物理方程是怎麼推導出來的

1. 高中物理公式怎麼推導

物理定理、定律、公式表 一、質點的運動（1）------直線運動 1）勻變速直線運動 1.平均速度V平＝s/t（定義式） 2.有用推論Vt2-Vo2＝2as 3.中間時刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt＝Vo+at 5.中間位置速度Vs/2＝[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s＝V平t＝Vot+at2/2＝Vt/2t 7.加速度a＝(Vt-Vo)/t ｛以Vo為正方向，a與Vo同向(加速)a>0；反向則a<0｝ 8.實驗用推論Δs＝aT2 ｛Δs為連續相鄰相等時間(T)內位移之差｝ 9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s；加速度(a):m/s2；末速度(Vt):m/s；時間(t)秒(s)；位移(s):米（m）；路程:米；速度單位換算：1m/s=3.6km/h。 註： (1)平均速度是矢量; (2)物體速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式，不是決定式; (4)其它相關內容：質點、位移和路程、參考系、時間與時刻〔見第一冊P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與速率、瞬時速度〔見第一冊P24〕。 2)自由落體運動 1.初速度Vo＝0 2.末速度Vt＝gt 3.下落高度h＝gt2/2（從Vo位置向下計算） 4.推論Vt2＝2gh 注: (1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，遵循勻變速直線運動規律； (2)a＝g＝9.8m/s2≈10m/s2（重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小，方向豎直向下）。 （3)豎直上拋運動 1.位移s＝Vot-gt2/2 2.末速度Vt＝Vo-gt （g=9.8m/s2≈10m/s2） 3.有用推論Vt2-Vo2＝-2gs 4.上升最大高度Hm＝Vo2/2g(拋出點算起） 5.往返時間t＝2Vo/g （從拋出落回原位置的時間） 注: (1)全過程處理:是勻減速直線運動，以向上為正方向，加速度取負值； (2)分段處理：向上為勻減速直線運動，向下為自由落體運動，具有對稱性； (3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。 二、質點的運動（2）----曲線運動、萬有引力 1)平拋運動 1.水平方向速度：Vx＝Vo 2.豎直方向速度：Vy＝gt 3.水平方向位移：x＝Vot 4.豎直方向位移：y＝gt2/2 5.運動時間t＝(2y/g）1/2(通常又表示為(2h/g)1/2) 6.合速度Vt＝(Vx2+Vy2)1/2＝[Vo2+(gt)2]1/2 合速度方向與水平夾角β:tgβ＝Vy/Vx＝gt/V0 7.合位移：s＝(x2+y2)1/2, 位移方向與水平夾角α:tgα＝y/x＝gt/2Vo 8.水平方向加速度：ax=0；豎直方向加速度：ay＝g 註： (1)平拋運動是勻變速曲線運動，加速度為g，通常可看作是水平方向的勻速直線運與豎直方向的自由落體運動的合成； (2)運動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關； （3）θ與β的關系為tgβ＝2tgα； （4）在平拋運動中時間t是解題關鍵；(5)做曲線運動的物體必有加速度，當速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。 2）勻速圓周運動 1.線速度V＝s/t＝2πr/T 2.角速度ω＝Φ/t＝2π/T＝2πf 3.向心加速度a＝V2/r＝ω2r＝(2π/T)2r 4.向心力F心＝mV2/r＝mω2r＝mr(2π/T)2＝mωv=F合 5.周期與頻率：T＝1/f 6.角速度與線速度的關系：V＝ωr 7.角速度與轉速的關系ω＝2πn(此處頻率與轉速意義相同) 8.主要物理量及單位：弧長(s):米(m)；角度(Φ)：弧度（rad）；頻率（f）：赫（Hz）；周期（T）：秒（s）；轉速（n）：r/s；半徑(r):米（m）；線速度（V）：m/s；角速度（ω）：rad/s；向心加速度：m/s2。 註： （1）向心力可以由某個具體力提供，也可以由合力提供，還可以由分力提供，方向始終與速度方向垂直，指向圓心； （2）做勻速圓周運動的物體，其向心力等於合力，並且向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小，因此物體的動能保持不變，向心力不做功，但動量不斷改變。 3)萬有引力 1.開普勒第三定律：T2/R3＝K(＝4π2/GM)｛R:軌道半徑，T:周期，K:常量(與行星質量無關，取決於中心天體的質量)｝ 2.萬有引力定律：F＝Gm1m2/r2 （G＝6.67×10-11N•m2/kg2，方向在它們的連線上） 3.天體上的重力和重力加速度：GMm/R2＝mg；g＝GM/R2 ｛R:天體半徑(m)，M：天體質量（kg）｝ 4.衛星繞行速度、角速度、周期：V＝(GM/r)1/2；ω＝(GM/r3)1/2；T＝2π(r3/GM)1/2｛M：中心天體質量｝ 5.第一(二、三)宇宙速度V1＝(g地r地)1/2＝(GM/r地)1/2＝7.9km/s；V2＝11.2km/s；V3＝16.7km/s 6.地球同步衛星GMm/(r地+h)2＝m4π2(r地+h)/T2｛h≈36000km，h:距地球表面的高度，r地:地球的半徑｝ 注: (1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F向＝F萬； (2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等； (3)地球同步衛星只能運行於赤道上空，運行周期和地球自轉周期相同； (4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小（一同三反）； (5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為7.9km/s。 三、力（常見的力、力的合成與分解） 1）常見的力 1.