内容正文:
第1讲:声现象
考点一:声音的产生与传播
一、声音产生
1.声音产生:声音是由于物体的振动产生的。
2.正在发声的物体叫声源,振动停止,发声停止。
二、声音的传播
1.声音的传播:传播声音的物质叫做介质。真空不能传声。
2.声波:声音以声波的形式进行传播。
三、声速:
1.声速:指声传播的快慢,大小等于声在每秒内传播的距离。声速与介质的种类、介质的温度有关,空气中声音传播速度为340m/s。声音在固体中传播的速度最快,其次是液体,最后是气体,即V固>V液>V气
2.回声:物体遇到障碍物后声音会反射回来,反射回来的声音成为回声。应用:回声测距S=1/2vt
考点二:声音的特性:音调、响度、音色
一、音调
1.音调指的是声音的高低。音调与频率有关,频率越快,音调越高,听起来越尖细;频率越慢,音调越低,听起来越低沉。
2.频率指每秒振动的次数,表示物体振动的快慢,单位为赫兹(Hz),如果一个物体在1s的时间内振动100次,则频率为100Hz。
3.人能听到的频率范围为20Hz-20000Hz,高于20000Hz的声为超声波,低于20Hz的声为次声波。
4.发声体越短、越细、越薄、越紧发出的声音音调越高。
二、响度
1.响度指声音的强弱。响度与振幅、距离发声体的远近有关,振幅越大,响度越大,距离发声体越近,响度越大。
2.振幅指振动的幅度。
三、音色
1.音色指声音的品质,音色与发声体的材料、结构有关。
考点三:声的利用
一、声与信息、能量
1.声音可以传递信息:回声定位、倒车雷达、声呐、B超、其中次声波的是:地震、海啸、台风、火山爆炸等。
2.声音可以传递能量:超声波清洗、碎石。
考点四:噪声的危害和控制
一、噪声的来源
1.从物理的角度,噪声指发声体做无规则振动时发出的声音。
2.从环保的角度,噪声指凡是妨碍人们正常休息、学习、工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音。
二、噪声强弱的等级和噪声的危害
1.用分贝dB表示声音的强弱等级,为了保护听力不超过90dB,为了保证工作学习不超过70dB,为了保证睡眠不超过50dB。
三、控制噪声:
1.控制噪声:①在声源处减弱;②在传播过程中减弱;③在人耳处减弱。
2.在声源处减弱:禁止鸣笛、消音器、禁止大声喧哗、音量关小、走路轻手轻脚等。
3.在传播过程中减弱:植树种草、隔音墙、隔音板、关闭门窗等
4.在人耳处减弱:捂住耳朵、戴耳塞、戴耳罩、戴耳机等
第2讲:光现象
考点一:光
一、光的直线传播
1.光源:能自行发光的物体。分类:①自然光源:太阳、恒星、萤火虫、水母、灯笼鱼; ②人造光源:发光的灯、点燃的蜡烛、发光的手电筒。其中镜子、月亮、行星不是光源。
2.光在同种均匀介质中沿直线传播,(光在同种不均匀介质中则发生弯曲现象)。
3.光沿直线传播的例子: ①影子的形成;②日食、月食;③小孔成像;④激光准直;⑤立竿见影;⑥一叶障目
4.光线:用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹和方向,光线实际并不存在。(理想模型法)
5.小孔成像:像为倒立的实像,像的形状与物体相同,与孔的形状无关。
二、光速
1.光在真空(空气)中的传播速度最大,为c=3×108m/s
2.光在其他介质中传播速度比真空中的小。光的传播不需要介质。
3.光年:长度单位,指光在一年内传播的距离。
考点二:光的反射
一、光的反射
1.定义:光射向物体表面时,有一部分光会被物体表面反射回来,
叫做光的反射。
2.光的反射规律(特点):①反射光线与入射光线、法线在同一平面上;②反射光线与入射光线分居在法线的两侧;③反射角等于入射角;④光路可逆。(口诀:三线共面、两线分居、两角相等、光路可逆)
3.光的反射中的注意事项:①法线的双重作用:法线既是反射面的垂线,又是反射光线和入射光线的角平分线;②纸板要垂直放置;③纸板作用:显示光的传播路径,方便测量入射角和反射角;探究反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内;④多次实验作用是使实验具有普遍性;⑤将纸板前后折作用:证明反射光线、入射光线与法线在同一平面内;⑥实验中反射光线与原来入射光线重合,说明光路可逆。
4.光的反射应用:改变光的传播方向。
5.光的反射实例:①水中倒影;②镜花水月;③汽车观后镜:;④行车尾灯;⑤潜望镜
