高中物理推導

① 高中物理公式的推導過程

高中的公式之間都會有關聯 在寫之前 多想多練是必不可少的一,力學
胡克定律: F = kx (x為伸長量或壓縮量;k為勁度系數,只與彈簧的原長,粗細和材料有關)
重力: G = mg (g隨離地面高度,緯度,地質結構而變化;重力約等於地面上物體受到的地球引力)
3 ,求F,的合力:利用平行四邊形定則.
注意:(1) 力的合成和分解都均遵從平行四邊行法則.
(2) 兩個力的合力范圍: F1-F2 F F1 + F2
(3) 合力大小可以大於分力,也可以小於分力,也可以等於分力.
4,兩個平衡條件:
共點力作用下物體的平衡條件:靜止或勻速直線運動的物體,所受合外力為零.
F合=0 或 : Fx合=0 Fy合=0
推論:[1]非平行的三個力作用於物體而平衡,則這三個力一定共點.
[2]三個共點力作用於物體而平衡,其中任意兩個力的合力與第三個力一定等值反向
(2 )有固定轉動軸物體的平衡條件:力矩代數和為零.(只要求了解)
力矩:M=FL (L為力臂,是轉動軸到力的作用線的垂直距離)
5,摩擦力的公式:
(1) 滑動摩擦力: f= FN
說明 : ① FN為接觸面間的彈力,可以大於G;也可以等於G;也可以小於G
② 為滑動摩擦因數,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:其大小與其他力有關, 由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,不與正壓力成正比.
大小范圍: O f靜 fm (fm為最大靜摩擦力,與正壓力有關)
說明:
a ,摩擦力可以與運動方向相同,也可以與運動方向相反.
b,摩擦力可以做正功,也可以做負功,還可以不做功.
c,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.
d,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, 浮力: F= gV (注意單位)
7, 萬有引力: F=G
適用條件:兩質點間的引力(或可以看作質點,如兩個均勻球體).
G為萬有引力恆量,由卡文迪許用扭秤裝置首先測量出.
在天體上的應用:(M--天體質量 ,m—衛星質量, R--天體半徑 ,g--天體表面重力加速度,h—衛星到天體表面的高度)
a ,萬有引力=向心力
G
b,在地球表面附近,重力=萬有引力
mg = G g = G
第一宇宙速度
mg = m V=
8, 庫侖力:F=K (適用條件:真空中,兩點電荷之間的作用力)
電場力:F=Eq (F 與電場強度的方向可以相同,也可以相反)
10,磁場力:
洛侖茲力:磁場對運動電荷的作用力.
公式:f=qVB (BV) 方向--左手定則
安培力 : 磁場對電流的作用力.
公式:F= BIL (BI) 方向--左手定則
11,牛頓第二定律: F合 = ma 或者 Fx = m ax Fy = m ay
適用范圍:宏觀,低速物體
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
12,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) Vt2 - V02 = 2as (勻加速直線運動:a為正值 勻減速直線運動:a為正值)
(2) A B段中間時刻的瞬時速度:
Vt/ 2 == (3) AB段位移中點的即時速度:
Vs/2 =
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1米內,第2米內,第3米內……第n米內的時間之比為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)
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. 從拋出到落回原位置的時間:t =
(5)適用全過程的公式: S = Vo t --g t2 Vt = Vo-g t
Vt2 -Vo2 = - 2 gS ( S,Vt的正,負號的理解)
14,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= mm4n2 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.
氫原子核外電子繞原子核作勻速圓周運動的向心力由原子核對核外電子的庫侖力提供.
15,平拋運動公式:勻速直線運動和初速度為零的勻加速直線運動的合運動
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
在Vo,Vy,V,X,y,t,七個物理量中,如果 已知其中任意兩個,可根據以上公式求出其它五個物理量.
16, 動量和沖量: 動量: P = mV 沖量:I = F t
(要注意矢量性)
17 ,動量定理: 物體所受合外力的沖量等於它的動量的變化.
公式: F合t = mv' - mv (解題時受力分析和正方向的規定是關鍵)

