高中物理必修二所有公式汇总.pdf

1高高中中物物理理必必修修二二所所有有公公式式汇汇总总 第第五五章章 机机械械能能及及其其守守恒恒定定律律1 1恒力做功：恒力做功：W=FlcosW=Flcos（为为F F方向与物体位移方向与物体位移l l方向的夹角）方向的夹角）（1 1）两两种种特特殊殊情情况况：力力与与位位移移方方向向相相同同：=0=0，则，则W W=F Fl l 力力与与位位移移方方向向相相反反：=180=1800 0，则，则W W=-F Fl l，如如阻阻力力对对物物体体做做功功（2 2）9 90 00 0，力力对对物物体体做做正正功功；=9 90 00 0，力力不不做做功功；9 90 00 0 1 18 80 00 0，力力对对物物体体做做负负功功（3 3）总总功功：（正正、负负功功代代数数和和）；321WWWW总coslFW合总（4 4）重重力力做做功功：（是是初初、末末位位置置的的高高度度差差），升升高高为为负负，下下降降为为正正hmgWGh重重力力做做功功的的特特点点：只只跟跟起起点点和和终终点点的的位位置置有有关关，而而跟跟物物体体运运动动的的路路径径无无关关2 2功功率率（单单位位：瓦瓦特特）：平平均均功功率率：、；瞬瞬时时功功率率：P P=F Fv v瞬瞬tWP vFP注注意意：交交通通工工具具发发动动机机的的功功率率指指牵牵引引力力做做功功的的功功率率：P P=F F牵牵v v在在水水平平路路面面上上最最大大行行驶驶速速度度：（当当F F牵牵最最小小时时即即F F牵牵=F F阻阻，a a=0 0）阻FPvmax3 3重重力力势势能能：E EP P=m mg gh h（h h是是离离参参考考面面的的高高度度，通通常常选选地地面面为为参参考考面面），具具有有相相对对性性4 4弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能：（k k为为弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数，为为弹弹簧簧的的形形变变量量）221lkEPl5 5动动能能：6 6.探究功与物体速度变化关系：结果为如下图所示（探究功与物体速度变化关系：结果为如下图所示（W W-v v2 2关系）关系）221mvEK7 7动动能能定定理理：在在一一个个过过程程中中合合力力对对物物体体所所做做的的功功，等等于于物物体体在在这这个个过过程程中中动动能能的的变变化化，即即末末动动能能减减去去初初动动能能。或或12KKEEW合21223212121mvmvWWW 8 8机机械械能能：物物体体的的动动能能、重重力力势势能能和和弹弹性性势势能能的的总总和和，PKEEE9 9机机械械能能守守恒恒定定律律：2211PKPKEEEE（动动能能只只跟跟重重力力势势能能转转化化的的）2221212121mghmvmghmv条条件件：只只有有重重力力做做功功或或只只有有重重力力、弹弹簧簧弹弹力力做做功功即即动动能能只只跟跟势势能能转转化化思思路路：对对求求变变力力做做功功、瞬瞬间间过过程程力力做做功功、只只关关注注初初、末末状状态态的的，动动能能定定理理优优势势大大大大地地方方便便！对对求求曲曲线线运运动动、只只关关注注初初、末末状状态态的的，且且不不计计摩摩擦擦的的（只只有有动动能能与与势势能能间间相相互互转转化化）用用机机械械能能守守恒恒定定律律较较好好！如如下下面面的的几几 种种情情况况，用用机机械械能能守守恒恒定定律律方方便便（不不计计阻阻力力），若若有有阻阻力力，则则用用动动能能定定理理来来求求速速度度、阻阻力力做做的的功功等等。W2v0 60 L m ABhA B h v0ABR2第第六六章章 曲曲线线运运动动1 1运动的合成与分解：运动的合成与分解是指运动的合成与分解：运动的合成与分解是指 l l 、v v、a a 的合成与分解。由于位移、速度、加速度都是矢量，合成时均的合成与分解。由于位移、速度、加速度都是矢量，合成时均遵循平行四边形定则。遵循平行四边形定则。