史上最全的高中物理公式
一个学期将借宿，备战高考的高三党们有没有适应紧张的学习氛围咧。看到纷繁复杂的物理公式，是不是有累觉不爱但唯有拼命记住的赶脚。
我已在物理这条路上奔波了多年，你们的苦我都懂(同情脸)。或许会有人疑惑，为什么那些物理学家没事要发明那么多的公式定理来折磨我们?这些高深莫测的公式跟我有什么关系呢?
答案是：当然有关系!
科技时代已经到来，更先进的时代还要等着你们来创造。接着～你们想要的公式全部呈上来～
一、直线运动公式
1.匀变速直线运动：
基本规律：,
几个重要推论：
(1)(匀加速直线运动：为正值;匀减速直线运动：为负值)
(2)AB段中间时刻的瞬时速度:
(3)AB段位移中点的瞬时速度:
匀速：;
匀加速或匀减速直线运动：.
(4)初速度为零的匀加速直线运动,在1s,2s,3s,…,ns内的位移之比为12：22:32：…:n2;在第1s内、第2s内、第3s内……第ns内的位移之比为1：3：5…
(2n-1);在第1米内、第2米内、第3米内……第n米内的运动时间之比为1：：……(
(5)初速度无论是否为零,匀变速直线运动的质点,在连续相等的时间间隔内的位移之差为一常数：x= aT2(a:匀变速直线运动的加速度 T:每个时间间隔的时间)
2.(1)自由落体运动规律：v=gt;h=gt2
(2)自由落体运动下落时间t==
3.竖直上抛运动：上升过程是匀减速直线运动，下落过程是匀加速直线运动。全过程是初速度为v0、加速度为g的匀减速直线运动。
(1)上升最大高度：
(2)上升的时间：
(3)上升、下落经过同一位置时的加速度相同，而速度等大反向
(4)上升、下落经过同一段位移的时间相等。
(5)从抛出到落回原位置的时间：
(6)适用全过程的公式：;
(注意对x、vt的正、负号的理解)
二、力的计算
1、重力：G = mg (g随高度、纬度而变化)
2、胡克定律： (x为伸长量或压缩量,k为劲度系数，只与弹簧的匝数、横截面积和材料有关)
3、摩擦力的公式：
(1)滑动摩擦力
说明：①N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
②μ为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面面积大小、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：fm为最大静摩擦力，与正压力有关
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，还可以与运动方向成一定夹角。
②摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
③摩擦力的方向与物体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。
4.求F1,F2两个共点力的合力的公式：
合力的方向与F1成角，则：
注意：(1)力的合成和分解都遵从平行四边形法则;
(2)两个力的合力的取值范围：
∣F1-F2∣≤ F ≤F1+F2;
(3)合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
5.(1)共点力作用下物体的平衡条件：
F=0或Fx=0，且Fy=0
静止或匀速直线运动的物体，所受合外力为零。
(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)
三、牛顿运动定律
1.牛顿第二定律：F合=ma或者Fx=max, Fy=may
理解：(1矢量性;(2)瞬时性;(3)独立性;(4)同一性.
2.牛顿第三定律：F作用力=F反作用力
注意：(1)同时性;(2)相关性;(3)力的性质相同
四、曲线运动公式
1.平抛运动公式：
平抛运动是匀变速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的合运动
水平分运动：水平位移：
水平分速度：
竖直分运动：竖直位移：
竖直分速度：vy=gt
, ,
, ,
在vo、vy、v、x、y、t、七个物理量中，如果已知其中任意两个，可根据以上公式求出其它五个物理量。
2.匀速圆周运动公式
线速度:
角速度：=
向心加速度：
向心力：
注意：
(1)匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力，总是指向圆心。
(2)卫星绕地球、行星绕太阳作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。
(3)氢原子核外电子绕原子核作匀速圆周运动的向心力由原子核对核外电子的库仑力提供。
五、万有引力与天体运动
1.开普勒第三定律：=k，K是一个恒量 (a是行星绕中心天体运动的椭圆轨道的半长轴，T是行星绕中心天体运动的周期)
2.万有引力：F=G
(1)适用条件：任何两个物体间都适用
(2)G为万有引力恒量，G=6.67×10-11N m2/kg2.
