高中的物理公式数量非常多, 模块之间的内容也比较杂乱无章, 许多学生并不是因为完全不知道题目该怎么解, 而是即便把公式都背下来了, 在实际应用的时候依然感到无能为力。
事实上, 若是能够按照不同的模块对知识进行系统的整理, 将每一个公式以及它究竟在什么样的具体场景当中使用对应起来, 那么高中物理成绩的进步速度是肯定会变得快很多的。下面提供的这份汇总内容, 其能够帮助你用一次性的方式把这些必须去背诵的公式全部都梳理清楚。
真正决定分数的, 其实不是你脑子里记住了多少个公式, 而是你能不能一下子就看出来, 遇到这种题到底该拿哪一个公式来用。所以今天咱们不干什么堆砌复杂推导的事情, 就只讲那些最常被考到、最实用的, 而且也是大家最容易搞混的核心公式, 还有专门对付它们的记忆办法。
一、力学公式
力学它是高中物理的基础模块, 而且它也是最容易出综合题的那个部分。你需要先记住最核心的一组东西, 那就是牛顿第二定律, 也就是公式F=ma。这个公式几乎贯穿了受力分析、加速度、连接体、斜面、圆周运动等等所有题型。只要题目问你说是为什么会加速。那么你就基本都要回到这个公式上去。
与运动有直接关系的还有一套关于匀变速直线运动的计算公式, 这其中包括速度等于初速度加上加速度乘以时间这样一个表达式, 还有一个是位移等于初速度乘以时间再加上二分之一倍的加速度乘以时间的平方这样一个计算式, 另外再有一个就是速度的平方减去初速度的平方, 结果等于两倍加速度乘以位移。
这几类公式在大家平时做题的时候, 最常用的操作办法就是已知其中两个具体的数值, 然后去求出剩下那一个不知道的数值, 对于一般人来说, 完全没有必要去死记硬背这些公式是怎么推导出来的, 最为关键的点在于需要看清楚题目里面给出的条件, 到底是已经告诉了初速度、时间这些参数, 还是给了位移相关的这些信息。
有很多学生在做题目丢分, 这个现象不是因为不会算数值, 而是因为把速度公式和位移公式两者给弄混了。
大家在记忆这些知识的时候可以进行这样的理解: 前一个公式关注的是快慢的变化情况, 后一个公式关注的是走了多远的距离, 而第三个公式则更加适合在题目中没有给出时间信息也能够进行解题的情况出现, 这种使用场景在各种类型的考试问题中非常普遍地出现在关于刹车过程的问题里、出现追击问题的场合中, 以及自由落体这类物理情境里面。
接着往下, 我们会涉及力的基本关系, 这里面包括用公式表示的重力G等于mg、摩擦力f等于μN, 还有弹簧弹力F等于kx。这三类力在分析受力图的时候属于经常出现的角色。
判断重力的时候我们要看质量, 分析摩擦力的时候得接触面和支持力作为依据, 而弹力的分析则是看重形变量。如果受力关系的判断出了错误情况发生的话, 就算后面把公式写得再正确也对整体结果产生不了任何有效作用。
二、功和能
功和能是力学里面最适合换一种角度去进行思考的那个部分, 最常被用到的数学公式是功W等于Fs乘以cosθ, 这个算式是在告诉你做功这件事情, 它是只与力、位移、以及那个夹角有关联的, 好多题目故意把这个力的方向和运动的方向设置成斜角的样子, 其真实的目的就是为了考你会不会正确地去判断什么是有效做功。
再记住功率的那个公式, 它写成P等于W除以t的样子, 还有瞬时功率的那些常见的表达思路也都是要记住的。功率这东西, 它不是看那个功到底做了多少的, 它是看事情做得有多快的这么一个意思。
如果两个情况下的功是同样多的一样大的话, 那么所花的时间就越短, 这个时候的功率就越大这样一个结论。这个结论它在汽车启动的场景里、在拉升重物的场景里、在涉及机械效率的那种题目里面，都特别常见。
在能量的各种分类里头, 最重要的部分当然是动能和势能了, 它们对应的计算公式分别是Ek=1/2mv²和Ep=mgh。因为动能的大小是直接跟速度的平方挂钩的, 所以只要速度有一点点变化, 动能的情况就会发生非常明显的改变。
