新编高一《物理》基本概念、定理、定律、公式（表达式）总表2.doc

新编高一《物理》基本概念、定理、定律、公式（表达式）总表一、力（重力、弹力、摩擦力、力矩、力的合成与分解）1）常见的力1.重力G=mg方向竖直向下g=9.8m/s2 ≈10 m/s2 作用点在重心 适用于地球表面附近2.胡克定律F=kX 方向沿恢复形变方向 k：劲度系数(N/m) X：形变量(m)3.滑动摩擦力f=μF 与物体相对运动方向相反 μ：摩擦因数 F：正压力(N) 4.静摩擦力0≤f静≤fm 与物体相对运动趋势方向相反 fm为最大静摩擦力注:(1)劲度系数K由弹簧自身决定2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关，由接触面材料特性与表面状况等决定3)fm略大于μN 一般视为fm≈μN 2）力的合成与分解1.同一直线上力的合成 同向: F=F1+F2 反向：F=F1-F2 (F1>F2) FFY FX OX Yβ2.互成角度力的合成 F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2 F1⊥F2时: F=(F12+F22)1/2 　　　　 FF2F1O)αFF2F1O 3.合力大小范围 |F1-F2|≤F≤|F1+F2| （三角形两边之和大于第三边，两边之差小于第三边） 4.力的正交分解Fx=Fcosβ Fy=Fsinβ β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx注：(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则。

2）合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立3)除公式法外，也可用作图法求解,此时要选择标度严格作图4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大合力越小5）同一直线上力的合成，可沿直线取正方向，用正负号表示力的方向，化成代数运算二、直线运动（匀速直线运动、匀变速运动、自由落体、竖直上抛）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Vt2 -Vo2=2as3.中间时刻速度 Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2 +Vt2)/2]1/2 6.位移S= V平t=Vot + at2/2=Vt/2t7.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=aT2 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/s2 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) 匀变速运动实例----自由落体1.做自由落体的条件：只受重力作用，初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt3.下落高度h=gt2/2（从Vo位置向下计算） 4.推论Vt2=2gh4.竖直上抛（不计空气阻力）：可分上升和下降过程进行分段处理，具有对称性注:(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≈10m/s2 重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小，方向竖直向下三、牛顿运动定律（运动和力、超重与失重、牛顿运动定律的适用范围）1.第一运动定律(惯性定律）：物体具有惯性，总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止2.第二运动定律：F合=ma 或a=F合/m a由合外力决定,与合外力方向一致3.第三运动定律F= -F´ 负号表示方向相反,F、F´各自作用在对方，实际应用：反冲运动4.超重：N>G 、失重：N

3.力矩M=FL L为对应的力的力臂，指力的作用线到转动轴（点）的垂直距离4.转动平衡条件： M顺时针= M逆时针 M的单位为N·m 此处N·m≠J注:平衡状态是指物体处于静止或匀速度直线状态,或者是匀速转动五、曲线运动（曲线运动条件、运动的合成与分解、平抛运动、圆周运动、离心运动）1）概述1.做曲线的条件：受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上2.初步认识：是变速运动，速度方向是曲线的这一点的切线上方向3.研究方法：化曲为直，合运动与分运动具有同时性、等效性、独立性、矢量性关系2）运动的合成与分解1.渡河、雨中行走、射击问题的关键是明确合运动与分运动，正确画速度或位移矢量图2.合运动方向通常就是物体的实际运动方向，两个直线运动的合运动不一定是直线运动3.渡河问题见图1、2、3， V船为船头方向分速度，V水为水流方向分速度，d为河宽）a.通常情况下，船头方向垂直对岸，渡河最短时间，t=d/V船注意：此时，船实际航行方向并不与河岸垂直，而是船头分速度方向与河岸垂直，见图1）b.当V船大于V水时，调整船头方向使合速度方向垂直于河岸（图2），最短渡河距离为dc.当V船小于V水时， V船与V (V合)垂直时渡河距离最短（图3），最短距离为（dV水）/V船。

V’V水平V竖V图4V水V船VV水V船VV水V船V图1图2图3(4).雨中行走问题通常选在雨中运动的物体作为参考系如图4，雨相对于地面竖直下落，雨中的人向右走，选人作为参考系，则雨相对于人的水平分速度是向左的3）圆周运动、匀速圆周运动1.线速度V=s/t=2πR/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=V2/R=ω2R=(2π/T)2R 4.向心力F心=mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R5.周期与频率T=1/f 6.角速度与线速度的关系V=ωR7.角速度与转速的关系ω=2πn (n单位为r/s)8.物体做离心运动的条件：F合

6. 运动时间由下落高度h(Sy)决定，与V0大小无关，时间t（等时性）是解题关键注：（1）分析是哪些力提供了向心力是解决圆周运动问题的关键；向心力可以是具体某个力提供，也可以是合力提供，还可以是分力提供，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，向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，物体的动能保持不变，但动量不断改变3）变速圆周运动中一些特殊点的的合力等于向心力，是决解此类问题的关键4）要掌握的实例分析：水流星、火车转弯、汽车过拱桥、转盘上的物体、圆形轨道中运动的小球、小球与直杆相连、圆锥摆· · · · · ·六、万有引力（天体运动规律、地球人造卫星、同步卫星、失重现象）1.开普勒第三定律T2/R3=K(=4π2/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/r2 G=6.67×10-11N·m2/kg2 r为两个天体的中心连线的长度 3.天体上的重力和重力加速度GMm/R2=mg ， g=GM/R2 ， 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/R3)1/2 T=2π(R3/GM)1/25.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=m4π2(R+h)/T2 h≈36000 km h:距地球表面的高度注:(1)高中阶段，天体运动分析只是一种简化处理，忽略次要因素，把天体运动视匀速圆周运动，且 F心=F万。

2)应用万有引力定律可估算天体的质量、运行周期、速度等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/S6）不同问题，主次要因素是不同的，如地球公转，主要是考虑太阳对地球的引力作用 ，而在地球表面上海洋的潮汐现象主要是考虑月球对地球的引力作用七、机械能（功和能，功是能量转化的量度，能量观点贯穿于整个物理学）1.功W=FScosα （定义式） W:功(J) F:恒力(N) S:位移(m) α:F、S间的夹角2.重力做功Wab=mghab m:物体的质量 g=9.8≈10 hab：a与b高度差(hab=ha-hb)6.功率P=W/t (定义式) P:功率[瓦(W)] W:t时间内所做的功(J) t:做功所用时间(S)7.汽车牵引力的功率 P=FV P平=FV平 P:瞬时功率 P平:平均功率8.汽车以恒定功率启动和以恒定加速度启动的运动过程分析， 最大行驶速度(Vmax=P额/f)9.动能Ek=mv2/2 Ek:动能(J) m：物体质量(Kg) v:物体瞬时速度(m/s)10.重力势能EP=mgh EP :重力势能(J) g:重力加速度 h:竖直高度(m) (从参考平面起)11.动能定理 W合= mVt 2/2 - mVo2/2 ， W合=ΔEKW合:外力对物体做的总功 ΔEK:动能变化ΔEK =( mVt 2/2- mVo2/2)12.机械能。