高中物理公式大全:力学、电磁学分章速查
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高中物理公式大全按教材章节可以分成四块:力学、电磁学、热学和光学,其中力学和电磁学占了大部分分量。下面每一块用一张表列出公式、国际单位和适用条件,符号沿用人教版高中物理教材的习惯;力学部分另附一张「按缺的量选公式」的对照,解决最常见的「公式都会背、不知道用哪条」。
代入前先养成两个习惯:所有量换成国际单位制;先规定正方向,速度、加速度、功的正负号决定结果对不对。
力学:运动、力与能量
| 物理量或规律 | 公式 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 匀变速速度公式 | v = v₀ + at | m/s | a 为加速度,单位 m/s² |
| 匀变速位移公式 | x = v₀t + at²/2 | m | 与上一条联立可消去 t |
| 速度与位移关系 | v² − v₀² = 2ax | — | 不含时间的题优先用 |
| 重力 | G = mg | N | g 取 9.8 m/s²,题目常取 10 m/s² |
| 滑动摩擦力 | f = μF压 | N | μ 为动摩擦因数,无单位 |
| 牛顿第二定律 | F合 = ma | N | 合力与加速度同向 |
| 向心力 | F = mv²/r = mω²r | N | ω 为角速度,单位 rad/s |
| 万有引力定律 | F = Gm₁m₂/r² | N | G = 6.67 × 10⁻¹¹ N·m²/kg² |
| 功 | W = Fl cos α | J | α 为力与位移的夹角 |
| 功率 | P = W/t = Fv | W | Fv 用于求瞬时功率 |
| 动能与重力势能 | Eₖ = mv²/2,Eₚ = mgh | J | h 相对所选参考平面 |
| 动能定理 | W合 = Eₖ₂ − Eₖ₁ | J | 合外力做的总功 |
| 动量与动量定理 | p = mv,F合t = mv′ − mv | kg·m/s | 矢量式,注意方向 |
匀变速直线运动的三条基本公式写在一起如下:
v=v_0+at,\quad x=v_0t+\frac{1}{2}at^2,\quad v^2-v_0^2=2ax
五个量 v₀、v、a、t、x 里,一道题通常给三个、求一个,剩下那个既不给也不求。选公式就看它:
| 题目里不出现的量 | 选这一条 |
|---|---|
| 位移 x | v = v₀ + at |
| 末速度 v | x = v₀t + at²/2 |
| 时间 t | v² − v₀² = 2ax |
| 加速度 a | x = (v₀ + v)t/2 |
例题 1: 质量 2 kg 的木块放在水平面上,受 10 N 水平拉力,动摩擦因数 0.2,g 取 10 m/s²。摩擦力 f = 0.2 × 2 × 10 = 4 N,由牛顿第二定律 a =(10 − 4)÷ 2 = 3 m/s²。
例题 2: 汽车由静止出发,加速度 2 m/s²,5 s 末的速度 v = 2 × 5 = 10 m/s,位移 x = 2 × 5² ÷ 2 = 25 m。用第三条公式核对:10² − 0 = 2 × 2 × 25 = 100,两边相等。
例题 3: 物体从 5 m 高处由静止自由下落,忽略空气阻力,g 取 10 m/s²。用机械能守恒 mgh = mv²/2 得 v² = 2gh = 100,v = 10 m/s。换用 v² − v₀² = 2ax(a 换成 g、x 换成 h)得到同一个式子,可以一种方法算、另一种方法核对。

