在高一阶段，物理课程内容逐步深入，涉及力学、运动学、能量、动量等多个方面。掌握这些基础知识和相关公式是学习物理的关键。本文将系统整理高一物理中常见的所有公式，帮助同学们更好地理解和应用。
一、运动学部分
1. 匀变速直线运动基本公式
- 速度时间关系：
$$
v = v_0 + at
$$
- 位移时间关系：
$$
s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2
$$
- 速度位移关系：
$$
v^2 = v_0^2 + 2as
$$
2. 自由落体运动（初速度为零）
- 速度公式：
$$
v = gt
$$
- 位移公式：
$$
h = \frac{1}{2} g t^2
$$
3. 竖直上抛运动
- 上升到最高点的时间：
$$
t = \frac{v_0}{g}
$$
- 最大高度：
$$
H = \frac{v_0^2}{2g}
$$
二、力与运动
1. 牛顿第一定律（惯性定律）
- 物体在不受外力或所受合外力为零时，保持静止或匀速直线运动状态。
2. 牛顿第二定律
$$
F_{\text{合}} = ma
$$
其中，$F_{\text{合}}$ 是物体所受的合力，$m$ 是质量，$a$ 是加速度。
3. 牛顿第三定律
- 作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在同一直线上。
4. 重力
$$
G = mg
$$
其中，$g$ 为重力加速度，通常取 $9.8\, \text{m/s}^2$。
5. 弹力（胡克定律）
$$
F = kx
$$
其中，$k$ 是弹簧的劲度系数，$x$ 是弹簧的形变量。
三、功与能
1. 功的定义式
$$
W = F s \cos\theta
$$
其中，$\theta$ 是力与位移之间的夹角。
2. 功率
$$
P = \frac{W}{t}
$$
或
$$
P = F v \cos\theta
$$
3. 动能定理
$$
W_{\text{合}} = \Delta E_k = \frac{1}{2}mv^2 - \frac{1}{2}mv_0^2
$$
4. 重力势能
$$
E_p = mgh
$$
5. 机械能守恒定律
在只有保守力做功的情况下，系统的机械能保持不变：
$$
E_k + E_p = \text{常量}
$$
四、动量与碰撞
1. 动量定义
$$
p = mv
$$
2. 动量定理
$$
F \Delta t = \Delta p
$$
3. 动量守恒定律
在系统不受外力或所受外力的矢量和为零时，系统的总动量保持不变：
$$
p_{\text{初}} = p_{\text{末}}
$$
4. 完全弹性碰撞
- 动量守恒：
$$
m_1 v_1 + m_2 v_2 = m_1 v_1' + m_2 v_2'
$$
- 动能守恒：
$$
\frac{1}{2} m_1 v_1^2 + \frac{1}{2} m_2 v_2^2 = \frac{1}{2} m_1 v_1'^2 + \frac{1}{2} m_2 v_2'^2
$$
5. 完全非弹性碰撞
碰撞后两物体结合在一起运动，动量守恒但动能不守恒。
五、圆周运动
1. 线速度与角速度的关系
$$
v = r\omega
$$
2. 向心加速度
$$
a_c = \frac{v^2}{r} = r\omega^2
$$
3. 向心力
$$
F_c = m a_c = \frac{mv^2}{r} = mr\omega^2
$$
六、万有引力
1. 万有引力定律
$$
F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}
$$
其中，$G$ 为万有引力常量，约为 $6.67 \times 10^{-11}\, \text{N·m}^2/\text{kg}^2$。
2. 地球表面重力加速度
$$
g = G \frac{M}{R^2}
$$
其中，$M$ 为地球质量，$R$ 为地球半径。
七、简谐运动
1. 回复力公式
$$
F = -kx
$$
2. 简谐运动的周期
- 弹簧振子：
$$
T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}
$$
- 单摆：
$$
T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}
$$
以上就是高一物理中常用的所有公式的整理。希望同学们能够熟练掌握这些公式，并在实际问题中灵活运用。物理是一门逻辑性强、需要理解的学科，建议在学习过程中多做练习题，加深对公式的理解与记忆。