重力G＝mg （方向豎直向下，g＝9.8m/s2≈10m/s2，作用點在重心，適用於地球表面附近） 2.胡克定律F＝kx ｛方向沿恢復形變方向，k：勁度系數(N/m)，x：形變數(m)｝ 3.滑動摩擦力F＝μFN ｛與物體相對運動方向相反，μ：摩擦因數，FN：正壓力(N)｝ 4.靜摩擦力0≤f靜≤fm （與物體相對運動趨勢方向相反，fm為最大靜摩擦力） 5.萬有引力F＝Gm1m2/r2 （G＝6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它們的連線上） 6.靜電力F＝kQ1Q2/r2 （k＝9.0×109N•m2/C2,方向在它們的連線上） 7.電場力F＝Eq （E：場強N/C，q：電量C，正電荷受的電場力與場強方向相同） 8.安培力F＝BILsinθ （θ為B與L的夾角，當L⊥B時:F＝BIL，B//L時:F＝0） 9.洛侖茲力f＝qVBsinθ （θ為B與V的夾角，當V⊥B時：f＝qVB，V//B時:f＝0） 注: (1)勁度系數k由彈簧自身決定; (2)摩擦因數μ與壓力大小及接觸面積大小無關，由接觸面材料特性與表面狀況等決定; (3)fm略大於μFN，一般視為fm≈μFN; (4)其它相關內容：靜摩擦力（大小、方向）〔見第一冊P8〕； (5)物理量符號及單位B：磁感強度(T)，L：有效長度(m)，I:電流強度(A)，V：帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子（帶電體）電量(C); (6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。 2）力的合成與分解 1.同一直線上力的合成同向:F＝F1+F2， 反向：F＝F1-F2 (F1>F2) 2.互成角度力的合成： F＝(F12+F22+2F1F2cosα)1/2（餘弦定理） F1⊥F2時:F＝(F12+F22)1/2 3.合力大小范圍：|F1-F2|≤F≤|F1+F2| 4.力的正交分解：Fx＝Fcosβ，Fy＝Fsinβ（β為合力與x軸之間的夾角tgβ＝Fy/Fx） 註： (1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則; （2）合力與分力的關系是等效替代關系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立; (3)除公式法外，也可用作圖法求解,此時要選擇標度,嚴格作圖; (4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大，合力越小; （5）同一直線上力的合成，可沿直線取正方向，用正負號表示力的方向，化簡為代數運算。 四、動力學（運動和力） 1.牛頓第一運動定律(慣性定律）：物體具有慣性，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止 2.牛頓第二運動定律：F合＝ma或a＝F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致} 3.牛頓第三運動定律：F＝-F´{負號表示方向相反,F、F´各自作用在對方，平衡力與作用力反作用力區別，實際應用：反沖運動} 4.共點力的平衡F合＝0，推廣 ｛正交分解法、三力匯交原理｝ 5.超重：FN>G，失重：FN<G {加速度方向向下，均失重，加速度方向向上，均超重} 6.牛頓運動定律的適用條件：適用於解決低速運動問題，適用於宏觀物體，不適用於處理高速問題，不適用於微觀粒子〔見第一冊P67〕 注:平衡狀態是指物體處於靜止或勻速直線狀態,或者是勻速轉動。 五、振動和波（機械振動與機械振動的傳播） 1.簡諧振動F＝-kx {F:回復力，k:比例系數，x:位移，負號表示F的方向與x始終反向} 2.單擺周期T＝2π(l/g)1/2 ｛l:擺長(m)，g:當地重力加速度值，成立條件:擺角θ<100;l>>r｝ 3.受迫振動頻率特點：f＝f驅動力 4.發生共振條件:f驅動力＝f固，A＝max，共振的防止和應用〔見第一冊P175〕 5.機械波、橫波、縱波〔見第二冊P2〕 6.波速v＝s/t＝λf＝λ/T{波傳播過程中，一個周期向前傳播一個波長；波速大小由介質本身所決定} 7.聲波的波速(在空氣中）0℃：332m/s；20℃:344m/s；30℃:349m/s；(聲波是縱波) 8.波發生明顯衍射（波繞過障礙物或孔繼續傳播）條件：障礙物或孔的尺寸比波長小，或者相差不大 9.波的干涉條件：兩列波頻率相同(相差恆定、振幅相近、振動方向相同) 10.多普勒效應:由於波源與觀測者間的相互運動，導致波源發射頻率與接收頻率不同｛相互接近，接收頻率增大，反之，減小〔見第二冊P21〕｝ 註： （1）物體的固有頻率與振幅、驅動力頻率無關，取決於振動系統本身； （2）加強區是波峰與波峰或波谷與波谷相遇處，減弱區則是波峰與波谷相遇處； （3）波只是傳播了振動，介質本身不隨波發生遷移,是傳遞能量的一種方式； （4）干涉與衍射是波特有的； (5)振動圖象與波動圖象； (6)其它相關內容：超聲波及其應用〔見第二冊P22〕/振動中的能量轉化〔見第一冊P173〕。 六、沖量與動量(物體的受力與動量的變化） 1.動量：p＝mv ｛p:動量(kg/s)，m:質量(kg)，v:速度(m/s)，方向與速度方向相同｝ 3.沖量：I＝Ft ｛I:沖量(N•s)，F:恆力(N)，t:力的作用時間(s)，方向由F決定｝ 4.動量定理：I＝Δp或Ft＝mvt–mvo {Δp:動量變化Δp＝mvt–mvo，是矢量式} 5.動量守恆定律：p前總＝p後總或p＝p』´也可以是m1v1+m2v2＝m1v1´+m2v2´ 6.彈性碰撞：Δp＝0；ΔEk＝0 {即系統的動量和動能均守恆} 7.非彈性碰撞Δp＝0；0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK：損失的動能，EKm：損失的最大動能} 8.完全非彈性碰撞Δp＝0；ΔEK＝ΔEKm {碰後連在一起成一整體} 9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發生彈性正碰: v1´＝(m1-m2)v1/(m1+m2) v2´＝2m1v1/(m1+m2) 10.由9得的推論-----等質量彈性正碰時二者交換速度(動能守恆、動量守恆) 11.