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物 理 考 点 公 式 库 —— 定 律 · 公 式 型
格式：考点名称 | 公式/定律表述
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一、力学（牛顿力学）
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牛顿第一定律(惯性定律) | 物体不受外力时保持静止或匀速直线运动状态: F_合=0 ⇒ v=常量
牛顿第二定律 | F=ma (力=质量×加速度)
牛顿第三定律 | F_AB = -F_BA (作用力与反作用力等大反向共线)
重力公式 | G=mg (g≈9.8 m/s² 地表)
滑动摩擦力 | f=μN (μ为动摩擦因数, N为正压力)
静摩擦力范围 | 0 ≤ f ≤ f_max = μ_s N
胡克定律(弹簧) | F=-kx (k为劲度系数, x为形变量)
万有引力定律 | F=G·Mm/r² (G=6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²)
黄金代换(地表) | GM=gR² (R为地球半径)
第一宇宙速度 | v₁=√(gR)=7.9 km/s (环绕速度)
第二宇宙速度 | v₂=√(2gR)=11.2 km/s (逃逸速度)
动量定义 | p=mv
动量定理 | F·Δt = Δp = mv₂-mv₁ (冲量=动量变化)
动量守恒定律 | m₁v₁+m₂v₂ = m₁v₁'+m₂v₂' (系统合外力为零)
动能定义 | E_k = ½mv²
动能定理 | W_合 = ΔE_k = ½mv₂²-½mv₁²
重力势能 | E_p = mgh (零势能面以上为正)
弹性势能 | E_p = ½kx²
机械能守恒定律 | E_k₁+E_p₁ = E_k₂+E_p₂ (仅重力/弹力做功)
功的定义 | W=Fs·cosθ (恒力做功)
平均功率 | P=W/t
瞬时功率 | P=Fv·cosθ
匀速圆周运动向心力 | F_n=mv²/r=mω²r
线速度与角速度 | v=ωr
周期与频率 | T=1/f, ω=2π/T=2πf
开普勒第三定律 | T²/a³ = k (k只与中心天体有关)
天体质量计算 | M=4π²r³/(GT²) (由环绕天体周期求中心天体质量)

二、热学
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热力学第一定律 | ΔU=Q+W (内能变化=吸热+外界做功)
理想气体状态方程 | pV=nRT (R=8.31 J/(mol·K))
玻意耳定律(等温) | pV=常量 (T不变)
查理定律(等容) | p/T=常量 (V不变)
盖-吕萨克定律(等压) | V/T=常量 (p不变)
热力学第二定律(克劳修斯) | 热量不能自发地从低温物体传到高温物体
热力学第二定律(开尔文) | 不可能从单一热源吸热全部做功而不产生其他影响
热机效率 | η=W/Q₁=(Q₁-Q₂)/Q₁ < 1
卡诺循环效率 | η_卡诺 = 1 - T₂/T₁
平均动能与温度 | E_k_avg = (3/2)kT (k为玻尔兹曼常数)
热容公式 | Q=cmΔt (c为比热容)
热平衡方程 | Q_吸 = Q_放 (孤立系统)
表面张力 | F=σL (σ为表面张力系数)

