本文汇总初中物理全部核心公式定理,共26条,涵盖力学、热学、光学、电学、磁学。点击下方按钮返回物理公式搜索工具查看更多学段公式。
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匀变速直线运动速度
高中物理 运动学
$v = v_0 + at$
匀变速直线运动末速度 = 初速度 + 加速度 × 时间。$a>0$ 加速,$a<0$ 减速。
📌 $v$:末速度,$v_0$:初速度,$a$:
加速度,$t$:时间
匀变速直线运动位移
高中物理 运动学
$x = v_0 t + \dfrac{1}{2}at^2$
匀变速直线运动位移。$v_0=0$ 时 $x=\dfrac{1}{2}at^2$。
📌 $x$:位移,$v_0$:初速度,$a$:加速度,$t$:时间
速度-位移公式
高中物理 运动学
$v^2 - v_0^2 = 2ax$
末速度平方减初速度平方 = 2×加速度×位移。不涉及时间时最方便。
📌 $v$:末速度,$v_0$:初速度,$a$:加速度,$x$:位移
自由落体运动
高中物理 运动学
$v = gt,\ h = \dfrac{1}{2}gt^2,\ v^2 = 2gh$
物体在重力作用下从静止下落,$v_0=0$、$a=g$ 的匀加速直线运动。
📌 $g \approx 9.8\,\text{m/s}^2$
平抛运动
高中物理 运动学
$x = v_0 t,\ y = \dfrac{1}{2}gt^2$
水平匀速 + 竖直自由落体。轨迹为抛物线。飞行时间由高度决定。
📌 $x$:水平位移,$y$:竖直位移
匀速圆周运动
高中物理 运动学
$v = \omega r,\ a = \dfrac{v^2}{r} = \omega^2 r,\ T = \dfrac{2\pi}{\omega}$
向心加速度方向始终指向圆心。周期 $T=\dfrac{1}{f}$。
📌 $v$:线速度,$\omega$:角速度,$r$:半径
向心力
高中物理 运动学
$F = m\dfrac{v^2}{r} = m\omega^2 r$
做匀速圆周运动的物体所受合力指向圆心。向心力是效果力而非性质力。
📌 $F$:向心力,$m$:质量,$v$:线速度,$r$:半径
牛顿第一定律
高中物理 力学
$F_{\text{合}}=0 \iff$ 物体保持静止或匀速直线运动
一切物体在不受外力时总保持静止或匀速直线运动。惯性只与质量有关。
📌 惯性:物体保持原有运动状态的性质
牛顿第二定律
高中物理 力学
$F_{\text{合}} = ma$
物体加速度与合外力成正比、与质量成反比。加速度方向与合外力方向相同。
📌 $F_{\text{合}}$:合外力,$m$:质量,$a$:加速度
牛顿第三定律
高中物理 力学
$F_{A\to B} = -F_{B\to A}$(作用力与反作用力)
两物体间作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,分别作用在两个不同物体上。
📌 与平衡力的区别:作用物体不同
胡克定律
高中物理 力学
$F = kx$
弹簧弹力与形变量成正比。$k$ 为劲度系数。在弹性限度内成立。
📌 $F$:弹力,$k$:劲度系数(N/m),$x$:形变量
滑动摩擦力
高中物理 力学
$f = \mu N$
滑动摩擦力 = 动摩擦因数 × 正压力。方向与相对运动方向相反。
📌 $f$:摩擦力,$\mu$:动摩擦因数,$N$:正压力
万有引力定律
高中物理 力学
$F = G\dfrac{m_1 m_2}{r^2}$
任意两个物体之间都存在引力,与质量乘积成正比、距离平方成反比。
📌 $G=6.67\times10^{-11}\,\text{N·m}^2\!/\text{kg}^2$
天体运动(卫星)
高中物理 力学
$G\dfrac{Mm}{r^2} = m\dfrac{v^2}{r} = m\omega^2 r$