(3)在天体上的应用：(M：天体质量，R：天体半径，g：天体表面重力加速度)
①万有引力=向心力
②在地球表面附近，重力=万有引力
③第一宇宙速度
六、功和机械能
1.功：W=Fxcos(适用于恒力做功的计算)
(1)理解正功、零功、负功
(2)功是能量转化的量度
重力的功---量度---重力势能的变化
电场力的功---量度---电势能的变化
分子力的功---量度---分子势能的变化
合外力的功---量度---动能的变化
2.功率：(在t时间内力对物体做功的平均功率)
P= Fv(F为牵引力，不是合外力;v为即时速度时,P为即时功率;
v为平均速度时，P为平均功率;P一定时，F与v成正比)
3.动能和势能：
动能：
重力势能：(与零势能面的选择有关)
4.动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化量。
公式：
5.机械能守恒定律：
机械能=动能+重力势能+弹性势能
条件：只有重力或弹力对物体做功.
公式： 或者 Ep减=Ek增
七、动量
1.动量和冲量：
动量：p= mv 冲量：I= Ft
2.动量定理：物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。
公式：
(解题时受力分析和正方向的规定是关键)
3.动量守恒定律：相互作用的物体系统，如果不受外力，或它们所受的外力之和为零，它们的总动量保持不变。(研究对象：相互作用的两个物体或多个物体)
公式：m1v1+m2v2= m1+m2
或p1=-p2 或p1+p2=0
适用条件：
(1)系统不受外力作用。
(2)系统受外力作用，但合外力为零。
(3)系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远小于物体间的相互作用力。
(4)系统在某一个方向的合外力为零，在这个方向的动量守恒。
八、机械振动与机械波
1.简谐振动：
回复力：,方向总是与振子偏离平衡位置的位移方向相反。
加速度：
单摆周期公式：(与摆球质量、振幅无关)
弹簧振子周期公式： (与振子质量有关、与振幅无关)
2.机械波
波长、波速、频率的关系：(适用于一切波)
九、电场
1.库伦定律：，适用于真空中的两个点电荷之间的相互作用。
2.电场强度：(定义式、计算式)它是描述电场的力的性质的物理量
3.电场力：F=qE
4.点电荷的电场强度：，适用于真空中的点电荷。
5.匀强电场的场强E=。
6.电势：，电势具有相对性、固有性，电势是标量,沿着电场线方向，电势降低。
7.电势与电势差：。
8.电场力做的功：WAB=qUAB=Eqd 。
9.电势能：取B点为电势能零点，若电荷从A点移动到B点时电场力所做的功为WAB，则电荷在A点的电势能为EpA=WAB.适用于匀强电场和非匀强电场;适用于正电荷和负电荷。
10.电场力做功与电势能的转化：。
11.电容：C=(定义式,计算式)
12.平行板电容器的电容C=。
13.带电粒子在电场中的加速：
带电粒子的加速度：
当初速度为零时，;
当初速度不为零时，
14.带电粒子沿垂直电场方向以速度v0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 当作类平抛运动来处理：
带电粒子在电场中的运动时间：
带电粒子运动的加速度：
带电粒子在电场中竖直方向的偏转距离：
带电粒子离开电场时竖直方向的分速度：
带电粒子离开电场时的偏转角度
十、恒定电流
1.电流强度：I=(规定正电荷定向移动的方向为电流方向) 电流的微观表达式：I=nqSv
2.欧姆定律：I=
3.电阻、电阻定律：R=
4.闭合电路欧姆定律：I=或E=Ir+IR
5.电功与电功率：W=UIt，P=UI
6.焦耳定律：Q=I2Rt
7.纯电阻电路中:由于I=,W=Q，因此W=Q=UIt=I2Rt=
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总=IE，P出=IU，η=
9.电路的串/并联 ：
串联电路(P、U与R成正比)
并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系(串同并反)
10.欧姆表测电阻 (1)电路组成 (2)测量原理(3)使用方法(4)注意事项
11.伏安法测电阻电流表的接法：
(1)直接比较法：时采用内接法;时，采用外接法。简记为“大内小外”
(2)公式计算法：时，用内接法;
时，用外接法;
时，两种接法都适用。
(3)试触法
十一、磁场
1.磁感应强度：用来表示磁场的强弱和方向的物理量，是矢量，
单位:(T),1T=1N/A
2.安培力F=BIL，用左手定则判断方向。
3.洛仑兹力f=qvB(注v⊥B)，用左手定则判断方向。
4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种)：
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场：
不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动v=v0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场时，做匀速圆周运动，
规律如下：
(a)F向=f洛==mω2r=mr()2=qvB;r=;T=;
(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下)
解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(等于二倍弦切角)。
说明：(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定，只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负;
(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握;
(3)其它相关内容：地磁场/磁电式电表原理/回旋加速器/磁性材料
十二、电磁感应
1.感应电流的产生条件：
