菲涅耳公式 折反射定律精选.

Chapter 1 理论基础

1.1 介质中的Maxwell ’s equations 及物质方程

微分形式=t =J+t ==0B E D H D B ρ????-?

??????????????r v r r r r

g r g （1-1）

传导电流密度J 的单位为安培/米2(A/m 2)，自由电荷密度ρ的单位为库仑/米2(C/m 2)。同时有电磁场对材料介质作用的关系式，即物质方程（或称本构方程）

00==()

J=D E E P

B H H M E εεμμσ?=+??=+????r r

v v r

r r r r v （1-2）

麦克斯韦方程组及物质方程描写了整个电磁场空间及全时间过程中电磁场的分布及变化情况。因此，所有关于电磁波的产生及传播问题，均可归结到在给定的初始条件和边界条件下求解麦克斯韦方程组的问题，这也正是用以解决光波在各种介质、各种边界条件下传播问题的关键及核心。

1.2 积分形式及边界条件

由于两介质分界面上在某些情况下场矢量E v 、D v 、B v 、H v

发生跃变，因此这些量的导数

往往不连续。这时不能在界面上直接应用微分形式的Maxwell ’s equations ，而必须由其积分形式出发导出界面上的边界条件。

积分形式0L S L S S S d E dl B d S dt d H dl I D d S dt D d S Q B d S ?=-???=+??

?

=??=????????????r

u r v v g g r u r r v v g g u r v g u r u r g ??òò （1-3）

得边界条件为21212121()0

()()()0n E E n H H n D D n

B B α

σ

??-=??-=???-=???-=?v v

v u r v v

v v v

v r v v （1-4）

式（1-4）的具体解释依次如下（具体过程详见《光学电磁理论》P20）：

（1）电场强度矢量E v 的切向分量连续，n v

为界面的法向分量。

（2）αu r 为界面上的面传导电流的线密度。当界面上无传导电流时，αu r =0，此时H v

的切向

分量连续。比如在绝缘介质表面无自由电荷和传导电流。 （3）σ为界面上的自由电荷面密度。

（4）磁感应强度矢量B r

的法向分量在界面上连续。

Chapter 2 电磁波在分层介质中的传播

2.1 反射定律和折射定律

光由一种介质入射到另一种介质时，在界面上将产生反射和折射。现假设二介质为均匀、透明、各向同性介质，分界面为无穷大的平面，入社、反射和折射光均为平面光波，其电场表达式为

入射波0exp[()]i i i i E E i t k r ω=-r r

v r g 反射波0exp[()]r r r r E E i t k r ω=-r r r

r g

折射波0exp[()]t t t t E E i t k r ω=-r r r

r g

界面两侧的总电场为：

10020exp[()]exp[(

)]

exp[()]

i r i i i r r r t t t t E E E E i t k r E i t k r E E E i t k r ωωω?=+=-?+-???==-???r r r r r r r

r r r r

r r r 由电场的边界条件21()0n E E ?-=r

r r ，有

000exp[()]exp[()]exp[()]

i i i r r r t t t n E i t k r n E i t k r n E i t k r ωωω?-?+?-?=?-?r r r r r r

r r r r r r 欲使上式对任意的时间t 和界面上r r

均成立，则必然有：

i r t ωωωω=== （1-5）

i r t k r k r k r ?=?=?r r r r r r

（1-6）

可见，时间频率ω是入射电磁波或光波的固有特性，它不因媒质而异，也不会因折射或反射而变化。

()0

()0

r i t i k k r k k r ?-?=??-?=??r r r r r r

（1-7） 由于r r

可以在界面内选取不同方向，上式实际上意味着矢量()r i k k -r r 和 ()t i k k -r r 均与界

面的法线n r

平行，由此可以推知，i k r 、r k r 、t k r 与n r 共面，该平面称为入射面。由此可得出

结论：反射波和折射波均在入射面内。

上式是矢量形式的折、反射定律。将上式写成标量形式，并约掉共同的位置量，可得

cos(

)cos(

)cos(

)2

2

2

i i r r t t k k k π

π

π

θθθ-=-=- （1-8）

又由于1/i k n c ω=，1/r k n c ω=，2/t k n c ω=，得

12()

sin sin i r i t n n θθθθ

=??

=?反射角等于入射角（折射定律） （1-9） 2.2 菲涅耳公式

折、反射定律给出了反射波、折射波和入射波传播方向之间的关系。而反射波、折射波和入

射波在振幅和位相之间的定量关系由Fresnel 公式来描述。

电场E r

是矢量，可将其分解为一对正交的电场分量，一个振动方向垂直于入射面，称为‘s ’

分量，另外一个振动方向在（或者说平行于）入射面，称为‘p ’分量。

首先研究入射波仅含‘s ’分量和仅含‘p ’分量这两种特殊情况。当两种分量同时存在时，则只要分别先计算由单个分量成分的折射、反射电场；然后根据矢量叠加原理进行矢量相加即可得到结果。

（1）单独存在s 分量的情形

首先规定：电场和磁场的s 分量垂直于纸面， 向外为正，向内为负。

在界面上电场切向分量连续：

21()0n E E ?-=r

r r

另外由式（1-5）、（1-6），可得

000is rs ts E E E += （2-1）

在界面上磁场的切向分量连续：

21()0n H H ?-=r r r

注意1H k E μω

=

?r r r

，如图所示。所以同理有 000cos cos cos ip i rp r tp t

H H H θθθ-+=-

（2-2）

非磁性各向同性介质中E r 、H r

的数值之间的关系：

00B n H E c E H

μμ?==???⊥?r r 那么式（2-1）整理为

101020cos cos cos is i rs r ts t n E n E n E θθθ-+=- （2-3）

联立式（2-1）（2-3）可得

012012cos cos cos cos rs i t

s is i t

E n n r E n n θθθθ-=

=

+

010122cos cos cos ts i

s is i t

E n t E n n θθθ=

=

+

（2）单独存在p 分量的情形

首先规定：p 分量按照其在界面上的投影方向，向右为正，向左为负。

根据E r 、H r

的边界条件得：

000is rs ts H H H +=

000cos cos cos ip i rp r tp t E E E θθθ+= 再利用E r 、H r

的数值关系以及正交性，得到 021021cos cos cos cos rp i t p ip

i t

E n n r E n n θθθθ-=

=

+

010212cos cos cos tp i

p ip

i t

E n t E n n θθθ=

=

+

综上所述，S 波及P 波的反射系数和透射系数的表达式为：

012 012 021 021

1

012

01

021

cos cos

cos cos

cos cos

cos cos

2cos

cos cos

2cos

cos cos

rs i t

s

is i t

rp i t

p

ip i t

ts i

s

is i t

tp i

p

ip i t

E n n

r

E n n

E n n

r

E n n

E n

t

E n n

E n

t

E n n

θθ

θθ

θθ

θθ

θ

θθ

θ

θθ

-

?