子彈m水平速度vo射入靜止置於水平光滑地面的長木塊M，並嵌入其中一起運動時的機械能損失 E損=mvo2/2-(M+m)vt2/2＝fs相對 {vt:共同速度，f:阻力，s相對子彈相對長木塊的位移} 註： (1)正碰又叫對心碰撞，速度方向在它們「中心」的連線上; (2)以上表達式除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數運算; （3）系統動量守恆的條件:合外力為零或系統不受外力，則系統動量守恆（碰撞問題、爆炸問題、反沖問題等）; (4)碰撞過程(時間極短，發生碰撞的物體構成的系統)視為動量守恆,原子核衰變時動量守恆; (5)爆炸過程視為動量守恆，這時化學能轉化為動能，動能增加；(6)其它相關內容：反沖運動、火箭、航天技術的發展和宇宙航行〔見第一冊P128〕。 七、功和能（功是能量轉化的量度） 1.功：W＝Fscosα（定義式）｛W:功(J)，F:恆力(N)，s:位移(m)，α:F、s間的夾角｝ 2.重力做功：Wab＝mghab {m:物體的質量，g＝9.8m/s2≈10m/s2，hab：a與b高度差(hab＝ha-hb)} 3.電場力做功：Wab＝qUab ｛q:電量（C），Uab:a與b之間電勢差(V)即Uab＝φa－φb｝ 4.電功：W＝UIt（普適式） ｛U：電壓（V），I:電流(A)，t:通電時間(s)｝ 5.功率：P＝W/t(定義式) ｛P:功率[瓦(W)]，W:t時間內所做的功(J)，t:做功所用時間(s)｝ 6.汽車牽引力的功率：P＝Fv；P平＝Fv平 {P:瞬時功率，P平:平均功率} 7.汽車以恆定功率啟動、以恆定加速度啟動、汽車最大行駛速度(vmax＝P額/f) 8.電功率：P＝UI(普適式) ｛U：電路電壓(V)，I：電路電流(A)｝ 9.焦耳定律：Q＝I2Rt ｛Q:電熱(J)，I:電流強度(A)，R:電阻值(Ω)，t:通電時間(s)｝ 10.純電阻電路中I＝U/R；P＝UI＝U2/R＝I2R；Q＝W＝UIt＝U2t/R＝I2Rt 11.動能：Ek＝mv2/2 ｛Ek:動能(J)，m：物體質量(kg)，v:物體瞬時速度(m/s)｝ 12.重力勢能：EP＝mgh ｛EP :重力勢能(J)，g:重力加速度，h:豎直高度(m)(從零勢能面起)｝ 13.電勢能：EA＝qφA ｛EA:帶電體在A點的電勢能(J)，q:電量(C)，φA:A點的電勢(V)(從零勢能面起)｝ 14.動能定理(對物體做正功,物體的動能增加)： W合＝mvt2/2-mvo2/2或W合＝ΔEK ｛W合:外力對物體做的總功，ΔEK:動能變化ΔEK＝(mvt2/2-mvo2/2)｝ 15.機械能守恆定律：ΔE＝0或EK1+EP1＝EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1＝mv22/2+mgh2 16.重力做功與重力勢能的變化(重力做功等於物體重力勢能增量的負值)WG＝-ΔEP 注: (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉化多少； （2）O0≤α<90O 做正功；90O<α≤180O做負功；α＝90o不做功(力的方向與位移（速度）方向垂直時該力不做功)； （3）重力（彈力、電場力、分子力）做正功，則重力（彈性、電、分子）勢能減少 （4）重力做功和電場力做功均與路徑無關（見2、3兩式）；（5）機械能守恆成立條件：除重力（彈力）外其它力不做功，只是動能和勢能之間的轉化；(6)能的其它單位換算:1kWh(度)＝3.6×106J，1eV＝1.60×10-19J；*（7）彈簧彈性勢能E＝kx2/2，與勁度系數和形變數有關。 八、分子動理論、能量守恆定律 1.阿伏加德羅常數NA＝6.02×1023/mol；分子直徑數量級10-10米 2.油膜法測分子直徑d＝V/s ｛V:單分子油膜的體積(m3)，S:油膜表面積(m)2｝ 3.分子動理論內容：物質是由大量分子組成的；大量分子做無規則的熱運動；分子間存在相互作用力。 4.分子間的引力和斥力(1)r<r0，f引<f斥，F分子力表現為斥力 (2)r＝r0，f引＝f斥，F分子力＝0，E分子勢能＝Emin(最小值) (3)r>r0，f引>f斥，F分子力表現為引力 (4)r>10r0，f引＝f斥≈0，F分子力≈0，E分子勢能≈0 5.熱力學第一定律W+Q＝ΔU｛(做功和熱傳遞，這兩種改變物體內能的方式，在效果上是等效的)， W:外界對物體做的正功(J)，Q:物體吸收的熱量(J)，ΔU:增加的內能(J)，涉及到第一類永動機不可造出〔見第二冊P40〕｝ 6.熱力學第二定律 克氏表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其它變化（熱傳導的方向性）； 開氏表述：不可能從單一熱源吸收熱量並把它全部用來做功，而不引起其它變化（機械能與內能轉化的方向性）｛涉及到第二類永動機不可造出〔見第二冊P44〕｝ 7.熱力學第三定律：熱力學零度不可達到｛宇宙溫度下限：－273.15攝氏度（熱力學零度）｝ 注: (1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小，布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈； (2)溫度是分子平均動能的標志； 3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快； (4)分子力做正功，分子勢能減小,在r0處F引＝F斥且分子勢能最小； (5)氣體膨脹,外界對氣體做負功W<0；溫度升高，內能增大ΔU>0；吸收熱量，Q>0 (6)物體的內能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和，對於理想氣體分子間作用力為零，分子勢能為零； (7)r0為分子處於平衡狀態時，分子間的距離； (8)其它相關內容：能的轉化和定恆定律〔見第二冊P41〕/能源的開發與利用、環保〔見第二冊P47〕/物體的內能、分子的動能、分子勢能〔見第二冊P47〕。 九、氣體的性質 1.氣體的狀態參量： 溫度：宏觀上，物體的冷熱程度；微觀上，物體內部分子無規則運動的劇烈程度的標志， 熱力學溫度與攝氏溫度關系：T＝t+273 ｛T:熱力學溫度(K)，t:攝氏溫度(℃)｝ 體積V：氣體分子所能占據的空間，單位換算：1m3＝103L＝106mL 壓強p：單位面積上，大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產生持續、均勻的壓力，標准大氣壓：1atm＝1.013×105Pa＝76cmHg(1Pa＝1N/m2) 2.