(1)电路闭合
(2)磁通量发生变化
2.感应电动势的大小计算公式：
(1)E=(普适公式)(法拉第电磁感应定律)
(2)E=BLv(导线垂直磁场做切割磁感线运动)
(3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势)
(4)E=BL2ω(导体一端固定以ω旋转切割磁感线)
3.磁通量：
4.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定(电源内部的电流方向：由负极流向正极)
5.自感电动势E自==，L为自感系数(H)，(线圈L有铁芯比无铁芯时要大)
ΔI：变化电流;：自感电流变化率(变化的快慢)
说明：(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定，楞次定律应用要点;
(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;
(3)单位换算：1H=103mH=106μH。
(4)其它相关内容：自感/日光灯。
十三、交变电流(正弦式交变电流)
1.电压瞬时值e=Emsinωt电流瞬时值i=Imsinωt (ω=2πf)
2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv电流峰值(纯电阻电路中)Im=
3.正(余)弦式交变电流有效值：E=;U=;I=
4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系：
说明：
(1)，无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的。
(2)输出电压由输入电压和原、副线圈的匝数比共同决定。由得，
(3)若变压器有两个副线圈，由，可知，，
5.在远距离输电中，采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失：
减小输电线路上功率损失的方法主要有两种：
(1)减小输电线的电阻R
(2)减小输电电流I
十四、热学
1.热力学温度与摄氏温度关系：T=t+273.15K{T:热力学温度(K)，t:摄氏温度(℃)
2.体积V单位换算：1m3=103L=106mL
3.1标准大气压：1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
4.气体实验定律
(1).玻意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，气体的压强P和体积V成反比。写成公式就是PV=C，式中C是常量。或者P1V1=P2V2
(2).查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强P与热力学温度T成正比。即=
(3).盖—吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。即V=CT或=C 其中C是比例常数。还可表示成=或=。
5.理想气体的状态方程：=或=恒量，(T为热力学温度)
注:(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;
(2)公式成立条件为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位，t为摄氏温度(℃)，而T为热力学温度(K)。
6.理想气体的热力学温度T与分子的平均动能K成正比，即T=aK,a是比例常数。
7.空气的相对湿度=
8.热力学第一定律：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。用公式表示即∆U=Q+W
9.在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力学第二定律。
克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
10.熵与微观态的数目Ω的关系：S=KlnΩ k叫做玻尔兹曼常数
微观态的数目Ω是分子运动无序性的一种量度，由于Ω越大，熵S也越大，那么熵S自然也是系统内分子运动无序性的量度。
自然过程的方向性：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。这就是熵增加原理。
热力学第二定律也叫熵增加原理。
十五、光学
1.反射定律α=i(α：反射角，i：入射角)
2.绝对折射率(光从真空中到介质)n==(n:折射率，c:真空中的光速，v:介质中的光速，i:入射角，r:折射角)从光的色散现象可知可见光中红光折射率小。
3.全反射：
(1)光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C：sinC=
(2)全反射的条件：光密介质射入光疏介质;入射角等于或大于临界角
注:
(a)平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像,像与物沿平面镜对称;
(b)三棱镜折射成像规律:成虚像,出射光线向底边偏折,像的位置向顶角偏移;
(c)光导纤维是光的全反射的实际应用,放大镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜;
(d)熟记各种光学仪器的成像规律,利用反射(折射)规律、光路的可逆等作出光路图是解题关键;
(e)白光通过三棱镜发色散规律：紫光靠近底边出射。
4.双缝干涉实验中，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距∆X=λ (L是挡板到屏的距离;d是双缝的间距;λ是光的波长;)
5.由n=可得，=，即：在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短，波速越慢。
十六、电磁波
1.根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直。因此电磁波是横波.