==

?+

?

?-

==

?+

?

?

?==

?+

?

?==

?+

?

sin()

sin()

tan()

tan()

2cos sin

sin()

2cos sin

sin()cos()

i t

s

i t

i t

p

i t

i t

s

i t

i t

p

i t i t

r

r

t

t

θθ

θθ

θθ

θθ

θθ

θθ

θθ

θθθθ

-

?

=-

?+

?

-

?

=

?+

?

?

?=

?+

?

?=

?+-

?

上面左边的式子就是著名的Fresnel公式。利用折射定律，Fresnel公式还可以写成右边的形式。

2.3 反射波和透射波的性质

2.3.1 n1

（1）反射系数和透射系数

①两个透射系数t s和t p都随着入射角iθ增大而单调降低，即入射波越倾斜，透射波越弱，并且在正向规定下，t s和t p都大于零，即折射光不发生相位突变。

②r s始终小于零，其绝对值随着入射角单调增大。根据正方向规定可知，在界面上反射波电场的s分量振动方向始终与入射波s分量相反，既存在π相位突变（又称半波损失）。

③对于r p，它的代数值随着入射角iθ单调减小，但是经历了一个由正到负的变化。由公式

tan()

tan()

i t

p

i t

r

θθ

θθ

-

=

+

，当0

p

r=时有90

i t

θθ

+=o，即sin cos

i t

θθ

=，又由折射定律

12

sin sin

i t

n n

θθ

=，联立可得此时入射角为布儒斯特角12

1

B

n

tg

n

θ-

=。布儒斯特定律内容：

如果平面波以布儒斯特角入射，则不论入射波的电场振动如何，反射波不再含有p分量，只有s分量；反射角与折射角互为余角。

（2）反射率和透射率

上图中

i

A

r

A

t

A为波的横截面面积，

A为波投射在界面上的面积。若入射光波的强度为is

I，则每秒入射到界面上

A面积的能量为

cos

is is i is i

W I A I Aθ

==

又由光强表达式2

||

2

n

I E

c

μ

=，上式可写成

2

1

00

||cos

2

is is i

n

W E A

c

θ

μ

=

类似地，反射光和折射光的能量表达式为

2

1

00

||cos

2

rs rs i

n

W E A

c

θ

μ

=

2

2

00

||cos

2

ts ts t

n

W E A

c

θ

μ

=

于是反射率和折射率分别为

2

2

2

1

||

cos cos

||

cos cos

rs rs

s s

is is

ts t ts t

s s

is i is i

W I

R r

W I

W I n

T t

W I n

θθ

θθ

?

===

?

?

?

?==?=?

??

类似地，当入射波只含有p分量的时，可以求出p分量的反射率R p和透射率T p：

2

2

2

1

||

cos cos

||

cos cos

rp rp

p p

ip ip

tp tp

t t

p p

ip i ip i

W I

R r

W I

W I n

T t

W I n

θθ

θθ

?

===

?

?

?

?==?=?

?

?

s

R与

s

T之间、

p

R与

p

T之间均存在‘互补’关系，即：

1

1

s s

p p

R T

R T

+=

?

?+=

?

这表明，在界面处，入射波的能量全部转换为反射波和折射波的能量（条件：界面处没有散射、吸收等能量损失）。

当入射波同时含有s分量和p分量时，由于两个分量的方向互相垂直，所以在任何地点、任何时刻都有：

222

||||||

i is ip

E E E

=+

r

从而有：

i is ip i is ip

I I I W W W

=+?=+

类似还有

r rs rp

W W W

=+，

t ts tp

W W W

=+

可以定义反射率R和透射率T为：

r

i

W

R

W

=，t

i

W

T

W

=

注意：入射光波的s 分量(p 分量)只对折射率、反射率的s 分量(p 分量)有贡献。 如果入射波中s 和p 分量的强度比为α，i

is ip W W W α=+，则有：

1[]1s p

R R R αα=

++和1[]1s p T T T αα

=++ 即R 和T 分别是s R 、p R 和s T 、p T 的加权平均。 但是仍然有：1R T

+=

正入射时，s 分量和p 分量的差异消失。若用R 0和T 0表示此时的反射率和透射率，则有：

2

2

1200

12

()n n R r n n -==+以及22

22120021124()n n n T t n n n ==

+

利用这两个等式可以估算非正入射但是入射角很小(30i

θ

2.3.2 n1>n2的情况

这种情形即由光密媒质入射到光疏媒质的情形。 由折射定律可知，

t i θθ<

把90t

θ=o 所对应的入射角称为全反射临界角，用c θ表示。即2

1sin c n n θ=

。

因此分

i c θθ≤和i c θθ>两种情况来讨论。 （1）当

i c θθ≤时

此时90t θ≤o

，可以直接用Fresnel 公式来讨论反射波和折射波的性质，分析方法和n 1

的情形完全相同。

对于s 分量来说，当i c θθ<时，0s r >，说明无半波损失，正如上图中的蓝线所示；对于

p 分量来说，在

i B θθ<范围内，0p r <，说明有半波损失，而在B i c θθθ<<范围内，

0p r >，说明无半波损失。

注意

2

1

sin tan c B n n θθ==，所以必然是

B c θθ<，说明布儒斯特定律依然有效，同时也说

明无论是n 1>n 2还是n 1

θ的增大而增大。

221cos ||cos t

s s i

n T t n θθ=

?

2

21cos ||cos t

p p i

n T t n θθ=

? （2）当i c θθ>时

因为全反射临界角满足

21sin c n n θ=。由该式可见，当i c θθ>时，会出现2

1

sin i

n n θ>的现

象，这显然是不合理的。此时折射定律

12sin sin i t n n θθ=不再成立。但是为了能够将菲

涅耳公式用于全反射的情况，在形式上仍然要利用关系式1

2

sin sin t i n n θθ=

。 由于

t θ在实数范围内不存在，可以将有关参量扩展到复数领域。 而i θ始终是实参量，为此

应将cos t θ写成如下的虚数形式：

cos t θ===有关2cos θ取虚数的物理意义及其取正号的原因，留在后面说明。将上式代入菲涅耳公式，得到复反射系数

||exp()s s rs r r i ?=

=%%

||exp()s p rp r r i ?=

=%%

并且有

||||1s p r r ==%%

p

2

tan

tan

2

2

r rs

i

n ??==

式中，21/n

n n =，是二介质的相对折射率；||

s r %、

||p r %为反射光与入射光的s 分量、p 分量光场振幅大小之比。rs ?、rp ?为全反射时，反射光中的s 分量、p 分量光场相对入射光的相位变化。由上式可见，发生全反射时，反射光强等于入射光强，而反射光的相位变化较复杂。他们之间的相位差由下式决定：

p rs r i

????=-=

因此，在n 一定的情况下，适当地控制入射角，即可改变相位差，从而改变反射光的偏振状态。比如菲涅耳棱镜的原理。 当光由光密介质射向光疏介质，并在界面上发生全反射时，投射光强为零。这就有一个问题：此时在光疏介质中有无光场呢？