至于重力势能, 它则是跟高度有直接关系, 所以在一开始选定好了参考平面的时候, 必须始终保持这个标准是统一的。你会发现, 很多那种综合性的题目, 其根本性质其实就是在考查动能和势能之间是怎么相互转化的这一件事。
还有一个非常关键的规律是机械能守恒。你不必死记复杂的表达。核心理解就是只有重力和弹力做功时, 机械能总量保持不变。如果有摩擦力等非保守力, 就要考虑能量损失。会不会写“能量观点”, 往往直接决定压轴题能不能拿步骤分。
三、动量与碰撞
动量这个模块在选择题里面很重要, 而且在最终的压轴题里面也很受关注。那里面的核心公式写出来那就是p=mv。为什么说动量很厉害? 因为它是质量跟速度的一个综合起来的效果。这样的话, 它就不像是只单纯去看速度那一回事了, 而是能比单纯看速度更加能够去反映出物体当前的运动状态到底是个什么东西。
那么具体的做题情况是怎么样的? 就是当题目中出现了一个关键词叫做碰撞的时候, 或者出现反弹这两个字的时候, 又或者出现了分离这个词的时候。只要你看到这些词, 你就要立刻在脑子里优先跳出动量这个概念来考虑问题。
动量定理通常被表达为Ft=Δp这种形式, 它所要传达的基本含义就是冲量等于动量的变化量, 正因为如此, 该定理在处理那些短暂时间点以内发生的受力情况时尤为适用, 比如像打击、碰撞以及接触瞬间等场景中出现的力的作用问题, 当你在解题过程中发现题目所给出的是具体的力和对应的作用时间这两个条件时, 不要仅仅局限于去关注加速度的计算, 因为在这类情境下运用动量定理来求解往往能够达到更加直接的效果。
做这种碰撞题目, 关键的地方根本不是你看那个公式背了多少个, 而是你能不能把那个守恒的条件给判断得特别准。一般情况之下, 你得先去看看这个系统受外界力影响的情况厉不厉害, 是不是特别明显, 然后才去决定这个东西到底能不能用动量守恒这个规则来办事。
而且很多时候, 这些题目里还会把能量的概念都给结合起来, 让你去判别一下它到底是那种弹性碰撞, 还是说属于非弹性碰撞这一类。你先把它当成什么样的模型给判断清楚了, 之后再把对应的公式套进去算, 这简直就是解决那些动量题目最基本的一个思路了, 大家基本上都这么想的。
四、圆周运动
圆周运动最常见的公式是: a=v²/r, 表示向心加速度与速度的平方成正比, 还与半径成反比。这个公式非常重要的是, 因为它告诉你一个道理, 也就是当你速度越大的时候, 你就越容易“甩出去”, 而当半径越小的时候, 你的向心要求就会变得越高。
向心力并不是那种单独的力, 而是各种各样的力的合力所产生出来的一种效果, 在常见的场景之中, 比如说是用绳子去拉动物体的情况, 或者是汽车进行转弯的情况, 亦或是卫星环绕地球飞行的情况, 在做关于圆周运动的题目时学生需要先去弄清楚到底是哪一个力来提供了向心力这一概念, 然后再依据受力关系来列出相应的公式, 在这一步骤里面所花费的精力以及需要注意的地方是比单纯地去记忆那些物理公式要更加关键得多的。
许多学生在日常学习的过程中, 总喜欢搞混圆周运动、线速度以及角速度这三者之间的关系。
我们为了简便起见, 可以简单地做一个记忆性的区分: 对于“跑得多快”这一情况的描述, 通常使用的是线速度；而对于“转得多快”这一情况的描述, 则使用的是角速度；需要特别注意的是, 上述这两个物理量, 都和圆周运动有着非常密切的关联作用。
另外一点也需要大家牢记在心, 那就是一旦面对题目中提出的关于周期、转速或者是频率方面的考查内容时, 首先要做的一个关键动作是必须去进行判断, 即要确认清楚该物体所做的是不是一个稳定的圆周运动。
五、电学公式