18,動量守恆定律:相互作用的物體系統,如果不受外力,或它們所受的外力之和為零,它們的總動量保持不變. (研究對象:相互作用的兩個物體或多個物體)
公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1'+ m2v2'或p1 =- p2 或p1 +p2=O
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,但合外力遠小於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恆.
19, 功 : W = Fs cos (適用於恆力的功的計算)
理解正功,零功,負功
(2) 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
20, 動能和勢能: 動能: Ek =
重力勢能:Ep = mgh (與零勢能面的選擇有關)
21,動能定理:外力所做的總功等於物體動能的變化(增量).
公式: W合= Ek = Ek2 - Ek1 = 22,機械能守恆定律: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做功.
公式: mgh1 + 或者 Ep減 = Ek增
23,能量守恆(做功與能量轉化的關系):有相互摩擦力的系統,減少的機械能等於摩擦力所做的功.
E = Q = f S相
24,功率: P = (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成正比)
25, 簡諧振動: 回復力: F = -KX 加速度:a = -
單擺周期公式: T= 2 (與擺球質量,振幅無關)
(了解)彈簧振子周期公式:T= 2 (與振子質量,彈簧勁度系數有關,與振幅無關)
26, 波長,波速,頻率的關系: V == f (適用於一切波)
二,熱學
1,熱力學第一定律:U = Q + W
符號法則:外界對物體做功,W為"+".物體對外做功,W為"-";
物體從外界吸熱,Q為"+";物體對外界放熱,Q為"-".
物體內能增量U是取"+";物體內能減少,U取"-".
2 ,熱力學第二定律:
表述一:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化.
表述二:不可能從單一的熱源吸收熱量並把它全部用來對外做功,而不引起其他變化.
表述三:第二類永動機是不可能製成的.
3,理想氣體狀態方程:
(1)適用條件:一定質量的理想氣體,三個狀態參量同時發生變化.
(2) 公式: 恆量
4,熱力學溫度:T = t + 273 單位:開(K)
(絕對零度是低溫的極限,不可能達到)
三,電磁學
(一)直流電路
1,電流的定義: I = (微觀表示: I=nesv,n為單位體積內的電荷數)
2,電阻定律: R=ρ (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)
3,電阻串聯,並聯:
串聯:R=R1+R2+R3 +……+Rn
並聯: 兩個電阻並聯: R=
4,歐姆定律:(1)部分電路歐姆定律: U=IR
(2)閉合電路歐姆定律:I =
路端電壓: U = -I r= IR
電源輸出功率: = Iε-Ir =
電源熱功率:
電源效率: = =
(3)電功和電功率:
電功:W=IUt 電熱:Q= 電功率 :P=IU
對於純電阻電路: W=IUt= P=IU =
對於非純電阻電路: W=Iut P=IU
(4)電池組的串聯:每節電池電動勢為`內阻為,n節電池串聯時:
電動勢:ε=n 內阻:r=n
(二)電場
1,電場的力的性質:
電場強度:(定義式) E = (q 為試探電荷,場強的大小與q無關)
點電荷電場的場強: E = (注意場強的矢量性)
2,電場的能的性質:
電勢差: U = (或 W = U q )
UAB = φA - φB
電場力做功與電勢能變化的關系:U = - W
3,勻強電場中場強跟電勢差的關系: E = (d 為沿場強方向的距離)
4,帶電粒子在電場中的運動:
加速: Uq =mv2
②偏轉:運動分解: x= vo t ; vx = vo ; y =a t2 ; vy= a t
a =
(三)磁場
幾種典型的磁場:通電直導線,通電螺線管,環形電流,地磁場的磁場分布.
磁場對通電導線的作用(安培力):F = BIL (要求 B⊥I, 力的方向由左手定則判定;若B‖I,則力的大小為零)
磁場對運動電荷的作用(洛侖茲力): F = qvB (要求v⊥B, 力的方向也是由左手定則判定,但四指必須指向正電荷的運動方向;若B‖v,則力的大小為零)
帶電粒子在磁場中運動:當帶電粒子垂直射入勻強磁場時,洛侖茲力提供向心力,帶電粒子做勻速圓周運動.即: qvB =
可得: r = , T = (確定圓心和半徑是關鍵)
(四)電磁感應
1,感應電流的方向判定:①導體切割磁感應線:右手定則;②磁通量發生變化:楞次定律.
2,感應電動勢的大小:① E = BLV (要求L垂直於B,V,否則要分解到垂直的方向上 ) ② E = (①式常用於計算瞬時值,②式常用於計算平均值)
(五)交變電流
1,交變電流的產生:線圈在磁場中勻速轉動,若線圈從中性面(線圈平面與磁場方向垂直)開始轉動,其感應電動勢瞬時值為:e = Em sinωt ,其中 感應電動勢最大值:Em = nBSω .
2 ,正弦式交流的有效值:E = ;U = ; I =
(有效值用於計算電流做功,導體產生的熱量等;而計算通過導體的電荷量要用交流的平均值)
3 ,電感和電容對交流的影響:
電感:通直流,阻交流;通低頻,阻高頻
電容:通交流,隔直流;通高頻,阻低頻
電阻:交,直流都能通過,且都有阻礙
4,變壓器原理(理想變壓器):
①電壓: ② 功率:P1 = P2
③ 電流:如果只有一個副線圈 : ;
若有多個副線圈:n1I1= n2I2 + n3I3
電磁振盪(LC迴路)的周期:T = 2π
四,光學
1,光的折射定律:n =
介質的折射率:n =
2,全反射的條件:①光由光密介質射入光疏介質;②入射角大於或等於臨界角. 臨界角C: sin C =
3,雙縫干涉的規律:
①路程差ΔS = (n=0,1,2,3--) 明條紋
(2n+1) (n=0,1,2,3--) 暗條紋
相鄰的兩條明條紋(或暗條紋)間的距離:ΔX =
4,光子的能量: E = hυ = h ( 其中h 為普朗克常量,等於6.63×10-34Js, υ為光的頻率) (光子的能量也可寫成: E = m c2 )
(愛因斯坦)光電效應方程: Ek = hυ - W (其中Ek為光電子的最大初動能,W為金屬的逸出功,與金屬的種類有關)
5,物質波的波長: = (其中h 為普朗克常量,p 為物體的動量)
五,原子和原子核
氫原子的能級結構.
原子在兩個能級間躍遷時發射(或吸收光子):
hυ = E m - E n
核能:核反應過程中放出的能量.
質能方程: E = m C2 核反應釋放核能:ΔE = Δm C2

