o que é preciso dominar completamente na matemática para compreender bem a física e a química do ensino médio?

Da matemática do ensino fundamental o que se tem que saber muito mesmo é algebrismo. Isto é, manipular expressões algébricas para extrair valores que estejam no meio de uma expressão e explicitá-los. Também é super importante a solução de equações e inequações. Bem como operar com frações, potências, radicais, razões e proporções. Geometria também é importante, como semelhança, teorema de Pitágoras, áreas de figuras. Saber demonstrar teoremas é algo de que se vai precisar sempre. O resto vai se aprender no próprio ensino médio, como trigonometria, logaritmos, matrizes, determinantes, análise combinatória, números complexos, polinômios etc.