电学这一部分, 在高中物理的课程内容里, 属于公式出现特别密集的那个模块, 但是从整体脉络上来看, 其实主线是非常清晰明了的。
其中最为基础的核心内容是关于电流、电压以及电阻三者之间关系的描述, 具体的数学表达就是I=U/R这个等式, 这在物理学上被称为欧姆定律, 并且它同时也是处理串联和并联电路问题, 以及对电路进行具体分析时的核心依据。
当大家在做相关题目的时候, 第一步应该是要先仔细观察和理解电路图的结构特征, 然后再去准确判断当前所需要求解的具体目标究竟是属于总电阻的数值、特定支路中的电流大小, 还是某个具体电子元件两端的电压情况。
电功和电功率这个内容在考试里面也是很常考的。主要的公式包括W等于UIt, 还有P等于UI, 以及这些公式推出来的那些常见的关系。这些知识点很适合用来解决一些特定的题型。
比如说题目会问“通电一段时间做了多少功”, 或者问“灯泡发热多少能量”, 或者是某个电器的功率到底有多大。做电学题目的时候, 最让人头疼的事情就是容易把功率和功这两个概念混为一谈, 这应该是非常需要注意的。
电阻定律也必须掌握, 具体来说是公式R=ρL/S, 这个公式体现了材料属性、导线长度以及横截面积这三者共同决定电阻大小这一因果关系, 只要长度增加, 电阻就会变大, 而横截面积增加, 电阻就会变小, 该知识点在做选择题的时候出现的频率特别高, 特别是在需要对比不同材质、不同尺寸导线的电阻值时情况更是如此。
在现在这个阶段去学电场的时候, 必须要知道关于电场力以及电势能里面的基本思路是怎样的。虽然不同版本的教材里面的表达方式存在一些细微的差别, 但是核心内容是这样的: 带有电荷的粒子会在电场里受到力的作用, 从而发生改变原有的运动状态的结果。
处理电学题目最关键的一点是, 要把电路、电场以及物体的运动情况这三方面都联系起来进行考虑。千万不要只盯着某一个单独的公式去看问题。
六、热学与波动
热学部分的最基础的内容是关于内能、热量以及比热容之间的关系的一个方面的。常见的一个思路就是说物体在吸收了热量之后它的温度会发生变化, 而温度的变化情况和物体的质量、比热容、温差是有关系的。
虽然在考试的时候不一定会总是要求你去进行完整的计算, 但是一定要知道这样一个道理, 那就是在同样吸收热量的前提下, 质量越小的物体它的温度升高的速度就越快。
关于波动以及振动这部分学习内容, 你需要把注意力集中到周期、频率还有波速它们之间的那种关系上。因为这种东西在拿去判断什么声波、机械波, 或者简谐运动这类问题的时候, 是非常常被用到的。
这种知识虽然不一定每个时候都会出那种分值特别高的大题来考你, 可是在做选择题的时候, 它经常就会以辨析概念的方式突然冒出来。所以在去背诵那些公式的同时, 更重要的事情是你要真正弄明白那个叫做“在一个周期之内去完成一次完整的运动”到底是什么意思。
高中物理里面的那些公式虽然不算特别的多, 但是它们可能会变得非常凌乱。我建议你按照一个具体的顺序来进行整理, 这个顺序是力学接着是能量然后是动量再往后是圆周运动最后是电学和热学。
在每一个学习模块完成之后, 你需要把相关的公式和典型的场景对应起来进行匹配。这样做的好处在于当你要复习的时候, 你不需要从书的开头开始翻找。你可以直接定位到你事先整理好的对应板块那里。
学习公式最有效的方法, 并不是单纯地进行机械式抄写。建议大家把公式本身、适用的具体条件, 以及容易出现的常见陷阱, 这三部分的内容放在一起记忆。
倘若你心中有此意愿, 我后续还可以协助你整理出一张高中物理范围内必须记忆的公式速记汇总表格。该表格已经按照考试中出现频率的高低进行了排序工作。这样的安排十分利于考生进行收藏操作, 并且非常适合用来日常背诵和理解。
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