当把t s 、t p 的Fresnel 公式推广到复数域进行计算，将会发现t s 、t p 都不等于零，亦即光疏媒质内有折射光波。在发生全反射时，光波场将透入到第二个介质很薄的一层（约为光波波长）范围内，这个波叫倏逝波。

现假设介质界面为xOy 平面，入射面为xOz 平面，则在一般情况下可将透射波场表示为

00exp[()]exp[(sin cos )]t t t t t t t t t t E E i t k r E i t k x k z ωωθθ=--=---r r r r

r g

上式可改写为

0exp[(sin t t t t t t E E i t k x ik ωθ=---r r

102

exp[(sin )]t t t t t i n

E E k i t k x n ωθ=---r r

这是一个沿着z 方向振幅衰减，沿着界面x 方向传播的非均匀波，也就是全反射的倏逝波。由此可以说明前面讨论的正确性：只有

cos t

θ取虚数形式，并且取正号，才可以得到客观上

存在的倏逝波。

倏逝波在入射波刚刚达到界面之初需要花一定的能量以建立倏逝波电磁场外，当达到稳定状态之后，不需要再向它提供能量，倏逝波只沿着界面处传播，不进入第二媒质内部。因而全反射时Rs =1、t s ≠0和R p =1、t p ≠0并不违反能量守恒定律。 具体性质参看《物理光学与应用光学》P38

2.4 Stocks 倒逆关系

Stokes' reversible relation 可以导出不同介质两侧折射系数、反射系数的关系。

如上左图所示，假设入射光束的振幅为A ，相应反射光束与折射光束为Ar ，At 。再设一束振幅为Ar 的光束逆向传播（上右图中蓝色光束Ar ）相应反射和折射分别是Arr 、Art ；再设一束振幅为t 的光束逆向传播（上右图中橙色光束At ），相应反射和折射分别为A t r'、At t'。 由于最初的反射光行波和折射光行波r 、t 正逆抵消。则另外第二、第三象限的光束也抵消，得到斯托克斯倒逆关系，即：

A 'A '0rr Att A

rt Atr +=??

+=?（第二象限）（第三象限）整理后，得2

'1'0

r tt r r ?+=?+=? r 、t 为从n1介质到n2介质入射时的反射和折射系数； r'、t'为从n2到n1介质入射时的反射和折射系数。

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物理化学热力学第一定律总结

热一定律总结 一、 通用公式 ΔU = Q + W 绝热： Q = 0，ΔU = W 恒容(W ’=0)：W = 0，ΔU = Q V 恒压(W ’=0)：W =-p ΔV =-Δ(pV )，ΔU = Q -Δ(pV ) → ΔH = Q p 恒容+绝热(W ’=0) ：ΔU = 0 恒压+绝热(W ’=0) ：ΔH = 0 焓的定义式：H = U + pV → ΔH = ΔU + Δ(pV ) 典型例题：3.11思考题第3题，第4题。 二、 理想气体的单纯pVT 变化 恒温：ΔU = ΔH = 0 变温： 或 或 如恒容，ΔU = Q ，否则不一定相等。如恒压，ΔH = Q ，否则不一定相等。 C p , m – C V , m = R 双原子理想气体：C p , m = 7R /2, C V , m = 5R /2 单原子理想气体：C p , m = 5R /2, C V , m = 3R /2 典型例题：3.18思考题第2,3,4题 书2.18、2.19 三、 凝聚态物质的ΔU 和ΔH 只和温度有关 或 典型例题：书2.15 ΔU = n C V , m d T T 2 T 1 ∫ ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫ ΔU = nC V , m (T 2-T 1) ΔH = nC p, m (T 2-T 1) ΔU ≈ ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫ ΔU ≈ ΔH = nC p, m (T 2-T 1)

四、可逆相变（一定温度T 和对应的p 下的相变，是恒压过程） ΔU ≈ ΔH –ΔnRT (Δn ：气体摩尔数的变化量。如凝聚态物质之间相变，如熔化、凝固、转晶等，则Δn = 0，ΔU ≈ ΔH 。 101.325 kPa 及其对应温度下的相变可以查表。 其它温度下的相变要设计状态函数 不管是理想气体或凝聚态物质，ΔH 1和ΔH 3均仅为温度的函数，可以直接用C p,m 计算。 或 典型例题：3.18作业题第3题 五、化学反应焓的计算 其他温度：状态函数法 Δ H m (T ) = ΔH 1 +Δ H m (T 0) + ΔH 3 α β β α Δ H m (T ) α β ΔH 1 ΔH 3 Δ H m (T 0) α β 可逆相变 298.15 K: ΔH = Q p = n Δ H m α β Δr H m ? =Δf H ?(生) – Δf H ?(反) = y Δf H m ?(Y) + z Δf H m ?(Z) – a Δf H m ?(A) – b Δf H m ?(B) Δr H m ? =Δc H ?(反) – Δc H ?(生) = a Δc H m ?(A) + b Δc H m ?(B) –y Δc H m ?(Y) – z Δc H m ?(Z) ΔH = nC p, m (T 2-T 1) ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫

高中物理公式大全之完整版

高中物理公式 （1）t s v =_ ；m F t v v a t =-=0；;21;8.9;20 2 0at t v S s m g at v v t +==+= 2 0t v v v += ； 22)(S aT n m S S aT n m -=-?=?；20 2 t t v v v +=；22 22t o s v v v += 初速度为零的匀加速直线运动：①前1s ，前2s ，前3s …内位移之比为1∶4∶9… ②第1s ，第2s ，第3s …内位移之比为1∶3∶5… ③前1m ，前2m ，前3m …内时间之比为1∶2∶3… ④第1m ，第2m ，第3m …内时间之比为1∶ ( )12-∶() 23-… 胡克定律：F=kx 滑动摩擦力n F f μ= 1＜μ无单位 （2）圆周运动： 角速度：t ? ω= 单位（rad ／s ，rad ／min ） 线速度：v = r t s ω= 匀速圆周运动：v m T r m r v m r F ωπω====2222 4m 向 向心加速度 ：r T v r v r a 22 22 4πωω==== ()() 频率周期f T 1 2= = ω π ；()()t N n 圈数转速=；n πω2=；Ln nr v ==π2 万有引力：2 2 1121067.6;kg m N G r Mm G F ??==- 开普勒第三定律： ()常数K a T a T == 3 2 223 1 21 a （长半轴） k R T 32 = 第一宇宙速度﹙环绕速度﹚：7.9km ／s ≤v ＜11.2km ／s 飞船绕地球飞行 第二宇宙速度﹙脱离速度﹚：11.2km ／s ≤v ＜16.7km ／s 飞船摆脱地球引力

