高中物理知识全集，内容包括：

运动学（必修1与必修2）运动、匀变速运动、牛顿运动定律、曲线运动、万有引力、机械能守恒

力学（必修1与必修2）基本相互作用、力 、力的合成与分解

电磁学（选修3-1与3-2）静电场、恒定电流、磁场、电磁感应、交变电流

振动与波（选修3-4）机械振动、机械波、光、电磁波

运动学

一、运动

1、质点与参考系

(1)在某些情况下,物体可看作质点。

(2)用来做参照物的物体叫参考系。

2、时间、路程与位移

(1)“时间”指时间间隔或时刻

(2)路程是物体运动轨迹的长度,位移是物体位置的变化。路程是标量,只有大小,没有方向;位移是矢量,既有大小,又有方向

3、速度

(1)用单位时间物体运动的位移表示物体运动的快慢,这就是速度,速度单位为m/s(或cm/s、km/h等)

*速度是矢量,不是标量

(2)公式:v=x/t

(3)瞬时速度的大小叫速率(速率是标量)

5、加速度

(1)加速度是速度变化量与时间的比值,加速度单位为米每二次方秒(加速度是矢量)

(2)公式:a=v/t

二、匀变速运动

1、匀变速直线运动公式:

(1)v=v0+at    (2)x=v0t+(at^2)/2    (3)v^2-v0^2=2ax

2、自由落体运动

(1)物体在重力作用下静止下落的运动叫自由落体运动

(2)自由落体运动的加速度叫自由落体加速度(或重力加速度,用g表示,g=9.8m/s2)

(3)公式:h=(gt^2)/2     v=gt     v^2=2gh

三、牛顿运动定律

1、牛顿第一定律:惯性定律

2、牛顿第二定律:F=ma

*力的单位:牛顿(N,1N=1kg·m/s^2)

*力学单位制

✔力学基本量:长度、质量、时间

✔基本单位:米、千克、秒,其它是导出单位

*国际单位制基本单位

长度:符号l,单位:米(m)

质量:符号m,单位:千克(kg)

时间:符号t,单位:秒(s)

电流:符号I,单位:安[培](A)

热力学温度:符号T,单位:开[尔文](K)

物质的量:符号n,单位:摩[尔](mol)

发光强度:符号I,单位:坎[德拉](cd)

3、牛顿第三定律:作用力与反作用力(大小相等,方向相反,同时存在,同时消失)

4、超重与失重：当F>G超重,当F<G失重。

四、曲线运动

1、曲线运动速度方向是曲线的切线方向

2、曲线运动是变速运动

3、当物体所受合力方向与速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动

4、平抛运动(横匀竖直抛物线)

5、圆周运动

(1)线速度:v=s/t

(2)角速度(单位:弧度每秒,rad/s、s^-1): ω=θ/t

*角度θ单位为弧度(rad)

(3)转速n单位:转每秒(r/s)、转每分(r/min)

(4)周期T、频率f、转速n关系:n=f=1/T

*公式v=ωr、v=2πr/T、ω=2π/T

(5)向心加速度:

an=v^2/r、an=w^2r、an=(4π^2 r)/T^2 、an=4π^2f^2r、an=ωv

(6)向心力:Fn=(mv^2)/r、Fn=mω^2r

*生活中圆周运动:火车转弯、拱形桥、凹形桥(过水路面)

生活中离心运动:脱水桶、离心制管、汽车过弯超速

五、万有引力

1、开普勒行星运动定律:

开普勒第一定律:所有行星绕太阳运动转轨道都是椭圆,太阳处在椭圆一个焦点上。

开普勒第二定律:对于任一行星,它与太阳连线在相等时间内扫过相等面积。

开普勒第三定律:所有行星轨道半长轴的三次方与它公转周期二次方比值相等。=k

2、万有引力定律:F=(Gm1 m2)/r^2 ,引力常数

G=6.67259×10^-11N·m^2/kg^2(卡文迪许测)

3、常用公式与等量关系:

G=F引、Fn=F引、V=  4/3πr^3、F=GMm/R^2 

4、常用数据:太阳质量:2×10^30kg、地球质量:6×10^24kg、引力常数:G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2

5、宇宙速度:

