【DSE Physics】9個高中考試常用公式。了解物理與日常生活的關聯， 以有趣的方式學習物理！
物理是一個有趣又實用的學科，幫助我們理解日常生活中的現象和技術。在中學物理課堂中，學生需要掌握許多重要的公式，如牛頓運動定律(Newton's laws of motion)、庫倫定律（Coulomb's law）、熱力學公式等，這些公式也在考試中經常被使用，但學習這些公式時可能會覺得枯燥乏味。因此，我們將介紹9個高中物理常用公式，並以有趣的方式幫助您了解物理與日常生活的關聯。讓我們一起來學習這些公式，並體驗物理的樂趣吧！
1. 牛頓第二運動定律 (Newton’s Second Law)
牛頓第二運動定律 (Newton’s Second Law)是高中物理學中基本的公式之一，它說明物體的加速度與受到的力成正比。
公式為： F = ma
其中：
F表示物體所受的力，
m表示物體的質量，
a表示物體的加速度。
牛頓第二運動定律常用於計算物體的運動軌跡和速度，例如計算自由落體(free fall)運動中物體的加速度和速度。此外，牛頓第二運動定律也被廣泛應用於力學、動力學等領域。
物理考試應用
在高中物理考試中，考官會要求學生根據物體的質量和施加的力來確定物體的加速度或力。為解決這些問題，學生便需要使用公式F = ma去計算未知值。
日常生活應用
在日常生活中，牛頓第二運動定律可以在許多活動中應用得到。
例子一：
當一個人推著購物車時，他們正在對購物車施加力，根據所施加的力和購物車的質量，購物車會加速移動。
例子二：
當一個人投擲一個球時，施加在球上的力決定它加速的速度和移動的距離。
2. 庫倫定律 (Coulomb’s Law)
庫倫定律是描述電荷相互作用的定律，它說明兩個電荷間的力，與它們之間的距離的平方成反比。其公式為 F = kq1q2/r²，其中F表示電荷之間的力，q1和q2分別表示兩個電荷的大小，r表示它們之間的距離，k是一個常數。
庫倫定律被廣泛應用於電學、電子學、靜電學等領域。例如可以使用庫倫定律來計算兩個電荷之間的電場強度和電勢能。
物理考試應用
在DSE物理考試中，庫侖定律通常用於解決與電荷和電場相關的問題。通常要求學生根據它們的電荷和之間的距離來確定兩個或多個帶電物體之間的作用力。
日常生活應用
在日常生活中也會用到庫倫定律 (Coulomb’s Law)。比如，當一個人將氣球擦在頭髮上時，它會帶上電荷，可以吸引紙張或頭髮等小物體。這是由於氣球上的電荷和物體上的電荷之間的作用力。同樣地，當一個人將電器插入插座時，設備中的電荷與插座中的電荷相互作用，產生驅動設備的電場。
3. 熱容量和比熱容量 (Heat Capacity and Specific Heat Capacity)
作為高中物理學生，你可能遇到過公式E = mc ∆T，並想知道：“這在我的生活中有什麼用？” 不用擔心，這公式不限於課本上的計算，日常生活也經常用到！
首先，讓我們了解如何運用這個公式。 Q代熱能量，m代表質量(mass)，c代表比熱容(Specific heat capacity)，而ΔT則表示溫度變化。這個公式涉及傳熱的概念，即從一個物體或物質向另一個物體或物質傳遞熱能。
物理考試應用
物理計算中，如果要計算提高1千克水溫度10攝氏度所需的熱能量數量，會需要使用公式E = mc ∆T。水的質量(m)為1千克，水的比熱容(c)為4.18 J/g °C，溫度變化(ΔT)為10°C。將這些數值代入公式中，就可以計算出提高水溫所需的能量。
日常生活應用
另外，生活中，我們也常常用到這公式的概念。例如，當你使用爐子或烤箱烹飪食物時，你正在利用傳熱原理。爐子或烤箱的能量加熱鍋或平底鍋，然後將熱量傳遞給食物。可以使用公式E = mc ∆T計算加熱食物所需的能量。
另一個實際例子是在家中打開加熱器或空調時。這些設備通過傳輸熱能進出您的家來工作，由E = mc ∆T調節。加熱或冷卻您的房屋所需的能量越多，您的能源賬單就會越高。
公式E = mc ∆T乍一看可能令人望而生畏，但它在高中物理考試和日常生活中都有許多實際應用。通過了解傳熱的概念以及這個公式與其相關的內容，您可以更好地了解周圍的世界，並在能源使用方面做出更明智的決策。
4. 投射運動公式 (Projectile Motion)
拋體運動描述的是物體被拋出、發射或踢向空中，並在重力作用下按拋物線軌跡運動的過程。