中考物理考点总结焦耳定律

焦耳定律 1、焦耳定律反映了电流热效应的规律，是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。由公式Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量和电流强度I，电阻R及通电时间t 有关，又因为产生的热量跟导体中电流强度的平方成正比，所以，电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。 2、运用公式Q=I2Rt解决问题时，电流强度I的单位是安，电阻R的单位是欧，时间t 的单位是秒，热量Q的单位才是焦耳，即各物理量代入公式前应该先统一单位。用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。因为电能还可能同时转化为其他形式，所以只有电流所做的功全部用来产生热量，才有或成立。 3、电热器的原理是电流的热效应，它表现的是电流通过导体都要发热的现象，在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。发热体是电热器的主要组成部分，它的作用是将电能转变为内能供人类使用。 常见考法 本知识点主要考查焦耳定律的应用，考察的形式主要是选择题、填空题。 误区提醒 1、凡是有电流通过导体时，都可以用它来计算所产生的热量; 2、公式Q=UIt，只适用于纯电阻电路，这时电流所做的功全部用来产生热量，用它计算出来的结果才是导体产生的热量。 【典型例题】 例析： 在电源电压不变时，为了使电炉在相等的时间内发热多些，可采取的措施是( ) A. 增大电热丝的电阻 B. 减小电热丝的电阻 C. 在电热丝上并联电阻 D. 在电热丝上串联电阻 解析： 有同学认为应选(A)，根据焦耳定律 Q=I2Rt，导体上放出的热量与电阻成正比，所以要增加热量，可增大电阻。这是由于对焦耳定律理解不全面的缘故。焦耳定律所阐述的导体

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高中物理公式大全 一、力学 1、胡克定律： F = kx (x为伸长量或压缩量；k为劲度系数，只与弹簧的原长、粗细和材料 有关) 2、重力： G = mg (g随离地面高度、纬度、地质结构而变化；重力约等于地面上物体受 到的地球引力) 3 、求F 1、F 2 两个共点力的合力：利用平行四边形定则。 注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。 (2) 两个力的合力范围：? F1－F2 ?≤ F≤ F1 + F2 (3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。 4、两个平衡条件： （1）共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力为零。 F合=0 或： F x合=0 F y合=0 推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。 [2]三个共点力作用于物体而平衡，其中任意两个力的合力与第三个力一定等值反向 (2* )有固定转动轴物体的平衡条件：力矩代数和为零．（只要求了解） 力矩：M=FL (L为力臂，是转动轴到力的作用线的垂直距离） 5、摩擦力的公式： (1) 滑动摩擦力： f= μ F N 说明：① F N为接触面间的弹力，可以大于G；也可以等于G;也可以小于G ②μ为滑动摩擦因数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关. (2) 静摩擦力：其大小与其他力有关，由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,不与正压力成正比. 大小范围： O≤ f静≤ f m (f m 为最大静摩擦力，与正压力有关)

说明： a 、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。 b、摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。 c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。 6、浮力： F= ρgV (注意单位) 7、万有引力： F=G m m r 12 2 (1)适用条件：两质点间的引力（或可以看作质点，如两个均匀球体）。 (2) G为万有引力恒量，由卡文迪许用扭秤装置首先测量出。 (3)在天体上的应用：（M--天体质量，m—卫星质量， R--天体半径，g--天体表面重力加速度，h— 卫星到天体表面的高度） a 、万有引力=向心力 G Mm R h m () + = 2 V R h m R h m T R h 2 2 2 2 2 4 () ()() + =+=+ ω π b、在地球表面附近，重力=万有引力 mg = G Mm R2 g = G M R2 c、第一宇宙速度 mg = m V R 2 V=gR GM R =/ 8、库仑力：F=K22 1 r q q (适用条件：真空中，两点电荷之间的作用力) 9、电场力：F=Eq (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反) 10、磁场力： （1）洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力。 公式：f=qVB (B⊥V) 方向--左手定则 （2）安培力：磁场对电流的作用力。

焦耳定律经典练习题答案详细讲解

电功率和热功率 1.一台电动机，额定电压为100 V，电阻为1 Q .正常工作时，通过的电流为5 A，则电动 机因发热损失的功率为（） A. 500W B. 25W C . 1 000 W D . 475 W 答案B 解析电动机的热功率P= I2r = 52X 1 W = 25 W , B正确，A、C、D错误. 电功和电热 I 2 ?通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流为，则在时间t内产 生的热量为（） Q Q A. 4Q B. 2Q C. D.- 2 4 答案C 2 1 解析根据Q = I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的-，时间不变，则热量变为 1 原来的^.C正确. 非纯电阻电路的特点及有关计算

图263 3 ?如图263所示是一直流电动机工作时的电路图?电动机内阻阻R = r = 0.8 Q,电路中另一电10 Q,直流电压U = 160 V，电压表示数U V = 110 V .试求： (1) 通过电动机的电流； (2) 输入电动机的电功率； (3) 电动机输出的机械功率. 答案(1)5 A (2)550 W (3)530 W 解析⑴由电路中的电压关系可得电阻R的分压U R = U —U V = (160 —110) V = 50 V U R 50 通过电阻R的电流I R = = ~~ A = 5 A R 10 即通过电动机的电流I M = I R= 5 A. ⑵电动机的分压U M = U V = 110 V 输入电动机的功率P入=I M? U M = 550 W. ⑶电动机的发热功率P热=i M r = 20 W 电动机输出的机械功率P出=P入一P热=530 W (时间：60分钟) 题组一电功和电功率 1 .关于电功，下列说法中正确的有() A. 电功的实质是静电力所做的功 B. 电功是电能转化为其他形式能的量度

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_高中物理公式大全 一、直线运动 （1）匀变速直线运动 1.平均速度V平＝x/t（定义式） 2.有用推论Vt2-V02＝2as 3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+V0)/2 4.末速度Vt＝V0+at 5.中间位置速度Vs/2＝[(V02+Vt2)/2]1/2 6.位移s＝V平t＝V0t+at2/2＝Vt/2t 7.加速度a＝(Vt-V0)/t （以V0为正方向，a与V0同向(加速)a>0；a与V0反向(减速)则a<0） 8.实验用推论Δs＝aT2(Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差) 9.主要物理量及单位:初速度(V0):m/s；加速度 (a):m/s2；末速度(Vt):m/s；时间(t):秒(s)；位移(s):米（m）；路程:米；速度单位换算：1m/s=3.6km/h。 (1)平均速度是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大;

