内容正文:
第7章 力
1. 力的概念:力是物体对物体的作用。符号F,单位牛顿(N)。
注:①力的产生必须要两个物体;②力的产生不一定要接触(重力、磁体间作用力等);接触的物体间不一定有力的作用。
2. 力的作用效果:(1)使物体发生形变;(2)改变物体的运动状态。
注:物体运动状态是否变化判断方法:物体是否处于静止状态或匀速直线运动状态。
3. 力的三要素:大小、方向、作用点。
注:力的三要素共同影响力的作用效果。三要素都相同,作用效果才会相同。
4. 力的示意图:物理学中用一条带箭头的线段表示力,这种表示力的方式称为力的示意图。
画力的示意图的方法:(1)确定受力物体,作用点画在受力物体上(重心或接触面上);(2)确定力的方向;(3)画出力,标好符号(有大小还需标大小)。
注:同一幅图中,力越大,线段应该越长。
5. 力的作用是相互的。(1)物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体;(2)相互作用力的关系:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上(等大、反向、共线、异体);(3)应用实例:游泳、划船、火箭(火箭与喷出的燃气)、直升飞机等。
注:判断相互作用力的方法——看两个力的施力物体与受力物体是否刚好反过来。
6.弹力:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生的力叫作弹力。
(1)产生条件:接触、发生弹性形变。
(2)方向:压力与支持力垂直于接触面,指向受力物体;绳子拉力沿绳收缩的方向;杆的弹力可根据物体的状态分析。
注:弹力是由施力物体形变产生的。
7. 弹簧测力计:(1)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大(在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比);(2)使用:调零(沿哪个方向用力就在哪个方向调零)、测量、读数。
8. 重力:由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力;符号G;施力物体:地球。
注:①重力来源于地球的吸引力;②重力不能等同于地球的吸引力。
9. 重力的大小:物体所受的重力跟它的质量成正比。公式:G=mg。m为质量,单位须用kg;g为常数,大小为9.8N/kg或10N/kg,它表示1kg的物体重9.8N。
10. 常见物体的重力:两个鸡蛋1N;物理课本3N;手机重2N,篮球重5N,一瓶500mL矿泉水重5N等。
11. 重力的方向:竖直向下。
12. 重心:地球吸引物体的每个部分。但是对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫作物体的重心。
注:①重心是物体重力的等效作用点;②形状规则、质量分布均匀的物体的重心在几何中心;③物体的重心不一定在物体上;④重心越低,物体越稳定。
第8章 运动和力
1. 阻力对运动的影响
(1)实验方法:
转换法——将阻力对运动的影响程度转换为小车在水平面上运动的距离。
控制变量法——让小车从同一斜面同一高度静止滑下,控制小车达到水平面时的速度相同。
注:斜面上不能铺毛巾或棉布等。
科学推理法——阻力越小,小车运动得越远,速度减小得越慢,推理可知,若阻力为0,则小车的速度不再减小,做匀速直线运动。
(2)阻力大小是通过改变接触面粗糙程度来改变的。
2. 牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
理解:(1)“一切”表明这个规律的普适性,不是特殊现象。(2)“总”是指总是这样,没有例外。(3)“或”指两种状态居其一,不能同时存在。(4)“除非”指要改变物体的运动状态,必须且只有对物体施加力的作用。(5)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,用推理的方法概括出来的,不能用实验直接证明。(6)牛顿第一定律揭示了运动和力的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
3. 惯性:物理学中把物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。
理解:(1)普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性,与物体是否受力及运动状态无关。(2)大小:惯性的大小仅取决于物体的质量:质量越大,惯性越大;质量越小,惯性越小。(3)惯性是物体的固有属性。注意:惯性不是“力”,不能说“受到惯性”“惯性作用”或“惯性力”;只能说“具有惯性”“由于惯性”。
4. 平衡力和平衡状态:物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡,物体处于平衡状态。
5. 探究二力平衡的条件:
(1)研究对象:小车;研究的两个力是两细绳对小车的拉力。
(2)大小:通过钩码数量来控制。
(3)方向:可将细绳挂在小车的两侧和同侧来控制方向相同和不同。
(4)共线:将小车扭转一个角度,松手后是否能保持平衡状态。
(5)同体:将卡片从中间剪开。
(6)将小车换成卡片的好处:可以减小摩擦力或重力对实验的影响。