第一宇宙速度(环绕速度):7.9km/s

第二宇宙速度(脱离速度):11.2km/s

第三宇宙速度(逃逸速度):16.7km/s

六、机械能守恒

1、动能:Ek=  1/2mv^2

2、重力势能:Ep=mgh、弹性势能:Ep=  1/2kx^2

3、功:W=Flcosα

4、正功与负功

5、功率:P=W/t、P=Fv

6、动能定理:功=动能变化量

7、机械能守恒定律:E=Ek+Ep

8、能量守恒定律

力学

一、基本相互作用

1、万有引力

2、电磁相互作用

3、强相互作用

4、弱相互作用

二、力

1、物体间的相互作用叫力

2、力的单位是牛顿(简称牛,符号N)

3、力是矢量,既有大小,又有方向

4、力的三要素:大小、方向、作用点

5、重力

(1)大小:G=mg

(2)方向:竖直向下

(3)作用点:重心

6、弹力

(1)产生条件:a直接接触,b弹性形变

(2)压力、拉力、支持力都属于弹力

(3)弹力方向:垂直于接触面,指向被弹物体,或沿绳收缩方向

(4)胡克定律:F=kx

*k为弹簧劲度系数,单位为牛顿每米(符号N/m)

7、摩擦力

(1)产生条件

接触面粗糙,物体之间有弹力,相对运动趋势

(2)静摩擦力与压力无关,与外力大小有关,最大静摩擦力大小与压力有关。

(3)方向:与相对运动趋势方向相反

(4)大小:F=μFN

*μ为动摩擦因数(没有单位)

*除了滑动摩擦外,还有滚动摩擦

三、力的合成与分解

1、遵循平行四边形法则(三角形法则)

2、适用于共点力

电磁学

一、静电场

1、丝绸摩擦过的玻璃带正电荷,毛皮摩擦过的橡胶带负电荷

2、摩擦起电与感应起电(静电感应)

3、电荷守恒定律

4、电荷量:单位:库仑(简称:库,符号:C),正电荷电荷量为正,负电荷电荷量为负

*两电荷相互接触,电荷量变为两者平均值

5、元电荷:e=1.6×10^-19C

6、比荷(电荷量与质量之比)

电子质量:me=9.1×10^-31kg

电子比荷:e/me=1.76×10^11C/kg

7、电荷同斥异吸

8、验电器

9、带电物体能吸引轻小物体

10、点电荷:只有电荷的理想化物理模型

11、库仑定律:F=(kq1 q2)/r^2 

静电力常量:k=9×10^9N·m^2/C^2

电荷间相互作用力为静电力(库仑力)

12、静电场

(1)电场强度E=,单位:牛顿每库仑(简称:牛每库,符号:N/C)、伏特每米(简称:伏每米,符号:V/m),1V/m=1N/C

公式:定义式:E=F/q、决定式:E=kQ/r^2 

(2)电场线:正出负进,永不相交

不规则导体,越尖的地方,电荷分布越密,电场线也越密

*电场线不存在,电场存在

(3)匀强电场

13、电势与电势能

(1)电势能:WAB=EpA-EpB

(2)电势:φ=Ep/q,单位:伏特(符号:V),1V=1J/C,标量,只有大小,没有方向

*沿着电场线方向,电势逐渐降低

(3)电场线与等势面垂直,并从高的等势面指向低的等势面。等势面上电势相同,相邻等势面电势差相等。电场强度越大,等势面越密,电场强度越小,等势面越疏。

14、电势差(电压)UAB=φA-φB、UBA=φB-φA

公式:UAB=WAB/q

15、静电现象

(1)静电平衡(导体内部电场处处为0,电势处处相等,但不为0)

*静电平衡导体为等势体,其表面为等势面

(2)导体内部无电荷(自由电荷),电荷只分布在导体表面,越尖的位置电荷密度越大,凹陷位置几乎没有电荷

(3)尖端放电

(4)静电屏蔽(用金属容器、金属网、金属丝)

16、电容器与电容

(1)电容器(两块平行金属板,中间夹一层绝缘物质——电介质,电学符号: ┤├,能转化电能与电场能)

(2)电容:C=Q/U,单位:法拉(简称:法,符号:F)、微法(μF)、皮法(pF)(关系:1μF=10^-6F,1pF=10^-12F)

公式:定义式: C=Q/U、决定式:C=εS/4πkd

*ε(艾普希龙)是一个常数,与电介质性质有关,称为相对介电常数

(3)常用电容器

固定电容器:聚苯乙烯电容器、电解电容器

可变电容器

17、带电粒子在电场中运动

二、恒定电流

1、恒定电流

产生条件:自由电荷,电源电压

特点:电流大小、方向不变

2、电流:单位:安培(简称:安,符号:A)、毫安(mA)、微安(μA)(关系:1000)

