物理竞赛公式参考模板范本.doc

1、物理竞赛公式物理竞赛公式一、质点的运动（1）-直线运动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)/21/2 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)a0；反向则aF2) 2.互成角度力的合成 F=(F12+F22+2F1F2cos)1/2 F1F2时: F=(F12+F22)1/2 3.合力大小范围 |F1-F2|F|F1+F2| 4.

2、力的正交分解Fx=Fcos Fy=Fsin 为合力与x轴之间的夹角tg=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(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。四、动力学（运动和力）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

3、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.共点力的平衡F合=0 二力平衡 5.超重：NG 失重：NG注:平衡状态是指物体处于静上或匀速度直线状态,或者是匀速转动。五、振动和波（机械振动与机械振动的传播）1. 简谐振动F=-KX F:回复力 K:比例系数 X:位移 负号表示F与X始终反向。2.单摆周期T=2(L/g)1/2 L:摆长(m) g:当地重力加速度值 成立条件:摆角503.受迫振动频率特点：f=f驱动力 4.发生共振条件:f驱动力=f固 共振的防止和应用A1405.波速公式V=S/t=f=/T 波传播过程中，

4、一个周期向前传播一个波长。6.声波的波速(在空气中） 0：332m/s 20:344m/s 30:349m/s (声波是纵波)7.波发生明显衍射条件： 障碍物或孔的尺寸比波长小，或者相差不大。8.波的干涉条件： 两列波频率相同 *(相差恒定、振幅相近、振动方向相同）注：（1）物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关。（2）加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，减弱区则是波峰与波谷相遇处。（3）波只是传播了振动，介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式。（4）干涉与衍射是波特有。(5)振动图象与波动图象。六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化）1.动量P=mV P:动量(Kg/S) m:质量(K

5、g) V:速度(m/S) 方向与速度方向相同3.冲量I=Ft I:冲量(NS) F:恒力(N) t:力的作用时间(S) 方向由F决定4.动量定理I =P 或 Ft= mVt - mVo P: 动量变化P=mVt - mVo 是矢量式5.动量守恒定律P前总=P后总 P=P m1V1+m2V2= m1V1+ m2V2 6.弹性碰撞P=0；EK=0 （即系统的动量和动能均守恒）7.非弹性碰撞P=0；0EKEKm EK：损失的动能 EKm：损失的最大动能8.完全非弹性碰撞P=0；EK=EKm (碰后连在一起成一整体)9.物体m1以V1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰(见教材C158):V1=(m1-

6、m2)V1/(m1+m2) V2=2m1V1/(m1+m2)10.由9得的推论-等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)11.子弹m水平速度Vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M，并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损 E损=mVo2/2-(M+m)Vt2/2=fL相对 Vt:共同速度 f:阻力注：(1)正碰又叫对心碰撞，速度方向在它们“中心”的连线上。(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算（3）系统动量守恒的条件:合外力为零或内力远远大于外力,系统在某方向受的合外力为零，则在该方向系统动量守恒(4)碰撞过程(时间极短，发生碰撞的物体构成的系统)视为动

7、量守恒,原子核衰变时动量守恒。(5)爆炸过程视为动量守恒，这时化学能转化为动能，动能增加。七、功和能（功是能量转化的量度）1.功W=FScos （定义式） W:功(J) F:恒力(N) S:位移(m) :F、S间的夹角2.重力做功Wab=mghab m:物体的质量 g=9.810 hab：a与b高度差(hab=ha-hb)3.电场力做功Wab=qUab q:电量（C） Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=Ua-Ub4.电功w=UIt （普适式） U：电压（V） I:电流(A) t:通电时间(S)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(

8、S)8.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9.汽车以恒定功率启动、 以恒定加速度启动、 汽车最大行驶速度(Vmax=P额/f)10.电功率P=UI (普适式) U：电路电压(V) I：电路电流(A)11.焦耳定律Q=I2Rt Q:电热(J) I:电流强度(A) R:电阻值() t:通电时间(秒)12.纯电阻电路中I=U/R P=UI=U2/R=I2R Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt13.动能Ek=mv2/2 Ek:动能(J) m：物体质量(Kg) v:物体瞬时速度(m/s)14.重力势能EP=mgh EP :重力势能(J) g:重力加速度 h:竖直高度

9、(m) (从零势能点起)15.电势能A=qUA A:带电体在A点的电势能(J) q:电量(C) UA:A点的电势(V)16.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加) W合= mVt 2/2 - mVo2/2 W合=EKW合:外力对物体做的总功 EK:动能变化EK =( mVt 2/2- mVo2/2)17.机械能守恒定律E=0 EK1+EP1=EK2+EP2 mV12/2+mgh1=mV22/2+ mgh2 18.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG= - EP注:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少。（2）O090O 做正功； 90O180O 做