氣體分子運動的特點：分子間空隙大；除了碰撞的瞬間外，相互作用力微弱；分子運動速率很大 3.理想氣體的狀態方程：p1V1/T1＝p2V2/T2 ｛PV/T＝恆量，T為熱力學溫度(K)｝ 注: (1)理想氣體的內能與理想氣體的體積無關,與溫度和物質的量有關； (2)公式3成立條件均為一定質量的理想氣體，使用公式時要注意溫度的單位，t為攝氏溫度(℃)，而T為熱力學溫度(K)。 十、電場 1.兩種電荷、電荷守恆定律、元電荷：(e＝1.60×10-19C）；帶電體電荷量等於元電荷的整數倍 2.庫侖定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:點電荷間的作用力(N)，k:靜電力常量k＝9.0×109N•m2/C2，Q1、Q2:兩點電荷的電量(C)，r:兩點電荷間的距離(m)，方向在它們的連線上，作用力與反作用力，同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引｝ 3.電場強度：E＝F/q（定義式、計算式)｛E:電場強度(N/C)，是矢量（電場的疊加原理），q：檢驗電荷的電量(C)｝ 4.真空點（源）電荷形成的電場E＝kQ/r2 ｛r：源電荷到該位置的距離（m），Q：源電荷的電量｝ 5.勻強電場的場強E＝UAB/d ｛UAB:AB兩點間的電壓(V)，d:AB兩點在場強方向的距離(m)｝ 6.電場力：F＝qE ｛F:電場力(N)，q:受到電場力的電荷的電量(C)，E:電場強度(N/C)｝ 7.電勢與電勢差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB/q＝-ΔEAB/q 8.電場力做功：WAB＝qUAB＝Eqd｛WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J)，q:帶電量(C)，UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)｝ 9.電勢能：EA＝qφA ｛EA:帶電體在A點的電勢能(J)，q:電量(C)，φA:A點的電勢(V)｝ 10.電勢能的變化ΔEAB＝EB-EA ｛帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值｝ 11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB＝-WAB＝-qUAB (電勢能的增量等於電場力做功的負值) 12.電容C＝Q/U(定義式,計算式) ｛C:電容(F)，Q:電量(C)，U:電壓(兩極板電勢差)(V)｝ 13.平行板電容器的電容C＝εS/4πkd（S:兩極板正對面積，d:兩極板間的垂直距離，ω：介電常數） 常見電容器〔見第二冊P111〕 14.帶電粒子在電場中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK或qU＝mVt2/2，Vt＝(2qU/m)1/2 15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下) 類平 垂直電場方向:勻速直線運動L＝Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中：E＝U/d) 拋運動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m 注: (1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和後平分,原帶同種電荷的總量平分； (2)電場線從正電荷出發終止於負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直； （3）常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98]； (4)電場強度（矢量）與電勢（標量）均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關； (5)處於靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直於導體表面，導體內部合場強為零,導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布於導體外表面； (6)電容單位換算：1F＝106μF＝1012PF； (7）電子伏(eV)是能量的單位,1eV＝1.60×10-19J； (8)其它相關內容：靜電屏蔽〔見第二冊P101〕/示波管、示波器及其應用〔見第二冊P114〕等勢面〔見第二冊P105〕。 十一、恆定電流 1.電流強度：I＝q/t｛I:電流強度(A），q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C），t:時間(s）｝ 2.歐姆定律：I＝U/R ｛I:導體電流強度(A)，U:導體兩端電壓(V)，R:導體阻值(Ω)｝ 3.電阻、電阻定律：R＝ρL/S｛ρ:電阻率(Ω•m)，L:導體的長度(m)，S:導體橫截面積(m2)｝ 4.閉合電路歐姆定律：I＝E/(r+R)或E＝Ir+IR也可以是E＝U內+U外 ｛I:電路中的總電流(A)，E:電源電動勢(V)，R:外電路電阻(Ω)，r:電源內阻(Ω)｝ 5.電功與電功率：W＝UIt，P＝UI｛W:電功(J)，U:電壓(V)，I:電流(A)，t:時間(s)，P:電功率(W)｝ 6.焦耳定律：Q＝I2Rt｛Q:電熱(J)，I:通過導體的電流(A)，R:導體的電阻值(Ω)，t:通電時間(s)｝ 7.純電阻電路中:由於I＝U/R,W＝Q，因此W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2t/R 8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率：P總＝IE，P出＝IU，η＝P出/P總｛I:電路總電流(A)，E:電源電動勢(V)，U:路端電壓(V)，η：電源效率｝ 9.電路的串/並聯 串聯電路(P、U與R成正比) 並聯電路(P、I與R成反比) 電阻關系(串同並反) R串＝R1+R2+R3+ 1/R並＝1/R1+1/R2+1/R3+ 電流關系 I總＝I1＝I2＝I3 I並＝I1+I2+I3+ 電壓關系 U總＝U1+U2+U3+ U總＝U1＝U2＝U3 功率分配 P總＝P1+P2+P3+ P總＝P1+P2+P3+