② 高中物理勻變速直線運動公式推導

我們必須掌握最基本的知識點，只有打好基礎，掌握最基本的知識才能夠取得進步。下面是我給大家帶來的高中物理勻變速直線運動公式推導，希望對你有幫助。

高中物理勻變速直線運動概念及公式

沿著一條直線，且加速度方向與速度方向平行的運動，叫做勻變速直線運動。如果物體的速度隨著時間均勻減小，這個運動叫做勻減速直線運動。如果物體的速度隨著時間均勻增加，這個運動叫做勻加速直線運動。

s(t)=1/2·at^2+v(0)t=【v(t)^2-v(0)^2】/(2a)={【v(t)+v(0)】/2}*t

v(t)=v(0)+at

其中a為加速度，v(0)為初速度，v(t)為t秒時的速度 s(t)為t秒時的位移 速度公式：v=v0+at

位移公式：x=v0t+1/2at²

位移---速度公式：2ax=v2;-v02;

條件：物體作勻變速直線運動須同時符合下述兩條：

⑴受恆外力作用 ⑵合外力與初速度在同一直線上。

規律

瞬時速度與時間的關系：V1=V0+at

位移與時間的關系：s=V0t+1/2·at^2

瞬時速度與加速度、位移的關系：V^2-V0^2=2as

位移公式 X=Vot+1/2·at ^2=Vo·t(勻速直線運動)

高中物理勻變速直線運動公式推導

⑴由於勻變速直線運動的速度是均勻變化的，故平均速度=(初速度+末速度)/2=中間時刻的瞬時速度

而勻變速直線運動的路程s=平均速度*時間，故s=[(v0+v)/2]·t

利用速度公式v=v0+at，得s=[(v0+v0+at)/2]·t=[v0+at/2]·t=v0·t+1/2·at^2

⑵利用微積分的基本定義可知，速度函數(關於時間)是位移函數的導數，而加速度函數是關於速度函數的導數，寫成式子就是ds/dt=v，dv/dt=a，d2s/dt2=a

於是v=∫adt=at+v0，v0就是初速度，可以是任意的常數

進而有s=∫vdt=∫(at+v0)dt=1/2at^2+v0·t+C，(對於勻變速直線運動)，顯然t=0時，s=0，故這個任意常數C=0，於是有

s=1/2·at^2+v0·t

這就是位移公式。

推論 V^2-Vo^2=2ax

平均速度=(初速度+末速度)/2=中間時刻的瞬時速度

△X=aT^2(△X代表相鄰相等時間段內位移差，T代表相鄰相等時間段的時間長度)

X為位移。

V為末速度

Vo為初速度

【初速度為零的勻變速直線運動的比例關系】

⑴重要比例關系

由Vt=at，得Vt∝t。

由s=(at^2)/2，得s∝t^2，或t∝2√s。

由Vt^2=2as，得s∝Vt^2，或Vt∝√s。

⑵基本比例

①第1秒末、第2秒末、……、第n秒末的速度之比

V1：V2：V3……：Vn=1：2：3：……：n。

推導：aT1 ： aT2 ： aT3 ： ..... ： aTn

②前1秒內、前2秒內、……、前n秒內的位移之比

s1：s2：s3：……sn=1：4：9……：n^2。

推導：1/2·a(T1)^2： 1/2·a(T2)^2： 1/2·a(T3)^2： ...... ： 1/2·a(Tn)^2

③第1個t內、第2個t內、……、第n個t內(相同時間內)的位移之比

xⅠ：xⅡ：xⅢ……：xn=1：3：5：……：(2n-1)。

推導：1/2·a(t)^2：1/2·a(2t)^2-1/2·a(t)^2：1/2·a(3t)^2-1/2·a(2t)^2

④通過前1s、前2s、前3s……、前ns的位移所需時間之比

t1：t2：……：tn=1：√2：√3……：√n。

推導：由s=1/2a(t)^2t1=√2s/at2=√4s/at3=√6s/a

⑤通過第1個s、第2個s、第3個s、……、第n個s(通過連續相等的位移)所需時間之比

tⅠ：tⅡ：tⅢ……tN=1：(√2-1)：(√3-√2)……：(√n-√n-1)