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

x2y2z2角位置：θ
2．速度：V

drdt
平均速度：V

rt
速率：V

dsdt
（V
V）角速度：


ddt
角速度与速度的关系：Vｒω
3．加速度：a

dVdt
或a

d2rdt2
平均加速度：
a

Vt
角加速度：

ddt
在自然坐标系中
a

a

a

其中a

dVdt
（ｒβ），a

V2r
（r2ω）
4．力：
F
ｍ
a
（或F

dpdt
）
力矩：
M

r

F
（大小：MrFcosθ方向：右手螺旋
法则）
5．动量：
p

mV
，角动量：
L

r

mV
（大小：Lrmvsi
θ方向：右手螺旋法则）




6．冲量：IFdt（FΔｔ）；功：AFdr（气体对外做功：A∫PdV）
7．动能：mV228．势能：A保ΔEp不同相互作用力势
能形式不同且零点选择不同其形式
mg重力kx（弹性力）
→mgh→kx22
不同，在默认势能零点的情况下：FGMmr万有引力→GMmEp
r2
r
机械能：EEKEP
9．热量：QMCRT其中：摩尔热容
Qqr静电力40r2
→Qq40r
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：CpCvR
10．
压强：P
FS

ItS

23


11．
分子平均平动能：3kT；理想气体内能：EMtr2sRT
2
2
12．
麦克斯韦速率分布函数：fVdN（意义：在V附近单位速度间隔内的分子
NdV
数所占比率）

13．
平均速率：V
V
dNN
VfVdV
0

8RT
14．
方均根速率：V2
2RT
；最可几速率：Vp

3RT
熵：SKl
Ω（Ω为热力学几率，即：一种宏观态包含的微观态数）
f15．16．
电场强度：EFq0
（对点电荷：
E

q
r）
40r2

电势：Ua
a
Edr（对点电荷Uq
40r
）；电势能：WaqUaAΔ
W17．18．
电容：CQU
；电容器储能：WCU22；电场能量密度ωeε0E22
磁感应强度：大小，BFmaxqvT；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：AΣAi（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
ｍ
a
（或F

dpdt
）；牛顿第三定律：
F
′
F
；万有引力定律：
F

G
Mmr
r2



3．动量定理：Ip→动量守恒：p0条件F外0




4．角动量定理：M

dLdt
→角动量守恒：L0条件
M外0
5．动能原理：AEk（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：ΔE0条件A外A非保内0
7．理r