在深入研究公式之前，了解射彈運動的用法非常重要。當一個物體被拋出或發射到空中時，它有兩個獨立的運動：水平運動和垂直運動。水平運動是恆定的，這意味著它以恆定的速度運動，沒有任何加速度。而垂直運動則由於重力向下拉動物體而加速。這兩種運動的結合導致物體以拋物線軌跡運動。
投射運動描述了物體在重力作用下的運動軌跡和速度。公式包括：
公式一：v = v0 + at，其中v表示物體的速度，v0表示初始速度，a表示加速度，t表示時間；
公式二：y = v0t + 1/2at²，其中y表示物體的垂直位移；
公式三：x = v0xt，其中x表示物體的水平位移(horizontal motion)。
投射運動公式 (Projectile Motion) - 速度計算
v = v0 + gt
該公式用來計算物體在軌跡中任何既定時間的速度。在此公式中，“v”表示物體的速度，“v0”表示物體的初始速度，“g”表示由於重力引起的加速度，“t”表示經過的時間。
投射運動公式 (Projectile Motion) - 垂直運動
y = v0t + 1/2gt²
此公式適用於被拋出或發射到空中的物體的垂直運動。“y”表示物體相對於其初始位置的高度，“v0”表示物體的初始速度，“t”表示經過的時間，“g”表示由於重力引起的加速度（大約為9.8 m/s²）。
透過這個公式，我們可以計算一個物體達到的最大高度、到達該高度所需的時間以及摔回地面所需的時間。它還有助於了解物體的射程，即擊中地面之前水平行進的距離。
投射運動公式 (Projectile Motion) - 水平運動
x = v0xt
物理考試中，計算被拋出到空中物體的水平運動時會用到這公式。“x”表示物體行進的距離，“v0x”表示物體的初始水平速度，“t”表示經過的時間。
物理考試應用
在高中物理考試中，投射運動的題目通常涉及在給定其他量的情況下求得上述一個或多個量。例如，可能會給你初速度，然後讓你求最大高度或飛行時間。或者，給出水平距離，要求求出初速度或飛行時間。
要解決這些問題，重要的是要確定使用哪些公式，並代入已知的數值。此外，繪畫情況示意圖，以圖表方式表達運動方向和狀態，並標註相應的變量的方法，也相當有助於更快速準確解題。
日常生活應用
投射運動公式在現實各個領域都有應用到，如體育和工程學。譬如射彈運動公式可以用來計算從槍支發射的子彈的彈道。在體育運動中，可以用於計算拋球或踢球的最佳角度，把球踢到最大距離或高度。在工程領域中，投射運動公式被用來設計和測試火箭、導彈等。
5. 電功率公式 (Electric Power)
電功率描述了電器消耗的能量，它通常用於計算家用電器的耗電量。其公式為 P = VI，其中P表示電功率(power)，V表示電壓(voltage)，I表示電流(current)，另外 R表示resistance。
公式一：P (watts) = V (volts) x I (amps)
公式二：P (watts) = I2 (amps) x R (Ω)
公式三：P (watts) = V2 (volts) ÷ R (Ω)
公式 P = V^2 / R 在物理考試和日常生活中有多種應用，我們經常以此計算電路中功率（P）、電壓（V）和電阻（R）之間的關係。以下是此公式的一些應用：
物理考試應用
物理考試：以上三條公式是電氣物理學中的重要概念，並經常在物理考試中出現。題目可能要求同學計算電阻器中耗散的功率或計算實現特定功率輸出所需的電壓。
日常生活應用
計算電力：電力是電壓和電流的乘積，可以使用公式P = V x I來計算。但是，當知道電阻時，也可以使用公式P = V^2 / R來計算。這個公式在電氣工程中常被用來設計電路和計算設備的功耗。
照明設計：在設計照明系統中，公式P = V^2 / R用以計算照明特定空間所需的燈泡功率（瓦特數）。通過了解燈泡的電阻並使用公式，設計師可以知道照明一個房間所需的功率。
歐姆定律(Ohm's law: V=IR)：P = V^2 / R是歐姆定律的簡化版本，該定律指出兩點之間的導體中通過的電流與兩點之間的電壓成正比，與它們之間的電阻成反比。換句話說，這個公式有助於解釋電路中電壓、電流和電阻之間的關係。
5. 總結
了解這些公式對於解答高中物理題目非常重要。此外，了解這些公式與現實生活（如運動和工程應用）的關係，可以更有趣味地學習物理，並更仔細了解周圍世界。
Uni+ 物理課程以循序漸進地的方法教授物理，引入新的概念的同時會深化先前學習的基礎概念，提供充足的解題練習機會，令學生更深入地理解課題重點及技巧。