万有引力提供向心力。第一宇宙速度 $v\approx 7.9\,\text{km/s}$。同步卫星周期=24h。
📌 $M$:中心天体质量,$m$:卫星质量,$r$:轨道半径
动能
高中物理 功与能
$E_k = \dfrac{1}{2}mv^2$
物体由于运动而具有的能量。动能是标量,只与质量和速率有关。单位:焦耳(J)。
📌 $E_k$:动能,$m$:质量,$v$:速率
重力势能
高中物理 功与能
$E_p = mgh$
物体由于被举高而具有的能量。重力势能是相对的,与零势能面选取有关。
📌 $E_p$:重力势能,$m$:质量,$h$:高度
弹性势能
高中物理 功与能
$E_p = \dfrac{1}{2}kx^2$
弹簧发生弹性形变时储存的能量。
📌 $E_p$:弹性势能,$k$:劲度系数,$x$:形变量
动能定理
高中物理 功与能
$W_{\text{合}} = \Delta E_k = \dfrac{1}{2}mv_2^2 - \dfrac{1}{2}mv_1^2$
合外力做的功 = 动能的变化量。适用于单个物体,无论力是否恒力、轨迹是否直线。
📌 $W_{\text{合}}$:合外力做功,$v_1,v_2$:初末速度
机械能守恒定律
高中物理 功与能
$E_{k1}+E_{p1}=E_{k2}+E_{p2}$(仅重力/弹力做功时)
在只有重力或弹力做功的系统中,动能和势能相互转化但总和保持不变。
📌 $E_k$:动能,$E_p$:势能
动量
高中物理 动量
$p = mv$
动量 = 质量 × 速度。动量是矢量,方向与速度方向相同。
📌 $p$:动量(kg·m/s),$m$:质量,$v$:速度
动量定理
高中物理 动量
$F_{\text{合}}t = \Delta p = mv_2 - mv_1$
合外力的冲量 = 物体动量的变化量。缓冲原理:延长作用时间减小冲击力。
📌 冲量 = $F_{\text{合}}t$(N·s)
动量守恒定律
高中物理 动量
$m_1v_1+m_2v_2=m_1v_1'+m_2v_2'$(系统合外力为零)
系统不受外力或合外力为零时,系统总动量保持不变。碰撞、爆炸、反冲等用此定律。
📌 $v_1,v_2$:碰前速度,$v_1',v_2'$:碰后速度
简谐运动
高中物理 振动与波
$F=-kx$(回复力),$T=2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}$(弹簧振子)
回复力与位移成正比且方向相反。周期由系统本身决定。
📌 $x=A\sin(\omega t+\varphi_0)$
单摆周期
高中物理 振动与波
$T = 2\pi\sqrt{\dfrac{L}{g}}$(摆角<5°)
摆角很小时单摆做简谐运动,周期只与摆长和重力加速度有关。
📌 $T$:周期,$L$:摆长,$g$:重力加速度
波速公式
高中物理 振动与波
$v = \lambda f = \dfrac{\lambda}{T}$
波速 = 波长 × 频率。电磁波真空波速 $c=3\times10^8\,\text{m/s}$。
📌 $v$:波速,$\lambda$:波长,$f$:频率,$T$:周期
理想气体状态方程
高中物理 热学
$pV = nRT$
理想气体压强×体积 = 物质的量×气体常量×热力学温度。$T=t+273.15$(K)。
📌 $p$:压强(Pa),$V$:
体积(m³),$n$:物质的量,$R=8.31$
热力学第一定律
高中物理 热学
$\Delta U = Q + W$
系统内能变化 = 吸收热量 + 外界做功。能量守恒在热学中的体现。
📌 $\Delta U$:内能变化,$Q$:热量(吸热>0),$W$:做功
库仑定律
高中物理 电磁学
$F = k\dfrac{q_1 q_2}{r^2}$
真空中两点电荷静电力与电荷量乘积成正比、距离平方成反比。同斥异吸。
📌 $k=9.0\times10^9\,\text{N·m}^2\!/\text{C}^2$