公式:q=It

*开关闭合后,建立恒定电场(产生恒定电流)速率为光速

3、电动势

(1)电动势(电源把1C正电荷从负极运到正极做功)

公式:E=W/q

*电源的电阻叫内阻

*同电动势电池,号数越大,电池体积越小,容量越小

4、欧姆定律( I=  U/R )

(1)电阻:单位:欧姆(简称:欧、符号:Ω)、千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)(关系:1000)

(2)伏安法测电阻

(3)导体伏安特性曲线

✔线性元件:金属导体、电解质溶液

✔非线性元件:半导体(随着温度上升,电阻减小)、气态导体(随着温度上升,电阻增大)

5、电路

串联电路：I=I1=I2、U=U1+U2、R=R1=R2、U1:U2=R1:R2

并联电路：

I=I1+I2、U=U1=U2、1/R=1/R1 +1/R2 、I1:I2=1/R1∶1/R2 

6、电流表与电压表

7、焦耳定律:

总:W=UIt=Pt→P=IU

热:Q=I^2Rt、P=I^2R

机械:P=UI-I^2R

8、导体电阻:R=pl/S

p为比例常数(电阻率,单位:Ω·m)

9、闭合电路欧姆定律

E=IR+Ir、I=E/(R+r)、E=U外+U内

10、测电源电动势、内阻

(1) P为滑动变阻器

(2) R为变阻箱

11、欧姆表

12、多用电表

使用方法

测电流:电流从红表笔流入,串联

测电压:红表笔接触点电势高,并联

测电阻:被测电阻与外电路断开

机械调零→选择电阻挡→欧姆调零→测量电阻→将选择开关打到OFF挡或交流电压挡

*再次测量,重新调零

13、二级管,单向导电,半导体元件

14、逻辑电路

1、磁性(能吸引铁、钴、镍的性质)、磁极(南极S、北极N)

2、1820年,奥斯特发现了电流的磁效应。

3、磁感应强度

方向:小磁针静止时N极指向

大小:B=F/IL

单位:特斯拉(简称:特,符号:T)、1T=1N/(A·m)

公式:F=BIL、B=F/IL

4、磁感线(北出南进,不相交)

5、安培定则(右手螺旋定则)

(1)导线：右手握导线,拇指指向电流方向,四指指向磁感线环绕方向

(2)环形电流、通电螺线管：右手四指指向电流方向,拇指指向磁感线方向

6、安培分子电流假说

(1)解释磁现象

(2)揭示电与磁的本质

(3)电场、磁场均由电荷产生,静止电荷只产生电场,运动电荷既产生电场,又产生磁场

7、磁通量

单位:韦伯(简称:韦、符号:Wb),1Wb=1T·m^2

公式: Φ=BS

8、安培力

(1)左手定则：磁感线从掌心进入,四指指向电流方向,拇指指向安培力方向

(2)公式:F=BIL

9、电磁式电流表构成:磁铁、线圈、螺旋弹簧、极靴、铁质圆柱

10、运动电荷在磁场中受力(洛伦兹力)

(1)左手定则：磁感线从掌心进入,四指指向正电荷运动方向,拇指指向正电荷受力方向(受电荷受力方向相反)

*左电机,右机电,右手螺旋磁力线

(2)公式:F=Bqv

(3)安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观表现,两种力本质相同。

(3)特点:洛伦兹力一般不对运动电荷做功,只改变v的方向,不改变v的大小。

*若一个受洛伦兹力的电荷作直线运动,则该电荷作匀速直线运动,受力平衡

11、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动

公式:  1/2mv^2=qU、FA=Fn→ Bqv=(mv^2)/r

四、电磁感应

1、1820年4月,奥斯特发现电流的磁效应,揭示了电与磁的联系。1831年8月,法拉第发现电磁感应,证实了电与磁的联系。

2、电磁感应产生感应电流的原因:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。

3、产生感应电流条件:闭合导体回路磁通量变化

4、楞次定律:感应电流磁场阻碍引起感应电流的磁通量变化(增反减同,来拒去留)

5、法拉第电磁感应定律E=nφ/t、E=Blv

6、电磁感应现象:感生电场、动生电场

7、互感(两个线圈,如:变压器)、自感(一个线圈)

