高中物理公式大全（四）思维导图

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2022-07-17

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物理

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概括高中物理概括高中物理功与能、分子动理论、能量守恒定律及气体的性质公式

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思维导图大纲

功和能

1.功

W=Fscosα(定义式){W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，α:F、s间的夹角｝

2.重力做功

Wab=mghab {m:物体的质量，g=9.8m/s2≈10m/s2，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=φa-φb｝

4.电功

W=UIt(普适式) {U：电压(V)，I:电流(A)，t:通电时间(s)｝

5.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(s)｝

6.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}

7.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)

8.电功率

P=UI(普适式) {U：电路电压(V)，I：电路电流(A)｝

9.焦耳定律

Q=I2Rt {Q:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝

10.纯电阻电路中

I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt

11.动能

k=mv2/2 {Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)｝

12.重力势能

EP=mgh {EP :重力势能(J)，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起)｝

13.电势能

EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)(从零势能面起)｝

14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)

W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK

W合:外力对物体做的总功，ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)

15.机械能守恒定律

ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2

16.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=-ΔEP

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)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(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)=3.6×106J，1eV=1.60×10-19J

(7)弹簧弹性势能E=kx2/2，与劲度系数和形变量有关

分子动理论、能量守恒定律

1.阿伏加德罗常数

NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米

2.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(m)2｝

3.分子动理论内容

物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力

4.分子间的引力和斥力

(1)r10r0，f引=f斥≈0，F分子力≈0，E分子势能≈0

5.热力学第一定律

W+Q=ΔU{(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)，ΔU:增加的内能(J)，涉及到第一类永动机不可造出

6.热力学第二定律

克氏表述

不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化(热传导的方向性)

开氏表述

不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出

7.热力学第三定律

热力学零度不可达到{宇宙温度下限：-273.15摄氏度(热力学零度)｝

注

(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小，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W<0;温度升高，内能增大ΔU>0;吸收热量，Q>0

(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和，对于理想气体分子间作用力为零，分子势能为零

(7)r0为分子处于平衡状态时，分子间的距离

(8)其它相关内容

能的转化和定恒定律

能源的开发与利用、环保

物体的内能、分子的动能、分子势能

气体的性质

1.气体的状态参量

温度

宏观上，物体的冷热程度;微观上，物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志

热力学温度与摄氏温度关系

T=t+273 {T:热力学温度(K)，t:摄氏温度(℃)｝

体积V

气体分子所能占据的空间，单位换算：1m3=103L=106mL

压强p

单位面积上，大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力，标准大气压

1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)

2.气体分子运动的特点

分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外，相互作用力微弱;分子运动速率很大

3.理想气体的状态方程

p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恒量，T为热力学温度(K)｝

注

(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关

(2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位，t为摄氏温度(℃)，而T为热力学温度(K)

高中物理公式大全（三）思维导图

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3.34

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