注:卡片两端的绳子可以不是水平的。
(7)结论:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。(等大、反向、同体、共线)
6. 二力平衡的应用:运动情况 受力情况
7. 滑动摩擦力
(1)概念:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。
(2)产生条件:①接触并挤压(有压力);②接触面粗糙;③有相对运动。
(3)方向:与相对运动方向相反,且平行于接触面。
8. 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关(压力、接触面粗糙程度、材料)
(1)测量摩擦力的方法:用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动。此时,我们读出弹簧测力计所测的拉力,就可以得到木块与长木板之间的滑动摩擦力的大小。(原理:二力平衡,f=F拉)
(2)实验方法:控制变量法。压力大小通过加减砝码(钩码)控制。
注:在控制变量法中,探究与哪个因素的关系,则改变此因素,其他因素保持不变。
(3)结论:接触面粗糙程度和材料相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力和接触面材料相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。(注意答题格式)
(4)改进:优点:不需要匀速拉动长木板做匀速直线运动,易操作;弹簧测力计处于静止状态,示数稳定,便于读数。
9. 摩擦力的分类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
10. 静摩擦力的有无及方向:假设法——(物体没有相对运动)假设没有摩擦,物体是否能保持原来的状态,若发生了相对运动,说明假设不成立,物体受到静摩擦力,且与相对运动方向相反。
11. 摩擦力的大小
(1)静摩擦力:通过平衡求解。
(2)滑动摩擦力:匀速直线运动时,通过平衡求解;变速运动时,若压力和接触面粗糙程度、材料不变,则滑动摩擦力与匀速直线运动时相等。
12. 摩擦的利用与防止
(1)增大摩擦的方法:①增大压力;②增大接触面粗糙程度;③变滚动为滑动。
(2)减小摩擦的方法:①减小压力;②减小接触面的粗糙程度;③变滑动为滚动;④分离接触面。
13. 同一直线上二力的合成
(1)合力和分力:如果一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力,那几个力就叫作这个力的分力。
(2)力的合成:在物理学中,求几个力合力的过程叫作力的合成。
14. 研究同一直线上二力的合成
(1)实验方法:等效替代法。
(2)结论:①同一直线上的两个力,如果方向相同,合力的大小等于这两个力的大小之和,合力的方向与这两个力的方向相同。②如果方向相反,合力的大小等于这两个力的大小之差,合力的方向与较大的力方向一致。
第9章 压强
1. 探究影响压力作用效果的因素(压力和受力面积)
(1)实验方法:转换法——将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度;控制变量法。
(2)结论:压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显;受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
2. 压强
(1)定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强,符号p。
(2)定义式:
(3)单位:帕斯卡,简称帕,符号Pa,1Pa=1N/m2
注:1Pa表示1m2面积上所受压力为1N。压强在数值上等于单位面积上所受的压力。
(4)变形公式:F=PS,(注意对应性)
3. 常见的压强:①物理教材对水平桌面的压强约为60Pa;②中学生双脚站立时对水平地面的压强约为1×104Pa。
4. 减小和增大压强的方法
(1)减小压强:①减小压力;②增大受力面积。
(2)增大压强:①增大压力;②减小受力面积。
5. 柱体对水平面产生的压强:
6. 液体压强产生的原因:液体受到重力且具有流动性。
7. 探究液体压强与哪些因素有关(深度和液体密度)
(1)实验装置:U形压强计,U形管不是连通器(连接橡皮管一端未开口)
(2)装置是否漏气判断方法:按压橡皮膜,观察U形管中液柱是否发生变化。
(3)若探头放入液体前,U形管两侧液面存在高度差,则应取下软管重新安装。
(4)实验方法:转换法——将液体压强大小转换为U形管两侧液面高度差;控制变量法。
(5)结论:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;同种液体深度越深,压强越大;在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(6)保持探头在水中的位置不变,加入盐水,不能探究液体压强与液体密度的关系,因为没有控制深度相同。
7. 液体压强的大小:p=ρgh。
注:①h表示研究点到自由液面的竖直距离,单位必须用m;②ρ的单位必须用kg/m3;
8. 连通器
(1)定义:上端开口,下端连通的容器叫作连通器。
