高一物理必修一公式大全
高一物理公式大全
一、质点得运动------直线运动
1匀变速直线运动
1)、平均速度v =x/t (定义式) 2)、有用推论V 2 –V 2
0=2ax
3)、中间时刻速度 V 2
t =v =(V+V 0)/2 4)、末速度V=V 0+at
5)、中间位置速度V 2x = 2220t v v + 6)、位移x= v t=v 0t + at 2/2=vt/2 7)、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ΔX=aT 2 (ΔX 为相邻连续相等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/s 2 末速度(Vt):m/s
时间(t):秒(s) 位移(X):米(m) 路程:米 速度单位换算:1m/s=3、6Km/h
注:(1)平均速度就是矢量。(2)物体速度大,加速度不一定大。(3)a=(Vt-Vo)/t 只就是量度式,不就是决定式。(4)其它相关内容:质点/位移与路程/x--t 图/v--t 图/速度与速率/ 2 自由落体
1)、初速度V 0=0 2)、末速度V t =gt
3)、下落高度h=gt 2/2(从Vo 位置向下计算) 4)、推论V 2=2gh
注:(1)自由落体运动就是初速度为零得匀加速直线运动,遵循匀变速度直线运动规律
(2)a=g=9、8 m/s^2≈10m/s^2 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。
3 竖直上抛
1)、位移X=V 0t- gt 2/2 2)、末速度Vt= V 0- gt (g=9、8≈10m/s 2)
3)、有用推论V 2t –V 20=-2gX 4)、上升最大高度H m =V 20/2g (抛出点算起)
5)、往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置得时间)
注:(1)全过程处理:就是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值。(2)分段处理:向上为匀减速运动,向下为自由落体运动,具有对称性。(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
二、质点得运动----曲线运动 万有引力
1平抛运动
1)、水平方向速度Vx= Vo 2)、竖直方向速度V y =gt
3)、水平方向位移X= V 0t 4)、竖直方向位移Y=
21gt 2 5)、运动时间t=g y 2 (通常又表示为g
h 2) 6)、合速度V t =
()220y
v v + 合速度方向与水平夹角β: tan β=V y /V x =gt/V 0 7)、合位移S= ()22y x + 位移方向与水平夹角α: tan α=Y/X ＝gt/2V 0 注:(1)平抛运动就是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可瞧作就是水平方向得匀速直线运动与竖直方向得自由落体运动得合成。(2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关。(3)θ与β得关系为tan β＝2tan α 。(4)在平抛运动中时间t 就是解题关键。(5)曲线运动得物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动。
注:(1)平抛运动就是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可瞧作就是水平方向得匀速直线运动与竖直方向得自由落体运动得合成。(2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关。(3)θ与β得关系为tan β＝2tan α 。(4)在平抛运动中时间t 就是解题关键。(5)曲线运动得物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动。
2匀速圆周运动
1)、线速度V=s/t=2πR/T 2)、角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3)、向心加速度a=V 2/R=ω2R=(2π/T)2R 4)、向心力F 心=Mv^2/R=m ω^2*R=m(2π/T)^2*R
5)、周期与频率T=1/f 6)、角速度与线速度得关系V=ωR
7)、角速度与转速得关系ω=2πn (此处频率与转速意义相同)
8)、主要物理量及单位: 弧长(S):米(m) 角度(Φ):弧度(rad) 频率(f):赫(Hz)
周期(T):秒(s) 转速(n):r/s 半径(R):米(m) 线速度(V):m/s 角速度(ω):rad/s 向心加速度:m/s 2