(3)a=(Vt-Vo)/t只是测量式，不是决定式; (4)其它相关内容：质点、位移和路程、参考系、时间与 时刻、s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度。 二、质点的运动 （2）----曲线运动、万有引力 1) 平抛运动 1水平方向速度：Vx＝V0 2.竖直方向速度：Vy＝gt 3.水平方向位移：x＝V0t 4.竖直方向位移：y＝gt2/2 5.运动时间t＝(2y/g）1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 6.合速度Vt＝(Vx2+Vy2)1/2＝[V02+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β：tgβ＝Vy/Vx＝gt/V0 7.合位移：s＝(x2+y2)1/2 位移方向与水平夹角α：tgα＝y/x＝gt/2V0 8.水平方向加速度：ax=0；竖直方向加速度：ay＝g 注： (1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作 是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成； (2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关； (3)θ与β的关系为tgβ＝2tgα；

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高中物理公式大全 一、力学 1、胡克定律：f = k x (x 为伸长量或压缩量，k 为劲度系数，只与弹簧的长度、粗细和材料有关) 2、重力： G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化，赤极g g >，高伟低纬g >g ) 3、求F 1、F 2的合力的公式： θcos 2212221F F F F F ++= 合，两个分力垂直时： 2 221F F F +=合 注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。分解时喜欢正交分解。 (2) 两个力的合力范围： F 1－F 2 F F 1 +F 2 (3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。 4、物体平衡条件： F 合=0 或 F x 合=0 F y 合=0 推论：三个共点力作用于物体而平衡，任意一个力与剩余二个力的合力一定等值反向。 解三个共点力平衡的方法： 合成法,分解法，正交分解法，三角形法，相似三角形法 5、摩擦力的公式： (1 ) 滑动摩擦力： f = N （动的时候用，或时最大的静摩擦力） 说明：①N 为接触面间的弹力（压力），可以大于G ；也可以等于G ；也可以小于G 。 ② 为动摩擦因数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快 慢以及正压力N 无关。 (2 ) 静摩擦力： 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解，与正压力无关。 大小范围： 0 f 静 f m (f m 为最大静摩擦力) 说明：①摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。 ②摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。 ③摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 ④静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。 6、万有引力： （1）公式：F=G 2 2 1r m m （适用条件：只适用于质点间的相互作用） G 为万有引力恒量：G = 6.67×10-11 N ·m 2 / kg 2 （2）在天文上的应用：（M ：天体质量；R ：天体半径；g ：天体表面重力加速度；r 表示卫星或行星的轨道半径，h 表示离地面或天体表面的高度）） a 、万有引力=向心力 F 万=F 向 即 '4222 22mg ma r T m r m r v m r Mm G =====πω 由此可得： ①天体的质量： ，注意是被围绕天体（处于圆心处）的质量。 ②行星或卫星做匀速圆周运动的线速度： ，轨道半径越大，线速度越小。 2 3 24GT r M π=r GM v =

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高中物理公式、规律汇编表 一、力学公式 1、胡克定律： F = Kx(x 为伸长量或压缩量,K 为倔强系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关) 2、重力：G = mg(g 随高度、纬度、地质结构而变化) 3 、求 F 1、F2两个共点力的合力的公式： Ｆ＝F2+ F2+ 2F F COS F2F 1212 合力的方向与F1成α角： αθ F2sin tgα= F1 F1+ F2cos 注意：(1)力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。 (2)两个力的合力范围：?F1－F2? ≤F≤F1+F2 (3)合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。 4、两个平衡条件： （1）共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力 为零。 ∑F=0或∑F x=0∑F y=0 推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。 [2]几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力 （一个力）的合力一定等值反向 ( 2 )有固定转动轴物体的平衡条件：力矩代数和为零． 力矩：M=FL (L为力臂，是转动轴到力的作用线的垂直距离） 5、摩擦力的公式： (1 )滑动摩擦力：f= μN 说明：a、N为接触面间的弹力，可以大于G；也可以等于G;也可以小于G b、μ为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面 积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关. (2 ) 静摩擦力：由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关. 大小范围：O≤f静≤f m(f m为最大静摩擦力，与正压力有关) 说明： a 、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，还可以与运动方向成一定夹角。 b、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。 c、摩擦力的方向与物体间相对运动的 方向或相对运动趋势的方向相反。d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以 受静摩擦力的作用。 6、浮力：F= ρVg(注意单位) 7、万有引力：F=G m1m2 r 2 (1)．适用条件(2) ．G 为万有引力恒量 (3) ．在天体上的应用：（M 一天体质量R 一天体半径 g 一天体表面重力 加速度） a 、万有引力=向心力 Mm = m V 22 4 2 G= m(R+h) =m(R+h) (R+h)2(R+h)2T 2 b、在地球表面附近，重力=万有引力 - 1 -

高中物理 焦耳定律教案

能正确地提出问题就是迈出了创新的第一步。 —— 李政道 1 第二章、恒定电流 第五节、焦耳定律（1课时） 一、教学目标 （一）知识与技能 1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。 2．了解电功和电热的关系。了解公式Q=I 2Rt （P=I 2R ）、Q=U 2t/R （P=U 2/R ）的适应条件。 3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。 4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。 （二）过程与方法 通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。 （三）情感态度与价值观 通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。 三、重点与难点： 重点：区别并掌握电功和电热的计算。 难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。 四、教学过程： （一）复习上课时内容 要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用 。 提出问题，引入新课 1．通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？（做功，而且做正功） 2．电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子：电能→机械能，如电动机。电能→内能，如电热器。电能→化学能，如电解槽。 本节课将重点研究电路中的能量问题。 （二）新课讲解-----第五节、焦耳定律