电磁学:电场、电路与磁场
| 物理量或规律 | 公式 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 库仑定律 | F = kq₁q₂/r² | N | k = 9.0 × 10⁹ N·m²/C² |
| 电场强度 | E = F/q,点电荷 E = kQ/r² | N/C | 与试探电荷 q 无关 |
| 电势差 | U = W/q | V | W 为电场力做的功 |
| 匀强电场 | U = Ed | V | d 沿电场线方向 |
| 电容 | C = Q/U | F | 1 F = 10⁶ μF |
| 电阻定律 | R = ρl/S | Ω | ρ 为电阻率 |
| 闭合电路欧姆定律 | I = E/(R + r) | A | E 为电动势,r 为内阻 |
| 焦耳定律 | Q = I²Rt | J | 电热 |
| 安培力 | F = IlB | N | 导线与磁场垂直时 |
| 洛伦兹力 | F = qvB | N | 速度与磁场垂直时 |
| 感应电动势 | E = nΔΦ/Δt,E = Blv | V | 后者用于导体切割磁感线 |
| 理想变压器 | U₁/U₂ = n₁/n₂ | — | n 为线圈匝数 |
| 正弦交流电有效值 | E = Eₘ/√2 | V | Eₘ 为峰值 |
带电粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动,由 qvB = mv²/r 得:
r=\frac{mv}{qB},\qquad T=\frac{2\pi m}{qB}
周期与速度无关,回旋加速器正是利用了这一点。
例题 4: 电源电动势 6 V、内阻 1 Ω,外接 5 Ω 电阻。电流 I = 6 ÷(5 + 1)= 1 A,路端电压 U = 1 × 5 = 5 V,电阻消耗功率 P = I²R = 5 W。
例题 5: 长 0.4 m 的导体棒在 0.5 T 的匀强磁场中以 5 m/s 垂直切割磁感线,E = 0.5 × 0.4 × 5 = 1 V。

热学:气体与能量守恒
| 物理量或规律 | 公式 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 热力学温度 | T = t + 273.15 | K | t 为摄氏温度 |
| 理想气体状态方程 | p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂ | — | 一定质量的理想气体 |
| 热力学第一定律 | ΔU = Q + W | J | 吸热 Q 为正,外界对气体做功 W 为正 |
状态方程写成分式,前后两个状态一一对应:
\frac{p_1V_1}{T_1}=\frac{p_2V_2}{T_2}
例题 6: 气体吸热 300 J,同时对外做功 100 J,则 W = −100 J,ΔU = 300 +(−100)= 200 J,内能增加。符号弄反会得到 400 J。

光学:折射与干涉
| 物理量或规律 | 公式 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 折射率 | n = sin θ₁/sin θ₂ | — | θ₁ 为真空或空气中的角 |
| 折射率与光速 | n = c/v | — | c = 3.0 × 10⁸ m/s |
| 全反射临界角 | sin C = 1/n | — | 光从光密介质射向光疏介质 |
| 双缝干涉条纹间距 | Δx = lλ/d | m | l 为双缝到屏的距离 |
例题 7: 光从空气以 60° 入射到玻璃,折射角 30°,折射率 n = sin 60° ÷ sin 30° = √3 ≈ 1.73。临界角满足 sin C = 1/√3 ≈ 0.577,C 约为 35°。
代入公式时的三个易错点
| 易错点 | 错误表现 | 改法 |
|---|---|---|
| 单位没统一 | 质量用克、长度用厘米直接代入 | 先换算成 kg、m、s |
| 矢量方向 | 动量定理里末速度与初速度同号相减 | 先规定正方向,反向取负 |
| 符号约定 | 热力学第一定律里 W 的正负弄反 | 外界对气体做功为正 |
四块的核心公式和常用常量压在一页里如下,适合贴在错题本首页:

整理完可以在本站做一件具体的事:把例题 2 的解答照原样录进公式编辑器,第一行写已知量与所求量,第二行按上面的对照选公式代入,第三行用另一条公式核对,每行按 Enter 换行。左栏公式模板里有物理常用公式,底部符号面板有物理模式。公式编辑和预览免费且不用登录;讲义要导出成 Word 时,需要登录并开通本站会员。
延伸阅读
- Word公式对象编辑:把公式放进 Word 讲义后怎样修改
- 公式转换字体丢失:公式换了软件后字体变样时的排查顺序
- 免费的公式编辑器在线网址:选在线编辑器前的三点自测
常见问题
- 公式里的符号代表什么?
- 高中物理的字母基本固定:m 是质量,v 是速度,a 是加速度,t 是时间,x 或 l 是位移或长度,F 是力,E 在力学里指能量、在电学里指电场强度或电动势,要看上下文。下标 0 通常表示初始值,比如 v0 是初速度。每条公式的单位写在本文表格里,代入前把各量换成国际单位制再算。