2. 物理學家是如何根據大自然的物理現象列出方程的

物理現象本身是沒有方程的
能轉化為方程的一定是具體的物理數量。通常物理學家會探究2個有關的物理量間的函數關系，從而得到方程。
簡單的一次函數關系，可以由測量結果，用數學上線性回歸的方法求出
復雜的函數關系，也會想辦法用接近的函數擬合(當然也有一些也許極難得到他們的精確方程，譬如普通氣體的狀態方程)

3. 相對論質能方程是如何推導出來的物理意義是什麼

相對論的質能方程，可以根據相對論的質速關系直接推導出來。

質速關系

質能方程是相對論的直接推論，也是物理學中最美妙的方程之一；要推導質能方程，我們需要用到相對論的質速關系方程：

其中h為普朗克常數，υ為光子的頻率。質能方程屬於普適方程，一樣可以用在光子身上，我們可以根據光子的能量，反過來得到光子的相對論質量：

E=hυ/c^2；

只是光子的這個質量，只包含動質量，不存在靜止質量。

4. 物理公式是怎麼算出來的 比如萬有引力公式.科學家怎麼知道是這個公式公式本身和數學有什麼關系

物理公式不是算出來的，是看出來的或者想出來的。科學家通過觀察和測量得到他們所關心的物理量之間的函數關系，從而製作出表格或者圖形來進行描繪，通過比對數據，分析圖形，他們試圖找到一些潛在規律，經過反復的實驗之後得到所謂的物理公式或者定理...
還有一類完全是科學家們創造或者說湊出來的，當然這些不是他們瞎蒙亂想的，他們的思想必然也是經過一些模擬的近似的實驗來驗證。

5. 數學公式和物理公式是怎樣推導出來的

數學公式，物理公式的推導，就包括所有式子的這個公式的推導，學科裡面這些公式到底是什麼，就是它代表著某些量。一個公式裡面的字母代表著一個量，你找到那個量代入這個式子裡面，就能求得這個式子裡面其他的那些未知的量。

可能說某些物理中的式子公式，你沒有在現實生活中找到對應的依據，但僅僅是你沒找到，你沒找到，不代表沒有。只是科學家在實驗室裡面找到的這些標本的量，通過物理學研究中的某些方法放大或縮小或者替代，找到了這種對應的關系，然後用公式把它表達出來，每一個物理公式的出現都是象徵著無數科學家本身所做的努力的。

6. 初中物理公式及推導式

初中物理公式及推導式如下：

一、力學部分

1、速度：V=S/t

2、重力：G=mg

3、密度：ρ=m/V

4、壓強：p=F/S

5、液體壓強：p=ρgh

6、浮力

（1）F浮＝F』－F (壓力差)

（2）F浮＝G－F (視重力)

（3）F浮＝G (漂浮、懸浮州讓)

（4）阿基米德原理：F浮=G排＝ρ液gV排

7、杠桿平衡條件旦飢：F1* L1＝F2* L2

8、理想斜面：F*L＝G*h

9、理想滑輪：F=G/n

10、實際滑輪：F＝(G＋G動)/ n (豎直方向)

11、功：W＝FS＝Gh (把物體舉高)

12、功率：P＝W/t＝FV

13、功的原理：使用任何機械都不省功。

14、實際機械：W總＝W有＋W額外

15、機械效率： η＝W有/W總 *100%

三、電學部分

1、電流強度：I＝Q電量/t

2、電阻：R 是導體本身的屬性

3、歐姆定律：I＝U/R

4、焦耳定律：

（1）Q＝I2Rt普適公式) （2為平方）

（2）Q＝UIt＝Pt＝UQ電量＝U2t/R (純電阻公式)

5、串聯電路：

（1）I＝I1＝I2

（2）U＝U1＋U2

（3）R＝R1＋R2

（4）U1/U2＝R1/R2 (分壓原理)

（5）P1/P2＝R1/R2

6、並聯電路：

（1）I＝I1＋I2

（2）U＝U1＝U2

（3）1/R＝1/R1＋1/R2 [ R＝R1R2/(R1＋R2)]

（4）I1/I2＝R2/R1(分流原理)

（5）P1/P2＝R2/R1

7、定值電阻：

（1）I1/I2＝U1/U2

（2）P1/P2＝I12/I22 （電流的平方）

（3）P1/P2＝U12/U22 電壓的平方）

8、電功：

（1）W＝UIt＝Pt＝UQ (普適公式)