(2)特点:如果连通器内装有相同的液体,液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。
(3)常见的连通器:茶壶、存水弯(反水弯)、地漏、水位计、三峡船闸等。
9. 压力和压强的比较与计算
(1)固体压强:;柱体对水平面产生的压强:
压力:固体对水平面的压力等于重力,即F=G。
(2)液体压强:(首选)或
压力:①水平面上的柱形容器:F=G或F=pS;
②水平面上的非柱形容器F甲<G,F乙>G。
10. 大气压强的存在:马德堡半球实验(第一个证明大气压的存在)、吸盘、覆杯实验、吸管喝饮料、瓶吞鸡蛋等。
11. 大气压强的测量——托里拆利实验(第一次测量大气压的值)
(1)760mm是指两水银液面的竖直距离。
(2)玻璃管是否倾斜、粗细、上提下放都不会影响测量结果。
注:玻璃管倾斜,水银柱高度不变,但长度变长。
(3)若玻璃管进了空气,则测量结果偏小,若真空部位打个孔,则玻璃管中液面最终与水银槽中液面相平(连通器)。
(4)结论:p0=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa
12. 影响大气压的因素
(1)海拔高度:海拔越高,大气压越低,水的沸点越低。
注:海拔越高,的液柱上升;的液柱下降。
(2)冬天、晴天气压高。
13. 流体压强与流速的关系
(1)流体:具有流动性的液体和气体。
(2)在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
(3)飞机的升力:①机翼形状:上凸下平;②机翼上方空气流速快,压强小,下方压强大,从而产生向上的压强差,形成向上的压力差,就是飞机的升力。
第十章 浮力
1. 浮力产生的原因:物体上下表面的压力差。公式:F浮=F向上-F向下
2. 浮力的方向:竖直向上。注:先找水平面(水面),然后垂直水平面向上画出浮力即可。
3. 称重法测浮力:F浮=G-F示。注:物体可以不浸没,但不能接触容器。
4. 影响浮力大小的因素:液体密度ρ液、排开液体的体积V排。
(1)实验方法:控制变量法。①液体密度相同:同种液体;不同:不同的液体。②排开液体的体积相同:同一物体浸没;不同:同一物体不浸没,浸入不同的深度。
(2)浮力的大小测量方法:称重法(见上)
(3)实验结论:①液体密度相同时,排开液体的体积越大,浮力越大。②排开液体的体积相同时,液体密度越大,浮力越大。
(4)根据下图求出物体的密度和盐水的密度。
①物体的密度:由甲图可知,物体的重力为G=4N,可得物体的质量为
由丙或丁图可知,物体浸没在水中时受到的浮力为F浮=G-F示=4N-3.5N=0.5N
浸没时,物体的体积等于排开液体的体积,即
物体的密度为(简化:)
②盐水的密度:由戊图可知,物体浸没在水中时受到的浮力为F浮盐水=G-F盐水=4N-3.4N=0.6N
盐水的密度为
注:由于物体浸没在盐水中和浸没在水中排开液体的体积均等于自身的体积,故有,整理可得。
5. 探究浮力大小与排开液体所受的重力
(1)需要测量的物理量:①浮力:称重法F浮=F乙-F丙。②排开液体所受的重力:G排=F丁-F甲
(2)实验顺序:甲、乙、丙、丁。若甲放最后,会导致G排偏小,且不便操作。
(3)为了使结论更具普遍性,应选用不同的液体或物体多次实验。
(4)结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。公式:F浮= G排
(5)影响实验结果的操作:①溢水杯未装满水,会导致G排偏小。②物体接触容器底或容器壁,会影响F示,进而影响浮力的测量。
注:空桶中原来就残留水、弹簧测力计未调零,对实验结果无影响。(差值不变)
6. 物体的浮沉条件
(1)比较浮力与物体的重力:①F浮>G物,上浮,最终漂浮,F '浮=G物。②F浮=G物,悬浮(浸没、静止、只受浮力和重力)。③F浮<G物,下沉,最终沉底,F '浮=G物-F支。
(2)比较物体密度与液体密度:①ρ液>ρ物,上浮,最终漂浮。②ρ液=ρ物,悬浮。③ρ液<ρ物,下沉,最终沉底。
7. 浮力的应用
(1)轮船:空心→增大V排→增大F浮。排水量是指轮船满载时排开水的质量,即m排。吃水线表示轮船浸入的深度,与V排有关。
(2)潜水艇:通过改变自身重力来实现浮沉。①排水→G变小,F浮>G物,上浮。②注水→G变大,F浮<G物,下沉。
(3)气球和飞艇:内部充密度小于空气的气体。
(4)密度计:同一密度计,在不同液体中处于漂浮状态,所受浮力都等于自身重力,即浮力相等,由F浮=ρ液gV排及V排的大小关系断液体的密度关系。
注:密度计的刻度上小下大,且不均匀。
8. 密度的计算公式
(1)原因法:F浮=F向上-F向下
(2)阿基米德原理:F浮= G排;F浮= m排g;F浮=ρ液gV排
(3)平衡法:①称重法:F浮=G-F示。漂浮、悬浮:F浮=G物。沉底:F 浮=G物-F支
第十一章 功和机械能
1. 做功的两个必要因素:(1)作用在物体上的力F;(2)物体在力的方向上作用时移动的距离s。
2. 功的计算:W=Fs。单位W——J或N·m;F——N;s——m。
3. 功率
(1)物理意义:表示做功的快慢。
(2)定义式:。单位P——W或J/s;W——J;t——s。
注:功率在数值上等于单位时间所做的功。
(3)推导式:P=Fv。单位P——W或J/s;F——N;v——m/s。注:一定要统一成这几个单位!!!