电场强度
高中物理 电磁学
$E = \dfrac{F}{q}$
电场强度 = 试探电荷所受电场力 ÷ 电荷量。点电荷电场 $E=k\dfrac{Q}{r^2}$。
📌 $E$:电场强度(N/C或V/m),$q$:试探电荷
电容定义式
高中物理 电磁学
$C = \dfrac{Q}{U}$
电容 = 电荷量 ÷ 电压。平行板电容器 $C=\dfrac{\varepsilon_r S}{4\pi k d}$。
📌 $C$:电容(F),$Q$:电荷量(C),$U$:电压(V)
安培力
高中物理 电磁学
$F = BIL\sin\theta$
通电导线在磁场中受力。$\theta$ 为电流与磁场方向夹角。左手定则判定方向。
📌 $F$:安培力(N),$B$:磁感应强度(T),$I$:
电流
洛伦兹力
高中物理 电磁学
$F = qvB\sin\theta$
运动电荷在磁场中受力。左手定则判定方向(注意正负电荷方向相反)。
📌 $F$:洛伦兹力,$q$:电荷量,$v$:速度,$B$:磁感应强度
法拉第电磁感应定律
高中物理 电磁学
$\mathcal{E} = n\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$
感应电动势 = 线圈匝数 × 磁通量变化率。发电机和变压器基本原理。$\Phi=BS\cos\theta$。
📌 $\mathcal{E}$:感应电动势(V),$\Phi$:磁通量(Wb)
导体切割磁感线
高中物理 电磁学
$\mathcal{E} = BLv\sin\theta$
导体棒垂直切割磁感线产生感应电动势。右手定则判定电流方向。
📌 $\mathcal{E}$:感应电动势,$B$:磁感应强度,$L$:长度,$v$:速度
变压器原理
高中物理 电磁学
$\dfrac{U_1}{U_2} = \dfrac{n_1}{n_2},\ \dfrac{I_1}{I_2} = \dfrac{n_2}{n_1}$(理想变压器)
原副线圈电压比 = 匝数比。理想变压器输入功率 = 输出功率。
📌 $U_1,U_2$:原副线圈电压,$n_1,n_2$:原副线圈匝数
折射定律
高中物理 光学
$n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$
光从介质1进入介质2,入射角正弦与折射角正弦之比等于折射率之比。$n=\dfrac{c}{v}$。
📌 $n_1,n_2$:折射率,$\theta_1$:入射角,$\theta_2$:折射角
双缝干涉
高中物理 光学
$\Delta x = \dfrac{L\lambda}{d}$
杨氏双缝干涉相邻条纹间距。亮纹条件:$d\sin\theta=k\lambda$。
📌 $\Delta x$:条纹间距,$L$:缝屏距,$\lambda$:波长,$d$:双缝间距
光电效应方程
高中物理 原子物理
$E_k = h\nu - W_0$
光电子最大初动能 = 光子能量 − 逸出功。入射光频率须大于截止频率才发生。
📌 $h=6.63\times10^{-34}\,\text{J·s}$,$\nu$:频率,$W_0$:逸出功
质能方程
高中物理 原子物理
$E = mc^2$
物体能量与质量成正比。核反应质量亏损 $\Delta m$ 释放能量 $\Delta E=\Delta m·c^2$。
📌 $E$:能量,$m$:质量,$c=3\times10^8\,\text{m/s}$
放射性衰变规律
高中物理 原子物理
$N = N_0\left(\dfrac{1}{2}\right)^{\dfrac{t}{T_{1/2}}}$
放射性元素原子核数按指数衰减。$T_{1/2}$ 为半衰期,是放射性元素的固有属性。
📌 $N$:剩余核数,$N_0$:初始核数,$T_{1/2}$:半衰期
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