能正确地提出问题就是迈出了创新的第一步。 —— 李政道 2 1．电功和电功率 （1）．电功 定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。用W 表示。 实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。 【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。 在第一章里我们学过电场力对电荷的功，若电荷q 在电场力作用下从A 搬至B ，AB 两点间电势差为U AB ，则电场力做功W=qU AB 。 对于一段导体而言，两端电势差为U ，把电荷q 从一端搬至另一端，电场力的功W=qU ，在导体中形成电流，且q=It ，（在时间间隔t 内搬运的电量为q ，则通过导体截面电量为q ，I=q/t ），所以W=qU=IUt 。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。 表达式：W = Iut ① 【说明】：①表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两 端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。 ②适用条件：I 、U 不随时间变化——恒定电流。 单位：焦耳（J ）。1J=1V ·A ·s （2）电功率 ①定义：单位时间内电流所做的功 ②表达式：P=W/t=UI （对任何电路都适用）② 上式表明：电流在一段电路上做功的功率P ，和等于电流I 跟这段电路两端电压U 的乘积。 ③单位：为瓦特（W ）。1W=1J/s ④额定功率和实际功率 额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。 实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率P 实=IU ，U 、I 分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。 这里应强调说明：推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质，电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再

热力学第二定律 概念及公式总结

热力学第二定律 一、 自发反应-不可逆性（自发反应乃是热力学的不可逆过程） 一个自发反应发生之后，不可能使系统和环境都恢复到原来的状态而不留下任何影响，也就是说自发反应是有方向性的，是不可逆的。 二、 热力学第二定律 1. 热力学的两种说法： Clausius:不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化 Kelvin ：不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他的变化 2. 文字表述： 第二类永动机是不可能造成的（单一热源吸热，并将所吸收的热完全转化为功） 功 热 【功完全转化为热，热不完全转化为功】 （无条件，无痕迹，不引起环境的改变） 可逆性：系统和环境同时复原 3. 自发过程：（无需依靠消耗环境的作用就能自动进行的过程） 特征：（1）自发过程单方面趋于平衡；（2）均不可逆性；（3）对环境做功，可从自发过程获得可用功 三、 卡诺定理（在相同高温热源和低温热源之间工作的热机） ηη≤ηη （不可逆热机的效率小于可逆热机） 所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆机，其热机效率都相同，且与工作物质无关 四、 熵的概念 1. 在卡诺循环中，得到热效应与温度的商值加和等于零：ηηηη+η ηηη=η 任意可逆过程的热温商的值决定于始终状态，而与可逆途径无关 热温商具有状态函数的性质 ：周而复始 数值还原 从物理学概念，对任意一个循环过程，若一个物理量的改变值的总和为0，则该物理量为状态函数 2. 热温商：热量与温度的商 3. 熵：热力学状态函数 熵的变化值可用可逆过程的热温商值来衡量 ηη ：起始的商 ηη ：终态的熵 ηη=(ηηη)η （数值上相等） 4. 熵的性质： （1）熵是状态函数，是体系自身的性质 是系统的状态函数，是容量性质 （2）熵是一个广度性质的函数，总的熵的变化量等于各部分熵的变化量之和 （3）只有可逆过程的热温商之和等于熵变 （4）可逆过程热温商不是熵，只是过程中熵函数变化值的度量 （5）可用克劳修斯不等式来判别过程的可逆性 （6）在绝热过程中，若过程是可逆的，则系统的熵不变 （7）在任何一个隔离系统中，若进行了不可逆过程，系统的熵就要增大，所以在隔离系统中，一切能自动进行的过程都引起熵的增大。若系统已处于平衡状态，则其中的任何过程一定是可逆的。 五、克劳修斯不等式与熵增加原理 不可逆过程中，熵的变化量大于热温商 ηηη→η?(∑ηηηηηηη)η>0 1. 某一过程发生后，体系的热温商小于过程的熵变，过程有可能进行不可逆过程 2. 某一过程发生后，热温商等于熵变，则该过程是可逆过程

高中物理公式规律大全

高中物理基本规律及公式 一、力学 1、匀变速直线运动规律： （1）速度公式：at v v +=0 （2）位移公式：202 1at t v x + = （3）速度-位移公式：ax v v 22 02=- （4）平均速度公式： 2 02t v v v v =+= （5）在连续相等的时间T 内的位移之差为一恒定值，即2 aT x =? 2、胡克定律： kx F = （x 为伸长量或压缩量) 3、两个力的合力范围： ? F 1－F 2 ? ≤F ≤ F 1 +F 2 4、摩擦力公式： (1) 滑动摩擦力： f ＝μF N （F N 为正压力） (2) 静摩擦力： O ＜f 静≤f max (f max 为最大静摩擦力，与正压力有关) 5、物体平衡条件：静止或做匀速直线运动的物体，所受合外力为零。 或 6、牛顿第二定律： ma F =合 或 x x ma F = y y ma F = 7、平抛运动：初速度水平，只受重力。 性质：匀变速曲线运动 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 平抛速度求解：???==gt v v v y x 0 t 秒末的合速度2 2y x v v v += 速度的方向0 tan v gt v v x y = = β 平抛运动的位移：?? ? ??==2021gt y t v x t 秒末位移： 位移方向：0 2tan v gt x y == α 8、圆周运动：①线速度大小 T r t l v π2=??= ，方向在圆周上该点的切线方向. ②角速度：T t πθω2=??= ，（单位：rad/s ） ③ ωωr v v =的关系：与 ④周期T ：匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间. T ＝1/f ⑤向心加速度:r T r v r a n 2 22 2?? ? ??===πω，方向总与运动方向（即v 方向）垂直. 0=合F 0=x F 0 =y F 4 22 20224 1t g t v y x S + =+=

焦耳定律计算

1．焦耳定律：电流通过导体产生的热量____________________________________________ _________________________________________________________________ 2．计算公式：__________________________________________________________________ 【例1】将阻值为R 的电阻丝接入电压为U 的电路中，通电10min ，电流产生的热量为Q 。 将阻值为2R 的电阻丝接入电压为2U 的电路中，通电5min ，电流产生的热量是 ( ) A ．2Q B ．Q C ．2Q D ．4 Q 【例2】(2010东城二模)小明利用标有“6V6W ”的灯L 1和“6V3W ”的灯L 2进行实验。图 中OA 和OB 分别通过灯L 1和L 2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯 串联到某电源上，其中一个灯恰好正常发光时，电路在5min ，内产生的热量是 _________J 。 【例3】如图所示电路，是小丽同学家的电饭锅电路原理图，S 是温控开关，R 1、R 2表示加 热板的电阻。开关S 的动作，可使电饭锅处于“加热”或“保温”状态。电饭锅加 热状态时的总功率为P ，保温状态时的总功率为P ′，若P 是P ′的n 倍， 则电阻R 1∶ R 2＝ 。 焦耳定律计算