（2）W＝I2Rt＝U2t/R (純電阻公式)

9、電功率：

（1）P＝W/t＝UI (普適公式)

（2）P＝I2R＝模跡返U2/R (純電阻公式)（2為平方）

7. 關於物理的問題氣態方程PV=nRT是如何推導的

氣態方程全名為理想氣體狀態方程，一般指克拉珀龍方程：pV=nRT。其中p為壓強，V為體積，n為物質的量，R為普適氣體常量，T為絕對溫度（T的單位為開爾文(字母為K)，數值為攝氏溫度加273.15,如0℃即為273.15K）。 當p，V，n，T的單位分別採用Pa(帕斯卡)，m3(立方米)，mol，K時，R的數值為8.31。該方程嚴格意義上來說只適用於理想氣體，但近似可用於非極端情況（低溫或高壓）的真實氣體（包括常溫常壓）。 另外指的是克拉珀龍方程來源的三個實驗定律：玻-馬定律、蓋·呂薩克定律和查理定律，以及直接結論pV/T=恆量。 波義耳-馬略特定律：在等溫過程中，一定質量的氣體的壓強跟其體積成反比。即在溫度不變時任一狀態下壓強與體積的乘積是一常數。即p1V1=p2V2。 蓋·呂薩克定律：一定質量的氣體，在壓強不變的條件下， 溫度每升高（或降低）1℃，它的體積的增加（或減少）量等於0℃時體積的1/273。 查理定律指出，一定質量的氣體，當其體積一定時，它的壓強與熱力學溫度成正比。即 P1/P2＝T1/T2 或pt＝P′0（1＋t/273） 式中P′0為0℃時氣體的壓強，t為攝氏溫度。 綜合以上三個定律可得pV/T=恆量，經實驗可得該恆量與氣體的物質的量成正比，得到克拉珀龍方程。

8. 薛定諤方程推導過程

薛定諤方程推導過程如下凱好：

設描述微觀粒子狀態的波函數為Ψ（r，t），質量為m的微觀粒子在勢場V（r，t）中運動的薛定諤方程。在給定初始條件和邊界條件以及波函數所滿足的單值、有限、連續的條件下，可解出波函數Ψ（r，t）。由此可計算粒子的分布概率和任何可能實驗的平均值盯檔鉛（期望值）。

力學量取值的概率分布如何，這個分布隨時間如何變化，這些問題都可以通過求解波函數的薛定諤方程得到解答。這個方程是奧地利物理學家薛定諤於1926年提出的，它是量子力學最基本的方程之一，在量子力學中的地位與牛頓方程在經典力學中的地位相當，超弦理論試圖統一兩種理論。