三、电磁学
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库仑定律 | F=k·q₁q₂/r² (k=9×10⁹ N·m²/C²)
电场强度定义 | E=F/q
点电荷场强 | E=kQ/r²
匀强电场场强 | E=U/d (d为沿场强方向距离)
电场力做功 | W=qU (与路径无关)
电势能 | E_p=qφ
电势定义 | φ=E_p/q
电势差(电压) | U_AB=φ_A-φ_B
电容定义 | C=Q/U
平行板电容器 | C=εS/(4πkd)=ε_r ε₀ S/d
电容器储能 | E=½CU²=½QU
电流定义 | I=q/t
欧姆定律(部分电路) | I=U/R
欧姆定律(闭合电路) | I=E/(R+r) (E为电动势, r为内阻)
电阻定律 | R=ρL/S (ρ为电阻率)
电功(电热) | W=UIt=I²Rt=U²t/R
电功率 | P=UI=I²R=U²/R
焦耳定律 | Q=I²Rt
串/并联总电阻 | 串联: R=R₁+R₂; 并联: 1/R=1/R₁+1/R₂
基尔霍夫电流定律(KCL) | ΣI_入 = ΣI_出
基尔霍夫电压定律(KVL) | ΣU=0 (沿任意闭合回路)
安培力(电流受力) | F=BIL·sinθ (θ为B与I夹角)
洛伦兹力 | f=qvB·sinθ (运动电荷在磁场中受力)
带电粒子匀强磁场圆周运动 | qvB=mv²/r ⇒ r=mv/(qB), T=2πm/(qB)
磁通量 | Φ=BS·cosθ
法拉第电磁感应定律 | E=n·ΔΦ/Δt (n为线圈匝数)
动生电动势(切割) | E=BLv·sinθ
感生电动势(变化磁场) | E=nS·ΔB/Δt
自感电动势 | E=-L·ΔI/Δt (L为自感系数, 负号—楞次定律)
变压器变比 | U₁/U₂=n₁/n₂, I₁/I₂=n₂/n₁ (理想变压器)
远距离输电功率损失 | P_损=I²R_line=(P/U)²R_line
LC振荡周期 | T=2π√(LC)
麦克斯韦电磁场理论 | 变化的电场产生磁场, 变化的磁场产生电场

四、光学
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折射定律(斯涅尔) | n₁·sinθ₁=n₂·sinθ₂
折射率定义 | n=c/v (c为真空中光速)
全反射临界角 | sinC=1/n (光密→光疏)
透镜成像公式(高斯) | 1/f=1/u+1/v (f焦距, u物距, v像距)
放大率 | m=|v|/u
杨氏双缝干涉条纹间距 | Δx=Lλ/d
薄膜干涉(增透/增反) | 光程差δ=2nd+λ/2 (考虑半波损失)
单缝衍射暗纹条件 | a·sinθ = kλ (k=±1,±2,...)
光栅方程 | d·sinθ=kλ (k=0,±1,±2,...)
光电效应方程(爱因斯坦) | E_k=hν-W₀ (hν为光子能量, W₀为逸出功)
光子能量 | E=hν=hc/λ (h=6.63×10⁻³⁴ J·s)
光子动量 | p=h/λ
德布罗意波长(物质波) | λ=h/p=h/(mv)
康普顿散射 | Δλ=h(1-cosθ)/(m₀c)

五、近代物理
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质能方程 | E=mc²
时间膨胀(狭义相对论) | Δt=Δt₀/√(1-v²/c²)
长度收缩 | L=L₀·√(1-v²/c²)
相对论质量 | m=m₀/√(1-v²/c²)
玻尔氢原子能级 | E_n=-13.6/n² eV (n=1,2,3...)
氢原子跃迁光子能量 | hν=|E_n-E_m|
玻尔轨道半径 | r_n=n²r₁ (r₁=0.053 nm为基态半径)
里德伯公式 | 1/λ=R(1/m²-1/n²) (R=1.097×10⁷ m⁻¹)
原子核结合能 | ΔE=Δm·c² (质量亏损对应结合能)
放射性衰变定律 | N=N₀·(1/2)^(t/T₁/₂) (T₁/₂为半衰期)
衰变常数与半衰期 | λ=ln2/T₁/₂
平均寿命 | τ=1/λ=T₁/₂/ln2

六、振动与波
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简谐运动动力学方程 | F=-kx; a=-ω²x
简谐运动位移方程 | x=A·sin(ωt+φ₀)
简谐运动速度 | v=Aω·cos(ωt+φ₀)
简谐运动加速度 | a=-Aω²·sin(ωt+φ₀)
弹簧振子周期 | T=2π√(m/k)
单摆周期(小角度) | T=2π√(L/g)
波动方程 | y=A·sin[2π(t/T-x/λ)+φ₀]
波速公式 | v=λf=λ/T
波的干涉加强条件 | Δφ=2kπ 或 波程差 δ=kλ (k=0,±1,±2,...)
波的干涉减弱条件 | Δφ=(2k+1)π 或 波程差 δ=(2k+1)λ/2
多普勒效应(声波, 源静观动) | f'=f·(v±v_o)/v
多普勒效应(声波, 观静源动) | f'=f·v/(v∓v_s)

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总计: 86条考点公式
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