2.理论分析表明，LC电路的周期T与自感系数L、电容C的关系是T=2π
由于周期与频率互为倒数，即f=，所以f=
式中T、f、L、C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)
3.电磁波谱：
波长从大到小依次为：无线电波(波长大于1mm)，红外线，可见光(波长在760nm到400nm之间)，紫外线，X射线，γ射线。
十七、相对论
1.长度的相对性：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小。
如果与杆相对静止的人认为杆长是L0，与杆相对运动速度为V的人认为杆长是L，那么两者之间的关系是L=L0
但是，在垂直于运动方向上，杆的长度没有变化.
2.时间间隔的相对性：∆t=
是相对静止的观察者测得的时间间隔。
3.狭义相对论的其他结论：
(1)相对论速度变换公式
以高速火车为例，设车对地面的速度为v，车上的人以速度u'沿着火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u为
u=
(2)物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有如下关系：
m=
(3)爱因斯坦质能方程:E=mc2{式中m是物体的质量(Kg)，E是它具有的能量(J)，c是光在真空中的速度}
十八、波粒二象性
1.一切物体都在辐射电磁波，一般材料的物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关.
2.能量子：ε=hν, ν是电磁波的频率，h是普朗克常量，h=6.626×10-34J·s
3.光电效应实验中光电子初速度的上限和遏止电压的关系：mevc2=eUC
me为光电子的质量，vc为光电子的速度，UC为遏止电压。
4.爱因斯坦光电效应方程：EK=hν-W0
W0为逸出功，EK为逸出后电子的初动能。只有当hν>W0时，才有光电子逸出。
νC=就是光电效应的截止频率。
光子的能量为ε=hν，光的频率越大，光子的能量越大
光子的动量为P= 光子的波长越小，光子的动量越大
5.徳布罗意波：实物粒子也具有波动性，粒子的能量ε和动量P跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间遵从的关系是：ν=; λ=
6.如果以∆x表示粒子位置的不确定量，以∆p表示粒子在x方向上的动量的不确定量，那么∆x∆p≥
式中h是普朗克常量。这就是著名的不确定性关系。
十九、原子结构与原子核
1.电子电荷的现代值为e=1.60217733(49)×10-19C
电子的质量为me=9.1093897×10-31kg
质子质量与电子质量的比值为=1836
2.氢原子光谱的实验规律：
=R(–) n=3,4,5,…
式中R叫做里德伯常量，实验测得的值为R=1.10×107m-1.这个公式称为巴尔末公式，它确定的这一组谱线称为巴尔末系。式中的n只能取整数，不能连续取值。巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征。
3.光子的发射与吸收：原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子，辐射(或吸收)的光子的能量为:hν=E初-E末(能级跃迁)
4.α粒子散射实验结果：(a).大多数的α粒子不发生偏转;(b).少数α粒子发生了较大角度的偏转;(c).极少数α粒子出现大角度的偏转(甚至反弹回来)
5.原子核的半径的数量级为：10-15m，原子半径的数量级为：10-10m(原子的核式结构模型)
6.原子核的组成：质子和中子(统称为核子)，
A=质量数=质子数+中子数;
Z=电荷数=质子数=核外电子数=原子序数
7.天然放射现象：
三种射线：α射线(α粒子是氦原子核)、β射线(高速运动的电子流)、γ射线(波长极短的电磁波)。γ射线是伴随α射线和β射线产生的.
半衰期：有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间。设大量某放射性元素原子的数量为N，该元素的半衰期为τ，则经过时间t后，剩余的该元素原子的数量为：N'=N
铀238的衰变：U→
钍234的衰变：Th→Pa+
β衰变的实质是核内的中子()转化成了一个质子和一个电子。其转化方程是：→+
大量事实表明，原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
8.人类第一次实现的原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，即
→+
在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒。
9.人工放射性同位素：1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷，即+→+
10.核裂变：铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是
+→++3
核裂变的应用：受控核裂变——核电站;不受控核裂变——原子弹。
11.核聚变：一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时(同时放出一个中子)，释放17.6MeV的能量。核反应方程是+→++17.6MeV
核聚变的应用：氢弹
核聚变又叫热核反应，太阳就是一个巨大的热核反应堆。
12.核能的计算ΔE=Δmc2(当Δm的单位用kg时，ΔE的单位为J;当Δm用原子质量单位u时，算出的ΔE单位为uc2;1uc2=931.5MeV)