9. 高中物理公式的推導過程

高中的公式之間都會有關聯 在寫之前 多想多練是必不可少的一,力學
胡克定律: F = kx (x為伸長量或壓縮量;k為勁度系數,只與彈簧的原長,粗細和材料有關)
重力: G = mg (g隨離地面高度,緯度,地質結構而變化;重力約等於地面上物體受到的地球引力)
3 ,求F,的合力:利用平行四邊形定則.
注意:(1) 力的合成和分解都均遵從平行四邊行法則.
(2) 兩個力的合力范圍: F1-F2 F F1 + F2
(3) 合力大小可以大於分力,也可以小於分力,也可以等於分力.
4,兩個平衡條件:
共點力作用下物體的平衡條件:靜止或勻速直線運動的物體,所受合外力為零.
F合=0 或 : Fx合=0 Fy合=0
推論:[1]非平行的三個力作用於物體而平衡,則這三個力一定共點.
[2]三個共點力作用於物體而平衡,其中任意兩個力的合力與第三個力一定等值反向
(2 )有固定轉動軸物體的平衡條件:力矩代數和為零.(只要求了解)
力矩:M=FL (L為力臂,是轉動軸到力的作用線的垂直距離)
5,摩擦力的公式:
(1) 滑動摩擦力: f= FN
說明 : ① FN為接觸面間的彈力,可以大於G;也可以等於G;也可以小於G
② 為滑動摩擦因數,只與接觸面材料和粗糙程度有關,與接觸面積大小,接觸面相對運動快慢以及正壓力N無關.
(2) 靜摩擦力:其大小與其他力有關, 由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,不與正壓力成正比.
大小范圍: O f靜 fm (fm為最大靜摩擦力,與正壓力有關)
說明:
a ,摩擦力可以與運動方向相同,也可以與運動方向相反.
b,摩擦力可以做正功,也可以做負功,還可以不做功.
c,摩擦力的方向與物體間相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反.
d,靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用,運動的物體可以受靜摩擦力的作用.
6, 浮力: F= gV (注意單位)
7, 萬有引力: F=G
適用條件:兩質點間的引力(或可以看作質點,如兩個均勻球體).
G為萬有引力恆量,由卡文迪許用扭秤裝置首先測量出.
在天體上的應用:(M--天體質量 ,m—衛星質量, R--天體半徑 ,g--天體表面重力加速度,h—衛星到天體表面的高度)
a ,萬有引力=向心力
G
b,在地球表面附近,重力=萬有引力
mg = G g = G
第一宇宙速度
mg = m V=
8, 庫侖力:F=K (適用條件:真空中,兩點電荷之間的作用力)
電場力:F=Eq (F 與電場強度的方向可以相同,也可以相反)
10,磁場力:
洛侖茲力:磁場對運動電荷的作用力.
公式:f=qVB (BV) 方向--左手定則
安培力 : 磁場對電流的作用力.
公式:F= BIL (BI) 方向--左手定則
11,牛頓第二定律: F合 = ma 或者 Fx = m ax Fy = m ay
適用范圍:宏觀,低速物體
理解:(1)矢量性 (2)瞬時性 (3)獨立性
(4) 同體性 (5)同系性 (6)同單位制
12,勻變速直線運動:
基本規律: Vt = V0 + a t S = vo t +a t2
幾個重要推論:
(1) Vt2 - V02 = 2as (勻加速直線運動:a為正值 勻減速直線運動:a為正值)
(2) A B段中間時刻的瞬時速度:
Vt/ 2 == (3) AB段位移中點的即時速度:
Vs/2 =
勻速:Vt/2 =Vs/2 ; 勻加速或勻減速直線運動:Vt/2 初速為零的勻加速直線運動,在1s ,2s,3s……ns內的位移之比為12:22:32……n2; 在第1s 內,第 2s內,第3s內……第ns內的位移之比為1:3:5…… (2n-1); 在第1米內,第2米內,第3米內……第n米內的時間之比為1:: ……(
初速無論是否為零,勻變速直線運動的質點,在連續相鄰的相等的時間間隔內的位移之差為一常數:s = aT2 (a--勻變速直線運動的加速度 T--每個時間間隔的時間)
豎直上拋運動: 上升過程是勻減速直線運動,下落過程是勻加速直線運動.全過程是初速度為VO,加速度為g的勻減速直線運動.
上升最大高度: H =
(2) 上升的時間: t=
(3) 上升,下落經過同一位置時的加速度相同,而速度等值反向
(4) 上升,下落經過同一段位移的時間相等. 從拋出到落回原位置的時間:t =
(5)適用全過程的公式: S = Vo t --g t2 Vt = Vo-g t
Vt2 -Vo2 = - 2 gS ( S,Vt的正,負號的理解)
14,勻速圓周運動公式
線速度: V= R =2f R=
角速度:=
向心加速度:a =2 f2 R
向心力: F= ma = m2 R= mm4n2 R
注意:(1)勻速圓周運動的物體的向心力就是物體所受的合外力,總是指向圓心.
(2)衛星繞地球,行星繞太陽作勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供.
氫原子核外電子繞原子核作勻速圓周運動的向心力由原子核對核外電子的庫侖力提供.
15,平拋運動公式:勻速直線運動和初速度為零的勻加速直線運動的合運動
水平分運動: 水平位移: x= vo t 水平分速度:vx = vo
豎直分運動: 豎直位移: y =g t2 豎直分速度:vy= g t
tg = Vy = Votg Vo =Vyctg
V = Vo = Vcos Vy = Vsin
在Vo,Vy,V,X,y,t,七個物理量中,如果 已知其中任意兩個,可根據以上公式求出其它五個物理量.
16, 動量和沖量: 動量: P = mV 沖量:I = F t
(要注意矢量性)
17 ,動量定理: 物體所受合外力的沖量等於它的動量的變化.
公式: F合t = mv' - mv (解題時受力分析和正方向的規定是關鍵)