注:(1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直。(2)做匀速度圆周运动得物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度得方向,不改变速度得大小,因此物体得动能保持不变,但动量不断改变。
3万有引力
1)、开普勒第三定律T 2/R 3=K 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=Gm 1m 2/r 2 G=6、67×10
11 N ·m 2/kg 2方向在它们得连线上 3)、天体上得重力与重力加速度GMm/R 2=mg g=GM/R 2 (R:天体半径)
4)、第一(二、三)宇宙速度V 1=gR =R
GM =7、9Km/s V 2=11、2Km/s V 3=16、7Km/s 5)、地球同步卫星GMm/(R+h)2=m4π2(R+h)/T 2
h ≈3、6 km (h:距地球表面得高度)
6)、卫星绕行速度、角速度、周期 V=R GM ω= 3R GM T=2πGM
R 3 注意: (1)天体运动所需得向心力由万有引力提供,F n =F 引。(2)应用万有引力定律可估算天体得质量密度等。(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期与地球自转周期相同
(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)地球卫星得最大环绕速度与最小发射速度均为7、9Km/S
三.功能关系
1、功
(1)做功得两个条件: 作用在物体上得力、 物体在里得方向上通过得距离、
(2)功得大小: W=Flcosa 功就是标量 功得单位:焦耳(J)
1J=1N*m
当 0≤a <π/2 w>0 F 做正功 F 就是动力
当 a=π/2 w=0 (cos π/2=0) F 不作功
当π/2≤ a <π W<0 F 做负功 F 就是阻力
(3)总功得求法:
W 总=W 1+W 2+W 3……W n
W 总=F 合Lcosa
2、功率
(1) 定义:功跟完成这些功所用时间得比值、
P=W/t 功率就是标量 功率单位:瓦特(w) 此公式求得就是平均功率
1w=1J/s 1000w=1kw
(2) 功率得另一个表达式: P=Fvcosa
当F 与v 方向相同时, P=Fv 、 (此时cos0度=1)
此公式即可求平均功率,也可求瞬时功率
1)平均功率: 当v 为平均速度时
2)瞬时功率: 当v 为t 时刻得瞬时速度
3)额定功率: 指机器正常工作时最大输出功率
实际功率: 指机器在实际工作中得输出功率
正常工作时: 实际功率≤额定功率
(4) 机车运动问题(前提:阻力f 恒定)
P=Fv F=ma+f (由牛顿第二定律得)
汽车启动有两种模式
1) 汽车以恒定功率启动 (a在减小,一直到0) P恒定 v在增加 F在减小 F=ma+f
当F减小=f时 v此时有最大值 V
M = f p
2) 汽车以恒定加速度前进(a开始恒定,再逐渐减小到0) a恒定 F不变(F=ma+f) V在增加 P 也逐渐增加到最大 ,此时得P为额定功率即P一定 P恒定 v在增加 F在减小即F=ma+f 当F减小=f时 v此时有最大值(同上)
3、功与能
(1) 功与能得关系: 做功得过程就就是能量转化得过程功就是能量转化得量度
(2) 功与能得区别: 能就是物体运动状态决定得物理量,即过程量
功就是物体状态变化过程有关得物理量,即状态量这就是功与能得根本区别、
4、动能、动能定理
(1) 动能定义:物体由于运动而具有得能量、用E
k
表示
表达式 E
k =
2
1
mv2能就是标量也就是过程量
单位:焦耳(J) 1kgm2/s2 = 1J
(2) 动能定理内容:合外力做得功等于物体动能得变化
表达式 W
合=ΔE
k
=
2
1
mv2-
2
1
mv2
适用范围:恒力做功,变力做功,分段做功,全程做功
5、重力势能
(1) 定义:物体由于被举高而具有得能量、用E
p
表示表达式 Ep=mgh 就是标量单位:焦耳(J)
(2) 重力做功与重力势能得关系 W
重
=－ΔEp 重力势能得变化由重力做功来量度(3) 重力做功得特点:只与初末位置有关,跟物体运动路径无关
重力势能就是相对性得,与参考平面有关,一般以地面为参考平面
重力势能得变化就是绝对得,与参考平面无关
(4) 弹性势能:物体由于形变而具有得能量
弹性势能存在于发生弹性形变得物体中,跟形变得大小有关弹性势能得变化由弹力做功来量度
6、机械能守恒定律
(1) 机械能:动能,重力势能,弹性势能得总称总机械能:E=Ek+Ep 就是标量也具有相对性
机械能得变化,等于非重力做功 (比如阻力做得功)ΔE=W
非重
机械能之间可以相互转化
(2) 机械能守恒定律: 只有重力做功得情况下,物体得动能与重力势能发生相互转化,但机
械能保持不变表达式: E
1k +E
1p
=E
2
k
+E
2
p
成立条件:只有重力做功