2 2平抛运动及其规律：平抛运动及其规律：（1 1）平抛运动：物体以一定速度水平抛出，）平抛运动：物体以一定速度水平抛出，只受重力作用的运动只受重力作用的运动（a a=g g，方向竖直向下），方向竖直向下）（2 2）处理方法：运动的合成与分解）处理方法：运动的合成与分解平抛运动可看成是由水平方向的匀速直线运平抛运动可看成是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体动和竖直方向的自由落体运动的合成运动的合成（3 3）规律：分位移）规律：分位移 x xv v0 0t t y=hy=h（落地时间仅由抛出点高度决定）（落地时间仅由抛出点高度决定）221gt分速度分速度 v vx xv v0 0 v vy y=gtgt某一时刻瞬时速度（合速度）大小：某一时刻瞬时速度（合速度）大小：22yxvvv此刻瞬时速度的方向：此刻瞬时速度的方向：tvgvvy00tan物体位移（合位移）大小物体位移（合位移）大小：l l，方向：，方向：22yx xytan3 3圆周运动：圆周运动：（1 1）线速度：）线速度：；角速度：；角速度：（单位：弧度每秒（单位：弧度每秒rad/srad/s）Trtlv2Tt2（2 2）线速度与角速度、半径）线速度与角速度、半径r r的关系：的关系：v=rv=r（3 3）转速（）转速（n n）与周期的关系：）与周期的关系：（1 1 秒转多少圈叫转速，转秒转多少圈叫转速，转 1 1 圈的时间叫周期）圈的时间叫周期）nT1（4 4）向心加速度：）向心加速度：，方向始终指向圆心，不断变化，方向始终指向圆心，不断变化22224Trrrvan（5 5）向心力：）向心力：，方向始终值向圆心，不断变化，方向始终值向圆心，不断变化22224TmrmrrvmFn注意：向心力是指向圆心的合力，按效果命名的，不能说物体除受到其它力外又受到一个向心力。如图所示，汽车、小球注意：向心力是指向圆心的合力，按效果命名的，不能说物体除受到其它力外又受到一个向心力。如图所示，汽车、小球在最高（低）点的向心力就是重力和支持力（重力和拉力、在最高（低）点的向心力就是重力和支持力（重力和拉力、B B 点：重力和轨道对球的压力）的合力。点：重力和轨道对球的压力）的合力。支持力与压力是作支持力与压力是作用力和反作用力，大小相等。用力和反作用力，大小相等。第第七七章章 万万有有引引力力与与航航天天 A A B B v v v v1 1 v v2 2 )O R M m 60 L m v0ABR31 1开普勒行星运动第三定律：开普勒行星运动第三定律：，k k与行星无关，仅由恒星质量决定与行星无关，仅由恒星质量决定)(23定值kTa大多数行星轨道近似为圆，这样定律中半长轴大多数行星轨道近似为圆，这样定律中半长轴a a即为轨道半径即为轨道半径r r，所以有，所以有kTr232 2万有引力定律（牛顿发现）：万有引力定律（牛顿发现）：（G G 为引力常量，由卡文迪许首先为引力常量，由卡文迪许首先221rmmGF 测出）测出）3 3一天体绕着另一天体（称为中心天体）做匀速圆周运动时，基本方程有一天体绕着另一天体（称为中心天体）做匀速圆周运动时，基本方程有即即nFF万222224mrTmrrvmrMmG在地球表面质量为在地球表面质量为m m1 1物体有：物体有：即即 gmRMmG1212gRGM 注意：（注意：（a a）R R为地球（星球）的半径，为地球（星球）的半径，r r为轨道半径，也是天体间的距离；为轨道半径，也是天体间的距离；M M为中心天体质量，为中心天体质量，m m为做匀速圆周运动的天为做匀速圆周运动的天体质量，体质量，g g为地球（星球）表面的重力加速度为地球（星球）表面的重力加速度 （b b）对卫星来说：）对卫星来说：r rR Rh h推广：在星球表面质量为推广：在星球表面质量为m m物体有：物体有：即即星球星球星球mgRmMG22星球星球星球RgGM常见题型：（常见题型：（1 1）由）由可得：可得：是分析卫星运行速度的重要公式（式中是分析卫星运行速度的重要公式（式中r rR Rh