【例4】某饮水机的工作原理可简化为图所示的电路，其中R1为加热电阻。当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，开关S1、S2切换，使饮水机处于保 温状态，若饮水机加热时加热电阻的功率为550W，保温时加热电阻的功率为88W，则R2的阻值是________Ω。 【例5】(2010门头沟一模)如图是一台饮水机的工作原理电路图。S是一个温控开关，R1为电加热管，且R2＝4R1 。当饮水机处于加热状态时，红灯亮，水被迅速加热；达到 预定温度时，S自动切换到另一位置，并处于保温状态，绿灯亮。已知饮水机加热 时加热管的功率为900W，(不考虑温度对电阻的影响，且不计红、绿指示灯的阻值)，则饮水机保温时加热管的消耗的功率为( ) A．180W B．90W C．48.4 W D．36W 【例6】如图，电源两端电压U保持不变。当只闭合开关S1时，电压表的示数为U1，电流表的示数I1为1A，电阻R1消耗的电功率P1为4W，电阻R2消耗的电功率为P2。 当开关S1、S2都闭合时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的 电功率为P′2。 已知P2∶P′2＝1∶4，U1∶U2＝2∶1。求： ⑴电流表的示数I2为多少安？ ⑵电源两端的电压U为多少伏？ ⑶当开关S1、S2都闭合时，通电5min，电阻R2产生的热量为多少焦？

菲涅耳公式 折反射定律

Chapter 1 理论基础 1.1 介质中的Maxwell ’s equations 与物质方程 微分形式 =t =J+t ==0B E D H D B ρ????-? ?? ??????? ??? ?? （1-1） 传导电流密度J 的单位为安培/米2(A/m 2)，自由电荷密度ρ的单位为库仑/米2(C/m 2)。同时有电磁场对材料介质作用的关系式，即物质方程（或称本构方程） 00==()J=D E E P B H H M E εεμμσ?=+?? =+???? （1-2） 麦克斯韦方程组与物质方程描写了整个电磁场空间与全时间过程中电磁场的分布与变化情况。因此，所有关于电磁波的产生与传播问题，均可归结到在给定的初始条件和边界条件下求解麦克斯韦方程组的问题，这也正是用以解决光波在各种介质、各种边界条件下传播问题的关键与核心。

1.2 积分形式与边界条件 由于两介质分界面上在某些情况下场矢量E 、D 、B 、H 发生跃变，因此这些量的导数往往不连续。这时不能在界面上直接应用微分形式的Maxwell ’s equations ，而必须由其积分形式出发导出界面上的边界条件。 积分形式 0L S L S S S d E dl B d S dt d H dl I D d S dt D d S Q B d S ? =-?? ?=+?? ? =?? =???????????? （1-3） 得边界条件为 （1-4） 式 （1-4）的具体解释依次如下（具体过程详见《光学电磁理论》P20）： （1）电场强度矢量E 的切向分量连续，n 为界面的法向分量。 （2）α为界面上的面传导电流的线密度。当界面上无传导电流时，α=0，此时H 的切向分量连续。比如在绝缘介质表面无自由电荷和传导电流。 （3）σ为界面上的自由电荷面密度。 （4）磁感应强度矢量B 的法向分量在界面上连续。

热力学第一定律主要公式

热力学第一定律主要公式 1.?U 与?H 的计算 对封闭系统的任何过程 ?U=Q+W 2111()H U p V pV ?=?-- (1) 简单状态变化过程 1) 理想气体 等温过程 0T U ?= 0T H ?= 任意变温过程 ,21()V m U nC T T ?=- ,21()p m H nC T T ?=- 等容变温过程 H U V p ?=?+? (V U Q ?=) 等压变温过程 p U Q p V ?=-? ()p H Q ?= 绝热过程 ,21()V m U W nC T T ?==- ,21()p m H nC T T ?=- 2)实际气体van derWaals 气体等温过程 2 1 211U n a V V ?? ? ??? ?=- 2 22111 211()H U pV n a p V pV V V ?? ? ??? ?=?+?=-+- (2) 相变过程 等温等压相变过程 p tra H Q ?= (p Q 为相变潜热) p tra tra U Q p V ?=-? (3)无其她功的化学变化过程

绝热等容反应 0r U ?= 绝热等压反应 0r H ?= 等温等压反应 r p H Q ?= r r U H p V ?=?-? 等温等压凝聚相反应 r r U H ?≈? 等温等压理想气体相反应 ()r r U H n RT ?=?-? 或 r r B B H U RT ν?=?-∑ 由生成焓计算反应热效应 f ()(,)r m m B B H T H T B θθν?=?∑ 由燃烧焓计算反应热效应 c ()(,)r m m B B H T H T B θν?=-?∑ 由键焓估算反应热效应 ,,()(,(i m i i m i i i H T n H T n H ?=??∑∑反应物）-生成物） 式中:i n 为i 种键的个数;n i 为i 种键的键焓。 不同温度下反应热效应计算 2 1 21()()d T r m r m r p T H T H T C T ?=?+?? 2、体积功W 的计算 任意变化过程 W= d e p V -∑ 任意可逆过程 2 1 W= d V V p V -? 自由膨胀与恒容过程 W=0 恒外压过程 21()e W p V V =-- 等温等压→l g 相变过程(设蒸气为理想气体) 1()g g g W p V V pV n RT =--≈-=- 等温等压化学变化 ()W p V n RT =-?=? (理想气体反应) 0W ≈ (凝聚相反应) 理想气体等温可逆过程

高中物理公式以及化学方程式

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＝2as 3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt＝Vo+at 5.中间位置速度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为正方向，a与Vo同向(加速)a>0；反向则a<0｝ 8.实验用推论Δs＝aT2 ｛Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝ 注： (1)平均速度是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式，不是决定式; 2)自由落体运动 1.初速度Vo＝0 2.末速度Vt＝gt 3.下落高度h＝gt2/2（从Vo位置向下计算） 4.推论Vt2＝2gh （3)竖直上抛运动 1.位移s＝Vot-gt2/2 2.末速度Vt＝Vo-gt （g=9.8m/s2≈10m/s2） 3.有用推论Vt2-Vo2＝-2gs 4.上升最大高度Hm＝Vo2/2g(抛出点算起） 5.往返时间t＝2Vo/g （从抛出落回原位置的时间） 1)平抛运动 1.水平方向速度：Vx＝Vo 2.竖直方向速度：Vy＝gt 3.水平方向位移：x＝Vot 4.竖直方向位移：y＝gt2/2 5.运动时间t＝(2y/g）1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 6.合速度Vt＝(Vx2+Vy2)1/2＝[Vo2+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β:tgβ＝Vy/Vx＝gt/V0 7.合位移：s＝(x2+y2)1/2,