4. 能量:物体能够对外做功,就说这个物体具有能量。物体能够对外做的功越多,具有的能量越大。
5. 动能:物体由于运动而具有的能。影响因素:质量和速度。
6. 探究影响动能大小的因素
(1)动能是指小球的动能。
(2)实验方法:控制变量法。①质量相同——相同的小球;不同——不同质量的小球。②速度相同——将小球从同一斜面、同一高度静止滑下;不同——将小球从同一斜面、不同一高度静止滑下。
转换法:将小球的动能大小转换为木块被撞的距离。
(3)若物块几次滑出木板,解决方案:①换用更长的木板;②同时减小小球质量(保持原来质量的关系);③同时降低高度(保持原来高度的关系)。注:若只有一次滑出木板则可直接得出结论,不需要改进实验方案。
(4)若水平面光滑,则木块做匀速直线运动。
(5)克服摩擦力做的功等于动能的减小量。
(6)实验结论:①质量一定时,速度越大,物体的动能越大。②速度相同时,质量越大的物体,动能越大。
7. 重力势能:在地球表面附近,物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能,叫作重力势能。影响因素:质量和高度。
8. 弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能。影响因素:形变程度及材料、结构。
9. 机械能:动能、重力势能、弹性势能的总和。
10. 机械能的转化:动能和重力势能、弹性势能之间可以发生转化。如单摆、滚摆,上升时动能转化为重力势能,下降时重力势能转化为动能。
11. 机械能守恒:如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但动能和势能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。(一般而言,不计阻力,机械能守恒。)
12. 风能和水能都属于机械能。
第十二章 简单机械
1. 杠杆
(1)定义:一根绕固定点转动的硬棒。注:硬是指没有明显的形变。
(2)五要素:支点——杠杆可以绕其转动的点(O);
动力——使杠杆转动的力(F1);
阻力——阻碍杠杆转动的力(F2);
动力臂——从支点O到动力F1作用线的距离(l1);
阻力臂——从支点O到动阻F2用线的距离(l2)。
注:①的作用线是指力所在的直线。②动力和阻力都作用在杠杆上。
2. 力和力臂的作图:①力臂作图:先找到支点和力的作用线,然后从支点作力的作用线的垂线段。②根据力臂画力:过力臂的端点垂直力臂画一条直线,即为力的作用线,该直线与杠杆的交点即为力的作用点。
3. 杠杆平衡条件
(1)把质量分布均匀的杠杆中点作为支点的目的:避免杠杆自重对实验的影响。
(2)实验前调节杠杆水平平衡的方法:哪边高平衡螺母就往哪边调。
注:调节平衡之后,实验过程中不能再调节平衡螺母!
(3)实验中多次调节杠杆水平平衡的目的:便于测量力臂。
(4)实验结论:动力×动力臂=阻力×阻力臂。公式F1l1=F2l2
4. 最小力的画法:(1)找到支点,然后确定力的作用点——杠杆上离支点最远的点(若题目要求在哪一点画最小力,则不需要再找力的作用点)。(2)连接力的作用点和支点(虚线);(3)垂直连线画出最小力(注意标垂足和力的方向)。
5. 杠杆的动态平衡:先确定五要素,再根据杠杆平衡条件进行分析。
6. 滑轮
(1)定滑轮:不省力也不费距离,但能改变力的方向。
(2)动滑轮:省力但费距离,不能改变力的方向。
物体重力为G,上升高度为h,动滑轮重力为G动,自由端拉力为F,移动距离为s,则s=2h,若不计绳重及摩擦,则有。
7. 滑轮组
(1)绳子段数:拉动滑轮的绳子段数。如图甲n=2,图乙n=3。
(2)距离关系:s=nh。(h为物体或动滑轮移动距离,s为自由端移动距离)
(3)以动滑轮为研究对象,受力分析(不计绳重及摩擦)则(F为自由端拉力)
(4)绕线:由内向外;奇动偶定;最省力从动滑轮开始。
8. 轮轴和斜面
(1)轮轴:由轮和轴构成,轮大则省力费距离,轴大则费力省距离。如螺丝刀,转动门把手。
(2)斜面:省力。如盘山公路,螺丝钉。
9. 机械效率
(1)有用功:不用机械时所需力做的功W有。
(2)总功:使用机械时动力所做的功W总。
(3)额外功:不需要但不得不做的功W额。W总=W有+W额
(4)机械效率:。注:机械效率一定小于1!!!
10. 斜面的机械效率
有用功: W有=Gh
总功: W总=Fs
额外功: W额= Fs - Gh或
注:当斜面光滑——
11. 滑轮组的机械效率(以右图为例)
有用功: W有=Gh
总功: W总=Fs
额外功: W额= Fs - Gh
注:不计绳重及摩擦:
机械效率:
不计绳重及摩擦:
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