比是常數。即

b、介質的折射率n：光由真空（或空氣）射入某中介質時，有，只決定于介質的性質，叫介質的折射率。
c、設光在介質中的速度為 v，則： 可見，任何介質的折射率大于1。
d、兩種介質比較，折射率大的叫光密介質，折射率小的叫光疏介質。
③全反射：a、光由光密介質射向光疏介質的交界面時，入射光線全部反射回光密介質中的現象。
b、發生全反射的條件：?光從光密介質射向光疏介質；?入射角等于臨界角。
臨界角C
④光路可逆原理：光線逆著反射光線或折射光線方向入射，將沿著原來的入射光線方向反射或折射。
歸納: 折射率===
5、常見的光學器件：（1）平面鏡 （2）棱鏡 （3）平行透明板
（二）光的本性
人類對光的本性的認識發展過程
（1）微粒說（牛頓）
（2）波動說（惠更斯）
①光的干涉 雙縫干涉條紋寬度 (波長越長，條紋間隔越大)
應用：薄膜干涉——由薄膜前后表面反射的兩列光波疊加而成，劈形薄膜干涉可產生平行相間干涉條紋，檢查平面，測量厚度，光學鏡頭上的鍍膜。
②光的衍射——單縫（或圓孔）衍射。 泊松亮斑
(波長越長，衍射越明顯)
電磁說（麥克斯韋）
波長/m
名稱
產生機理
特性與應用
104
10-10
無線電
自由電子的運動
波動性顯著，無線電通訊
紅外線
原子外層
電子受激發
一切物體都能輻射，具有熱作用，遙感技術，遙控器
可見光
由七種色光組成
紫外線
一切高溫物體都能輻射，具有化學作用、熒光效應
倫琴（X）射線
原子外內
電子受激發
粒子性顯著，穿透本領強
γ射線
原子核受激發
粒子性顯著，穿透本領更強
（4）光子說（愛因斯坦）
①基本觀點：光由一份一份不連續的光子組成，每份光子的能量是
②實驗基礎：光電效應現象
③規律：a、每種金屬都有發生光電效應的極限頻率；b、光電子的最大初動能與光的強度無關，隨入射光頻率的增大而增大；c、光電效應的產生幾乎是瞬時的；d、光電流與入射光強度成正比。
④愛因斯坦光電效應方程
逸出功
光電效應的應用：光電管可將光信號轉變為電信號。
（5）光的波粒二象性
光是一種具有電磁本性的物質，既有波動性，又有粒子性。光具有波粒二象性，單個光子的個別行為表現為粒子性，大量光子的運動規律表現為波動性。波長較大、頻率較低時光的波動性較為顯著，波長較小，頻率較高的光的粒子性較為顯著。
（6）光波是一種概率波
四、原子物理
1．氫原子能級,半徑 E1= -13.6eV 能量最少 rn=n2r1 r1=0.53m
躍遷時放出或吸收光子的能量
2．三種衰變
射線
本質
速度
特性
α射線
氦原子核（）流
貫穿能力小，電離作用強。
β射線
高速電子（）流
V≈C
貫穿能力強，電離作用弱。
γ射線
高頻電磁波（光子）
V=C
貫穿能力很強，電離作用很弱。
衰變：原子核由于放出某種粒子而轉變位新核的變化。
放出α粒子的叫α衰變。放出β粒子的叫β衰變。放出γ粒子的叫γ衰變。
哀變規律：（遵循電荷數、質量數守恒）
α衰變：
β衰變： （β衰變的實質是= +）
γ衰變：伴隨著α衰變或β衰變同時發生。
3．半衰期 ， m=m0（）n
4．質子的發現（1919年，盧瑟福）
中子的發現（1932年，查德威克）
發現正電子（居里夫婦） ，
5．質能方程 E=mc2 1J=1Kg.(m/s)2
1u放出的能量為931.5MeV 1u=1.660566×10-27kg
6．重核裂變 原子彈 核反應堆
氫的聚變 氫彈 太陽內部反應
六、狹義相對論
1．伽利略相對性原理：力學規律在任何慣性系中都是相同的。
2．狹義相對論的兩個基本假設：
（1）狹義相對性原理：在不同的慣性系中，一切物理規律都是相同的。
（2）光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的。
3．時間和空間的相對性：
（1）“同時”的相對性：“同時”是相對的。在一個參考系中看來“同時”的，在另一個參考系中卻可能“不同時”。
（2）長度的相對性：一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比靜止時的長度小。
即
（式中l，是與桿相對運動的人觀察到的桿長，l0是與桿相對靜止的人觀察到的桿長）。
注意：①在垂直于運動方向上，桿的長度沒有變化。
②這種長度的變化是相對的，如果兩條平行的桿在沿自己的長度方向上做相對運動，與他們一起運動的兩位觀察者都會認為對方的桿縮短了。
（3）時間間隔的相對性：從地面上觀察，高速運動的飛船上時間進程變慢，飛船上的人則感覺地面上的時間進程變慢。（時間膨脹或動鐘變慢）
（式中錯誤！不能通過編輯域代碼創建對象。是與飛船相對靜止的觀察者測得的兩事件的時間間隔，△t是地面上觀察到的兩事件的時間間隔）。
（4）相對論的時空觀：經典物理學認為，時間和空間是脫離物質而獨立存在的，是絕對的，二者之間也沒有聯系；相對論則認為時間和空間與物質的運動狀態有關，物質、時間、空間是緊密聯系的統一體。
4．狹義相對論的其他結論：
*（1）相對論速度變換公式：（式中v為高速火車相對地的速度，u′為車上的人相對于車的速度，u為車上的人相對地面的速度）。
對于低速物體u′與v與光速相比很小時，根據公式可知，這時u≈錯誤！不能通過編輯域代碼創建對象。，這就是經典物理學的速度合成法則。
注意：這一公式僅適用于u′與v在一直線上的情況，當u′與v相反時，u′取負值。
（2）相對論質量：（式中m0為物體靜止時的質量，m為物體以速度v運動時的質量，由公式可以看出隨v的增加，物體的質量隨之增大）。
（3）質能方程：錯誤！不能通過編輯域代碼創建對象。
常見非常有用的經驗結論：
1、物體沿傾角為α的斜面勻速下滑------μ=tanα；
2、物體沿光滑斜面滑下a=gsinα物體沿粗糙斜面滑下a=gsinα-gcosα
3、兩物體沿同一直線運動，在速度相等時，距離有最大或最小；
4、物體沿直線運動，速度最大的條件是：a=0或合力為零。
5、兩個共同運動的物體剛好脫離時，兩物體間的彈力為=0，加速度相等。
6、兩個物體相對靜止，它們具有相同的速度；
7、水平傳送帶以恒定速度運行，小物體無初速度放上，達到共同速度過程中，摩擦生熱等于小物體的動能。
*8、一定質量的理想氣體,內能大小看溫度,做功情況看體積,吸熱、放熱綜合以上兩項用能量守恒定律分析。
9、電容器接在電源上，電壓不變；斷開電源時，電容器上電量不變；改變兩板距離E不變。
10、磁場中的衰變：外切圓是α衰變，內切圓是β衰變，α，β是大圓。
11、直導體桿垂直切割磁感線，所受安培力F=B2L2V/R。
12、電磁感應中感生電流通過線圈導線橫截面積的電量：Q=N△Ф/R。13、解題的優選原則：滿足守恒則選用守恒定律；與加速度有關的則選用牛頓第二定律F=ma；與時間直接相關則用動量定理；與對地位移相關則用動能定理；與相對位移相關(如摩擦生熱)則用能量守恒。

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