10、负功；=90o 不做功(力方向与位移（速度）方向垂直时该力不做功)。 （3）重力（弹力、电场力、分子力）做正功，则重力（弹性、电、分子）势能减少。（4）重力做功和电场力做功均与路径无关（见2、3两式）。（5）机械能守恒成立条件：除重力（弹力）外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化 (6)能的其它单位换算:1KWh(度)=3.6106J 1eV=1.6010-19J。*（7）弹簧弹性势能E=KX2/2 。八分子动理论、能量守恒定律1.阿伏加德罗常数NA=6.021023/mol 2.分子直径数量级10-10米3.油膜法测分子直径d=V/s V:单分子油膜的体积(m3) S:油膜表面积(m2)4

11、.分子间的引力和斥力(1) rr0 f引r0 f引f斥 F分子力表现为引力(4) r10r0 f引=f斥0 F分子力0 E分子势能05.热力学第一定律W+Q=E (做功和热传递，这两种改变物体内能的方式，在效果上是等效的) W:外界对物体做的正功(J) Q:物体吸收的热量(J) E:增加的内能(J)注:(1)布朗粒子不是分子,布朗粒子越小布朗运动越明显,温度越高越剧烈。(2)温度是分子平均动能的标志。(3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快。(4)分子力做正功分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小。(5)气体膨胀,外界对气体做负功WR R的测量值

12、=U/I=UR/(IR+IV)= RVR/(RV+R)RA 或R(RARV)1/2 选用电路条件RRV 或R(RARV)1/212.变阻器在电路中的限流接法与分压接法 电压调节范围小,电路简单,功耗小 电压调节范围大,电路复杂,功耗较大便于调节电压的选择条件RpRo 便于调节电压的选择条件Rp4ff :凸透镜的焦距 L :物与屏之间的距离 d:移动凸透镜两次成像位置间的距离6.光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C： sinC=1/n7.凸透镜中物和像的移动速度比较:成倒立缩小像时,物移动速度大于像移动速度:V物V像。注:(1)平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像,像与物沿平面镜对称

13、。(2)三棱镜折射成像规律:成虚像,出射光线向底边偏折,像的位置向顶角偏移。(3) 在用共轭法求凸透镜的焦距时成像时，第一次成像的物距就是第二次成像的像距。(4)凹透镜与凸面镜成都是缩小的虚像。(5)光导纤维是光的全反射的实际应用,放大镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜(6)熟记各种光学仪器的成像规律,利用反射(折射)规律、光路的可逆、透镜的三条特殊光线等作出光路图是解题关键。(7)白光通过三棱镜发色散规律：紫光靠近底边出射B198十七、光的本性（光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性）1.两种学说: 微粒说(牛顿) 波动说(惠更斯)2双缝干涉:中间为亮条纹, 亮条纹位置:d= n 暗条纹位置

14、:d=(2n+1)/2n=0,1,2,3, d:路程差(光程差) :光的波长 /2:光的半波长3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的颜色按频率从低到高的排列顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 (助记：紫光的频率大，波长小。)4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d=/45.电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线。6.光子说,一个光子的能量E= :普朗克常量 :光的频率7.光电方程mVm2/2=-W mVm2/2:光电子初动能 :光子能量 W:金属的逸出功注:(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条

15、件、图样及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等(2)理解光的电磁说,知道光的电磁本质以及红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用。(3)光的直线传播只是一种近似规律。(4)其它相关内容: 光的本性学说发展史/泊松亮斑/发射光谱/吸收光谱/光谱分析/原子特征谱线/光电效应的规律B245/光子说/光电管及其应用B248/光的波粒二性/十八、原子和原子核1.粒子散射试验结果:(a)大多数的粒子不发生偏转。(b)少数粒子发生了较大角度的偏转。(C)极少数粒子出现大角度的偏转(甚至反弹回来)。2.原子核的大小10-15-10-14m，原子的半径约10-10m (原子的核式结构)3.玻尔的原子模型: (a)能量状态量子化:En=E1/n2 (b)轨道半径量子化:Rrn=n2R1(C)原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子:=E初-E末 (能级跃迁)。4.天然放射现象：射线（粒子是氦原子核）、射线（高速运动的电子流）、射线（波长极短的电磁波）、衰变与衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。射线是伴随射线和射线产生的。5.质子的发现:卢瑟福用粒子轰击氮原子核的实验,质子实际上就