18,動量守恆定律:相互作用的物體系統,如果不受外力,或它們所受的外力之和為零,它們的總動量保持不變. (研究對象:相互作用的兩個物體或多個物體)
公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1'+ m2v2'或p1 =- p2 或p1 +p2=O
適用條件:
(1)系統不受外力作用. (2)系統受外力作用,但合外力為零.
(3)系統受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠小於物體間的相互作用力.
(4)系統在某一個方向的合外力為零,在這個方向的動量守恆.
19, 功 : W = Fs cos (適用於恆力的功的計算)
理解正功,零功,負功
(2) 功是能量轉化的量度
重力的功------量度------重力勢能的變化
電場力的功-----量度------電勢能的變化
分子力的功-----量度------分子勢能的變化
合外力的功------量度-------動能的變化
20, 動能和勢能: 動能: Ek =
重力勢能:Ep = mgh (與零勢能面的選擇有關)
21,動能定理:外力所做的總功等於物體動能的變化(增量).
公式: W合= Ek = Ek2 - Ek1 = 22,機械能守恆定律:機械能 = 動能+重力勢能+彈性勢能
條件:系統只有內部的重力或彈力做功.
公式: mgh1 + 或者 Ep減 = Ek增
23,能量守恆(做功與能量轉化的關系):有相互摩擦力的系統,減少的機械能等於摩擦力所做的功.
E = Q = f S相
24,功率: P = (在t時間內力對物體做功的平均功率)
P = FV (F為牽引力,不是合外力;V為即時速度時,P為即時功率;V為平均速度時,P為平均功率; P一定時,F與V成正比)
25, 簡諧振動: 回復力: F = -KX 加速度:a = -
單擺周期公式: T= 2 (與擺球質量,振幅無關)
(了解)彈簧振子周期公式:T= 2 (與振子質量,彈簧勁度系數有關,與振幅無關)
26, 波長,波速,頻率的關系: V == f (適用於一切波)
二,熱學
1,熱力學第一定律:U = Q + W
符號法則:外界對物體做功,W為"+".物體對外做功,W為"-";
物體從外界吸熱,Q為"+";物體對外界放熱,Q為"-".
物體內能增量U是取"+";物體內能減少,U取"-".
2 ,熱力學第二定律:
表述一:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化.
表述二:不可能從單一的熱源吸收熱量並把它全部用來對外做功,而不引起其他變化.
表述三:第二類永動機是不可能製成的.
3,理想氣體狀態方程:
(1)適用條件:一定質量的理想氣體,三個狀態參量同時發生變化.
(2) 公式: 恆量
4,熱力學溫度:T = t + 273 單位:開(K)
(絕對零度是低溫的極限,不可能達到)
三,電磁學
(一)直流電路
1,電流的定義: I = (微觀表示: I=nesv,n為單位體積內的電荷數)
2,電阻定律: R=ρ (電阻率ρ只與導體材料性質和溫度有關,與導體橫截面積和長度無關)
3,電阻串聯,並聯:
串聯:R=R1+R2+R3 +……+Rn
並聯: 兩個電阻並聯: R=
4,歐姆定律:(1)部分電路歐姆定律: U=IR
(2)閉合電路歐姆定律:I =
路端電壓: U = -I r= IR
電源輸出功率: = Iε-Ir =
電源熱功率:
電源效率: = =
(3)電功和電功率:
電功:W=IUt 電熱:Q= 電功率 :P=IU
對於純電阻電路: W=IUt= P=IU =
對於非純電阻電路: W=Iut P=IU
(4)電池組的串聯:每節電池電動勢為`內阻為,n節電池串聯時:
電動勢:ε=n 內阻:r=n
(二)電場
1,電場的力的性質:
電場強度:(定義式) E = (q 為試探電荷,場強的大小與q無關)
點電荷電場的場強: E = (注意場強的矢量性)
2,電場的能的性質:
電勢差: U = (或 W = U q )
UAB = φA - φB
電場力做功與電勢能變化的關系:U = - W
3,勻強電場中場強跟電勢差的關系: E = (d 為沿場強方向的距離)
4,帶電粒子在電場中的運動:
加速: Uq =mv2
②偏轉:運動分解: x= vo t ; vx = vo ; y =a t2 ; vy= a t
a =
(三)磁場
幾種典型的磁場:通電直導線,通電螺線管,環形電流,地磁場的磁場分布.
磁場對通電導線的作用(安培力):F = BIL (要求 B⊥I, 力的方向由左手定則判定;若B‖I,則力的大小為零)
磁場對運動電荷的作用(洛侖茲力): F = qvB (要求v⊥B, 力的方向也是由左手定則判定,但四指必須指向正電荷的運動方向;若B‖v,則力的大小為零)
帶電粒子在磁場中運動:當帶電粒子垂直射入勻強磁場時,洛侖茲力提供向心力,帶電粒子做勻速圓周運動.即: qvB =
可得: r = , T = (確定圓心和半徑是關鍵)
(四)電磁感應
1,感應電流的方向判定:①導體切割磁感應線:右手定則;②磁通量發生變化:楞次定律.
2,感應電動勢的大小:① E = BLV (要求L垂直於B,V,否則要分解到垂直的方向上 ) ② E = (①式常用於計算瞬時值,②式常用於計算平均值)
(五)交變電流
1,交變電流的產生:線圈在磁場中勻速轉動,若線圈從中性面(線圈平面與磁場方向垂直)開始轉動,其感應電動勢瞬時值為:e = Em sinωt ,其中 感應電動勢最大值:Em = nBSω .
2 ,正弦式交流的有效值:E = ;U = ; I =
(有效值用於計算電流做功,導體產生的熱量等;而計算通過導體的電荷量要用交流的平均值)
3 ,電感和電容對交流的影響:
電感:通直流,阻交流;通低頻,阻高頻
電容:通交流,隔直流;通高頻,阻低頻
電阻:交,直流都能通過,且都有阻礙
4,變壓器原理(理想變壓器):
①電壓: ② 功率:P1 = P2
③ 電流:如果只有一個副線圈 : ;
若有多個副線圈:n1I1= n2I2 + n3I3
電磁振盪(LC迴路)的周期:T = 2π
四,光學
1,光的折射定律:n =
介質的折射率:n =
2,全反射的條件:①光由光密介質射入光疏介質;②入射角大於或等於臨界角. 臨界角C: sin C =
3,雙縫干涉的規律:
①路程差ΔS = (n=0,1,2,3--) 明條紋
(2n+1) (n=0,1,2,3--) 暗條紋
相鄰的兩條明條紋(或暗條紋)間的距離:ΔX =
4,光子的能量: E = hυ = h ( 其中h 為普朗克常量,等於6.63×10-34Js, υ為光的頻率) (光子的能量也可寫成: E = m c2 )
(愛因斯坦)光電效應方程: Ek = hυ - W (其中Ek為光電子的最大初動能,W為金屬的逸出功,與金屬的種類有關)
5,物質波的波長: = (其中h 為普朗克常量,p 為物體的動量)
五,原子和原子核
氫原子的能級結構.
原子在兩個能級間躍遷時發射(或吸收光子):
hυ = E m - E n
核能:核反應過程中放出的能量.
質能方程: E = m C2 核反應釋放核能:ΔE = Δm C2

10. 這個物理的公式是怎麼推導的

從這個式子看，這是一個帶電粒子（電量q，質量m）由靜止開始，經電壓U加速後，垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動，半徑為 r 。
推導：在電壓U加速過程中，有qU＝m*V^2 / 2（V是粒子加速後獲得的速度）－－－方程1
粒子進入磁場後，有q V B＝m V^2 / r（洛侖茲力提供向心力）
即r ＝mV / ( qB )－－－－方程2
由方程1和方程2得q / m＝2*U / ( B r )^2＝2*U / ( B^2* r^2 )