h）；向心加速度：；向心加速度：rGMv，周期和角速度可由：，周期和角速度可由：、来分析来分析22rGMrvanvrT2T2（2 2）由）由与与可分析中心天体的质量、中心天体的密度及天体表面的重力加速度可分析中心天体的质量、中心天体的密度及天体表面的重力加速度4 4第一宇宙速度：近地卫星的运行速度叫第一宇宙速度第一宇宙速度：近地卫星的运行速度叫第一宇宙速度由于近地卫星的由于近地卫星的h h远远小于远远小于R R，可近似认为，可近似认为r rR R ，所以由，所以由RvmRMmG22得得 7.97.9km/skm/s即近地卫星的运行速度叫地球第一宇宙速度，也是最小的发射速度。高空卫星的运行速即近地卫星的运行速度叫地球第一宇宙速度，也是最小的发射速度。高空卫星的运行速gRRGMv度小于度小于 7.97.9km/skm/s，但发射速度大于，但发射速度大于 7.97.9km/skm/s。推广：由推广：由得任意星球第一宇宙速度：得任意星球第一宇宙速度：星球星球星球星球RvmRmMG22星球星球星球星球星球RgRGMv其它公式总结其它公式总结 1 1牛顿第二定律：牛顿第二定律：2 2滑动摩擦力：滑动摩擦力：maF合NFF3 3匀变速直线运动：匀变速直线运动：（1 1）位移公式：）位移公式：（2 2）速度公式：）速度公式：2021attvxatvv0 地地球球 （M）卫卫星星（m）rRh R h F4（3 3）速度与位移公式：）速度与位移公式：（4 4）平均速度：）平均速度：（只适用匀变速直线）（只适用匀变速直线）axvv220220vvv4 4自由落体运动：自由落体运动：（1 1）位移公式：）位移公式：（2 2）速度公式：）速度公式：221gth gtv 5 5向心加速度的推导：设做匀速圆周运动的物体的线速度的大小为向心加速度的推导：设做匀速圆周运动的物体的线速度的大小为v v ，轨迹半径为，轨迹半径为r r。经过时间。经过时间tt，物体从，物体从A A点运动到点运动到B B点。尝试用点。尝试用v v 、r r 写出向心加速度的表达式。写出向心加速度的表达式。v vA A、v vB B、vv 组成的三角形与组成的三角形与 ABOABO相似相似当当tt 很小很小时，很小很小时，ABAB=ll6 6验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律：（1 1）打打B B点点时时的的速速度度：（式式中中t t=0 0.0 02 2s s；在在计计算算时时x x要要注注意意单单位位！）txvvACB2（2 2）器材：刻度尺、交流电源（电磁打点计时器：电压为）器材：刻度尺、交流电源（电磁打点计时器：电压为 1010v v以下；电火花计时器：电压为以下；电火花计时器：电压为 220220v v）、导线、铁架台（其、导线、铁架台（其它见图）它见图）（3 3）实验步骤：）实验步骤：A.A.把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源B.B.将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度C.C.先接通电源，再释放纸带先接通电源，再释放纸带D.D.更换纸带，重复实验，根据记录处理数据更换纸带，重复实验，根据记录处理数据（4 4）实验原理：）实验原理：221mvmgh（5 5）误差分析：数据处理结果：）误差分析：数据处理结果：，主主要要原原因因221mvmgh 是是重重锤锤受受到到空空气气阻阻力力及及纸纸带带受受到到摩摩擦擦阻阻力力，这这样样减减少少的的重重力力势势能能有有部部分分转转化化为为热热，所所以以。221mvmgh 7 7平平抛抛规规律律：左左图图说说明明竖竖直直方方向向：自自由由落落体体运运动动右右图图说说明明水水平平方方向向：匀匀速速直直线线运运动动上图中斜槽末端水平目的：保证小球飞出的初速度方向水平上图中斜槽末端水平目的：保证小球飞出的初速度方向水平rvABvrvABvtABrvtvanvtltABrvvrvan2