大学物理第一学期公式集
概念（定义和相关公式）
?????1．位置矢量：r，其在直角坐标系中：r?xi?yj?zk；r?x2?y2?z2角位置：θ
?2．速度：V??drdt?平均速度：V???r?t 速率：V?dsdt（V?V?）角速度：
????d?dt
?dVdt角速度与速度的关系：V=ｒω
?3．加速度：a?或a???d2rdt2 平均加速度：a?dVdt???V?t 角加速度：??d?dt
在自然坐标系中a????a???ann其中a???dpdt（=ｒβ），an?V2r（=r2 ω）
???4．力：F=ｍa （或F=
法则）
???） 力矩：M?r?F（大小：M=rFcosθ方向：右手螺旋
?????5．动量：p?mV，角动量：L?r?mV（大小：L=rmvcosθ方向：右手螺旋法则）
?6．冲量：I????Fdt（=FΔｔ）；功：A????F?dr（气体对外做功：A=∫PdV）
7．动能：mV2/2
mg(重力) → mgh
8．势能：A保= – ΔEp不同相互作用力势
-kx（弹性力） → kx2/2
能形式不同且零点选择不同其形式
F= ?GMmr (万有引力) →?GMm =Ep ?不同，在默认势能零点的情况下：
rr2机械能：E=EK+EP
Qq Qqr?(静电力) →M29．热量：Q?4??0r4??0rCRT其中：摩尔热容
?量C与过程有关，等容热容量Cv与等压热容量Cp之间的关系为：Cp= Cv+R 10． 压强：P?F?IS?tS?23n?
11． 分子平均平动能：??3kT；理想气体内能：E?M(t?r?2s)RT
2?212． 麦克斯韦速率分布函数：f(V)?dN（意义：在V附近单位速度间隔内的分子数所
NdV占比率）
13． 平均速率：V? 方均根速率：
?VVdNN???0Vf(V)dV?2RT8RT??
2?；最可几速率：Vp?3RT?
14． 熵：S=KlnΩ（Ω为热力学几率，即：一种宏观态包含的微观态数）
???15． 电场强度：E=F/q0 （对点电荷：E16． 电势：Ua?q4??0rq4??0r2?） r???a??E?dr（对点电荷U?）；电势能：Wa=qUa(A= –ΔW)
17． 电容：C=Q/U ；电容器储能：W=CU2/2；电场能量密度ωe=ε0E2/2
18． 磁感应强度：大小，B=Fmax/qv(T)；方向，小磁针指向（S→N）。
定律和定理
1．矢量叠加原理：任意一矢量A可看成其独立的分量Ai的和。即：A=ΣAi（把式中A换
???????????成r、V、a、F、E、B就分别成了位置、速度、加速度、力、电场强度和磁感应
强度的叠加原理）。
???2．牛顿定律：F=ｍa （或F=
?Mm
?F??G2rr?dpdt）；牛顿第三定律：F′=F；万有引力定律：
??????3．动量定理：I??p→动量守恒：?p?0条件?F外?0 ?4．角动量定理：M?5．动能原理：
?dLdt??→角动量守恒：?L?0条件?M外?0
A??Ek（比较势能定义式：A保???Ep）
6．功能原理：A外+A非保内=ΔE→机械能守恒：ΔE=0条件A外+A非保内=0 7．理想气体状态方程：PV?MRT或P=nkT（n=N/V，ｋ=Ｒ/N0）
?8．能量均分原理：在平衡态下，物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能，其大小都为kT/2。
9．热力学第一定律：
克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其它影响。 ΔE=Q+A
10．热力学第二定律： 开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其它影响。孤立系统：ΔS>0 实质：在孤立系统内部发生的过程，总是由热力学概率小的宏观状态向热力学概率大的状态进行。亦即在孤立系统内部所发生的过程总是沿着无序性（熵增加原理）
增大的方向进行。 11． 库仑定律：
?Qq（k=1/4πε） F0??k2rr12． 高斯定理：
??q（静电场是有源场）→无穷大平板：E=σ/2ε0
E?dS????013． 环路定理：?E?dl?0 （静电场无旋，因此是保守场）
????? ?Idl?r14． 毕奥—沙伐尔定律：dB?04?r2??I 直长载流导线：B?0(cos?1?cos?2)
4?r??I 无限长载流导线：B?0
2?r???I?I? 载流圆圈：B?0，圆弧：B?02R2R2? θ2 I r P o R θ1 I
大学物理上册常用公式汇总