8、自感:E= IL/t

L为自感系数(简称:自感、电感)、单位:亨利(简称:享,符号:H)、毫亨(mH)、微亨(uH)

9、涡电流(简称:涡流)

应用:真空冶炼炉、电磁炉、工兵扫雷、安检门

防止:硅钢片做线圈铁芯

10、电磁阻尼(安培力阻碍导体运动)应用:电表用铝框做线圈骨架

11、电磁驱动应用:交流感应电动机

五、交变电流

1、交变电流(交流,AC):电流、电压周期性变化

2、直流(DC):电流大小、方向不变

3、正弦式交变电流(正弦式电流)

(1)变化规律:

e=Emsinωt、u=Umsinωt、i=Imsinωt

Em、Im、Um为峰值

(2)周期T=2π/ω、频率(单位:赫兹,简称:赫、符号:Hz,1Hz=1s^-1)　f=1/T、w=2πf

(3)正弦式交变电流有效值:

I=Im/√2≈0.707Im、U=Um/√2≈0.707Um

*交流电电流有效值::I=√((∫0 T i^2 dx)/T)

 (4)u=Emsin(ωt+φ)

相位: ωt+φ、初相: φ

4、电感

(1)感抗:RL=2πfL

(2)扼流圈

低频扼流圈:通直流、阻交流

高频扼流圈:通直流、通低频、阻高频

5、电容

(1)容抗:RC=1/2πfC

(2)电容器:隔直流、通交流

6、变压器

(1)构造:铁芯、原线圈(初级线圈)、副线圈(高级线圈)

(2)公式:U1/U2  =n1/n2 =I2/I1 、P1=P2

7、电能输送

a发电站(10kV)→升压变压器(220kV) →长距离输电线路→一次高压变电站(110kV) →二次高压变电站(10kV)

b二次高压变电站→低压变电站(220V) →其他用户

c二次高压变电站→工厂(380V)

振动与波

一、机械振动

1、简谐运动：

振动图象(x-t图象)为正弦曲线:

x=Asin(ωt+φ)或x=Asin(2π/Tt+φ0),例如:弹簧振子

基本概念:振幅、周期、频率、相位

*简谐运动回复力:F=-kx

2、单摆

(1)回复力:F=- mg/lx

(2)周期:T= 2π√(l/g)

公式:g=(4π^2 l^2)/T^2 

3、振动(固有频率、阻尼振动、受迫振动、共振)

二、机械波

1、机械波:横波(波峰、波谷)、纵波(密部、疏部)

2、特性

(1)起振同向不同时,从近到远,只振动,不移动

(2)能传播振动形式、能量、信息

(3)受迫振动

(4)带动性、滞后性、重复性

3、条件:介质、波源

*有振动不一定有波,有波一定有振动

4、波的图象(波长、频率、波速、振幅、周期)

公式:v=fλ、v=λ/T

5、波的衍射、干涉

6、多普勒效应

应用:多普勒测速仪、彩超

7、惠更斯原理

三、光

1、光的反射(反射角=入射角)

2、折射: (sinθ1)/(sinθ2 )=n12(1入射角、2折射角)

折射率:n=c/v

3、全反射

临界角:sinC=1/n 

*光频率越大,折射率越大

*介质:光疏介质、光密介质

全反射应用:光导纤维

4、光的干涉

双缝干涉:明暗相间,间距相等

相干光:能相互干涉的光

5、双缝干涉测光波长

光源→滤色片→单缝→双逢→遮光筒→毛玻璃(光屏)→放大镜

公式:x=l/dλ、x=α/(n-1)

6、光的衍射(中间亮、宽,两侧对称、暗、窄)

7、光的偏振

(1)自然光→起偏振器(偏振片) →偏振光

(2)应用:照相机、液晶显示器

8、光的颜色、色散

干涉:薄膜干涉、白光干涉

折射:棱镜

9、激光

特点:高度相干性、平行度好、亮度高

应用:全息照相、光盘、激光刀

四、电磁波

1、电磁振荡(LC振荡电路)

T=2π√LC

2、电磁波收发

(1)调制:调幅(AM)、调频(FM)

(2)调谐

(3)解调(检波)

3、电磁波谱

无线电波(长波、中波、短波)-微波-红外线-可见光(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)-紫外线-X射线-Y射线