位移方向与水平夹角α:tgα＝y/x＝gt/2Vo 8.水平方向加速度：ax=0；竖直方向加速度：ay＝g 2）匀速圆周运动 1.线速度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.周期与频率：T＝1/f 6.角速度与线速度的关系：V＝ωr 7.角速度与转速的关系ω＝2πn(此处频率与转速意义相同) 3)万有引力 1.开普勒第三定律：T2/R3＝K(＝4π2/GM)｛R:轨道半径，T:周期，K:常量(与行星质量无关，取决于中心天体的质量)｝ 2.万有引力定律：F＝Gm1m2/r2 （G＝6.67×10-11N?m2/kg2，方向在它们的连线上） 3.天体上的重力和重力加速度：GMm/R2＝mg；g＝GM/R2 ｛R:天体半径(m)，M：天体质量（kg）｝ 4.卫星绕行速度、角速度、周期：V＝(GM/r)1/2；ω＝(GM/r3)1/2；T＝2π(r3/GM)1/2｛M：中心天体质量｝ 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＝1 6.7km/s 6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2＝m4π2(r地+h)/T2｛h≈36000km，h:距地球表面的高度，r地:地球的半径｝ 注: (1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向＝F万； (2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等； (3)地球同步卫星只能运行于赤道上空，运行周期和地球自转周期相同； (4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小（一同三反）； (5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。

高中物理公式大全全集牛顿定律

三、牛顿定律 一、知识网络 二、画龙点睛 概念 1、牛顿第一定律 ⑴内容：一切物体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． ⑵理解牛顿第一定律时应注意的问题 ①牛顿第一定律不像其他定律一样是实验直接总结出来的，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础总结出来的． ②牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的运动规律，牛顿第一定律是独立规律，绝不能简单地看成是牛顿第二定律的特例． ③牛顿第一定律的意义在于指出了一切物体都具有惯性，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态产生加速度的原因． ⑶牛顿第一定律可以从以下几个方面来进一步理解： ①定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性，即“保持匀速直线运动状态或静止状态”，对于所说的物体，在空间上是指所有的任何一个物体；在时间上则是指每个物体总是具有这种属性．即在任何情况下都不存在没有这种属性的物体．这种“保持匀速直线运动状态或静止状态”的性质叫惯性．简而言之，牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况

下都具有惯性。 ②定律的后一句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”实际上是对力下的定义：即力是改变物体运动状态的原因，而并不是维持物体运动的原因． ③牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律．其实，不受外力作用的物体在我们的周围环境中是不存在的．当物体所受到的几个力的合力为零时，其运动效果和不受外力的情况相同，这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止状态． 应该注意到，不受任何外力和受平衡力作用，仅在运动效果上等同，但不能说二者完全等同，如一个不受力的弹簧和受到一对拉或压的平衡力作用的同一个弹簧，显然在弹簧是否发生形变方面是明显不同的．惯性：物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性． ⑷惯性是一切物体的固有属性，是性质，而不是力．与物体的受力情况及运动状态无关．因此说，人们只能利用惯性而不能克服惯性，质量是物体惯性大小的量度，即质量大的，惯性大；质量小的，惯性小． 2、牛顿第二定律 ⑴内容：物体的加速度与所受合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外 力的方向相同． ⑵公式：F合= ma ⑶理解牛顿第二定律时注意的问题 ①瞬时性：力与加速度的产生是同时的，即同时增大，同时减小，同时消失． F＝ma是对运动过程中的每一个瞬间成立的，某一时刻的加速度大小总跟那一时刻的合外力大小成正比，即有力作用就有加速度产生；外力停止作用，加速度随即消失，二者之间没有时间上的推迟或滞后，在持续不断的恒定外力作用下，物体具有持续不断的恒定加速度；外力随时间改变，则加速度也随时间做同步的改变． ②矢量性：加速度的方向总与合外力方向一致． 作用力F和加速度a都是矢量，所以牛顿第二定律的表达式F＝ma是一个矢量表达式，它反映了加速度的方向始终跟合外力的方向相同．而速度方向与合外力方向没有必然联系． ③独立性：F合应为物体受到的合外力，a为物体的合加速度；而作用于物体上的每一个力各自产生的加速度也都遵从牛顿第二定律，与其他力无关(力的独立作用性)．而物体的合加速度则是每个力产生的加速度的矢量和。 ④在使用牛顿第二定律时还应注意：公式中的a是相对于惯性参照系的，即相对于地面静止或匀速直线运动的参照系．另外，牛顿第二定律只适用于宏观低速的物体，对微观高速物体的研究，牛顿第二定律不适用．(高速是指与光速可比拟的速度；微观是指原子、原子核组成的世界)． 3、牛顿第三定律 ⑴内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，但作用点不在同一个物体上． ⑵注意：物体与物体之间的作用力和反作用力总是同时产生、同时消失、同种性质、分别作用在相互作用的两个物体上，它们分别对这两个物体产生的作用效果不能抵消． ⑶作用力和反作用力与一对平衡力的区别：二对作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上，而平衡力是作用在同一物体上；作用力与反作用力一定是同一性质的力，平衡力则可以是也可以不是；作用力和反作用力同时产生、同时消失，而一对平衡力，当去掉其中一

热力学第一定律主要公式

热力学第一定律主要公式 １.U 与Ｈ得计算 对封闭系统得任何过程 U=Q+Ｗ (1) 简单状态变化过程 1) 理想气体 等温过程 任意变温过程 等容变温过程 () 等压变温过程 绝热过程 2)实际气体ｖａn derWa ａls 气体等温过程 222111211()H U pV n a p V pV V V ?? ? ????=?+?=-+- (2) 相变过程 等温等压相变过程 （3)无其她功得化学变化过程 绝热等容反应

绝热等压反应 等温等压反应 等温等压凝聚相反应 等温等压理想气体相反应 或 由生成焓计算反应热效应 由燃烧焓计算反应热效应 由键焓估算反应热效应 ,,()(,(i m i i m i i i H T n H T n H ?=??∑∑反应物）- 生成物） 式中:为种键得个数；为种键得键焓。 不同温度下反应热效应计算 2、体积功Ｗ得计算 任意变化过程 任意可逆过程 自由膨胀与恒容过程 W=0 恒外压过程 等温等压相变过程(设蒸气为理想气体) 等温等压化学变化 (理想气体反应） (凝聚相反应） 理想气体等温可逆过程 理想气体绝热过程

,212122111()()()11 V m nR W U nC T T T T p V pV γγ=?=-= -=--- 理想气体多方可逆过程 van ｄｅr W ａal ｓ 气体等温可逆过程 3、Q 得计算 (1)简单状态变化过程 等压变温过程 等压变温过程 （2） 等温等压相变过程 Joule-Ｔｈｏｍson 系数 表示节流膨胀后温度升高。 表示节流膨胀后温度不变（理想气体得)，时得温度成为倒转温度; 表示节流膨胀后温度降低(常用于气体得液化)；表示节流膨胀后温度升高。