二、镜面反射和漫反射
1.镜面反射:当平行光线射到光滑物体表面上时,反射光线仍为平行光线,这种反射叫做镜面反射。
2.漫反射:当平行光线照射到粗糙物体表面后,反射光线不再平行,而是射向各个方向,这种反射叫做漫反射。
3.镜面反射和漫反射都遵循光的反射规律。
三、光的反射作图
1.已知入射光线和反射面,找反射光线:①找到入射点作出法线;②利用两角相等作出反射光线;③标上箭头表示方向。
2.已知反射光线和反射面,找入射光线:①找到入射点作出法线;②利用两角相等作出入射光线;③标上箭头表示方向。
3.已知入射光线和反射光线,找反射面:①利用角平分线作出法线;②利用法线垂直反射面作出反射面。
考点三:平面镜成像
一、平面镜成像的特点
1.平面镜的定义:平的、光滑的、能成像的反射面都可以叫平面镜。
2.平面镜的特点:①像与物到镜面的距离相等(等距);②像与物的大小相等(等大);③平面镜成的像是虚像(虚像);④像与物的连线垂直于镜面(垂直);⑤平面镜所成的像与物体关于镜面对称(对称)。
3.平面镜成像原理为光的反射。
二、平面镜成虚像
1.平面镜成的像为虚像,虚像并不是由实际光线会聚而成的,而是由实际光线(反射光线)的反向延长线相交而成的,所以虚像不能用光屏承接
2.小孔成像与平面镜成像的区别:①小孔成像:光的直线传播,倒立的实像;②平面镜成像:光的反射,正立等大的虚像。
3.实验注意事项:①用玻璃板替代平面镜,目的是为了确定像的位置;②玻璃板要与桌面垂直放置,如果不垂直,则蜡烛成的像就在桌面上方或下方,无法与玻璃板后的蜡烛重合;③用两根相同的蜡烛且一根点燃一根不需要点燃。比较像与物的是否等大;④采用薄玻璃板是为了避免重影;⑤白纸的作用;便于研究像和物的关系。
三、平面镜的应用
1.应用:①成像,如梳妆镜、穿衣镜等镜子;②改变光路,如潜望镜;③扩大视觉空间,如凸面镜等。
四、球面镜
1.凸面镜对光有发散作用,凹面镜对光有会聚作用,都遵循光的反射定律。
2.凸面镜应用:汽车的后视镜、公路拐弯处的凸面镜。
3.凹面镜应用:手电筒的反光装置、汽车大灯的灯碗、太阳灶等。
五、平面镜的作图
1.平面镜的作图两种作图①利用光的反射规律作图;②利用对称作图。
2.作图步骤:①作垂线,②等距离,③画虚像(画虚线)
考点四:光的折射
一、光的折射
1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折这种现象叫光的折射。
2.光的折射规律(特点):①折射光线、入射光线、法线在同一平面内;②折射光
线、 入射光线分居法线两侧③光从空气斜射入其他介质中,折射光线向法线方向偏
折,折射角<入射角:光从其他介质斜射入空气中,折射角>入射角;④光路可逆。 (口诀:三线共面、两线分居、气大他小、光路可逆)
3.当入射角增大时,折射角也增大;当入射角减小时,折射角也减小;
4.当光线从空气垂直射入水中时,光的传播方向不变。即:折射角=入射角=反射角
二、生活中的折射现象
1.实例:①筷子弯折;②天上的彩虹;③海市蜃楼;④早晨见到的太阳;⑤池水变浅。 三、光的折射作图
1.类型有:①光从空气斜射入其他介质;②光从其他介质斜射入空气。
2.步骤:①找入射点;②作法线;③作折射光线。
考点五:光的色散
一、色散
1. 光的色散:白光(太阳光)经过三棱镜被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等多种颜色的光。由牛顿发现的。
2.白光是复合光,是由各种单色光混合而成的。
3.红、绿、蓝被称为光的三原色,利用这三种光可以混合出不同的色光。
二、看不见的光
1.红外线:光谱中红光外侧的不可见光叫做红外线。
2.红外线的特点:①热效应;②穿透力强;③遥控;
3.红外线的应用:①红外线烤箱、红外线夜视仪,取暖,红外线诊断;②遥感,勘测地热、遥控器
4.紫外线:光谱中紫光外侧的不可见光叫做紫外线。
5.紫外线的特点:①化学作用;②生理作用;③荧光效应。
6.紫外线的应用:①杀菌,消毒,促进人体合成维生素D;②鉴别钞票,使荧光物质发光。
第3讲 透镜
考点一:透镜
一、凸透镜和凹透镜
1.类型:凸透镜是中央厚边缘薄,凹透镜是中央薄边缘厚。
2.主光轴:通过两个球面球心的直线。(主轴)
3.光心:光心是主光轴上的一点,通过这点的光线穿过透镜时不改变方向。
二、透镜对光的作用
1.凸透镜对光线有会聚作用(光线向主光轴靠拢的趋势),凹透镜对光线有发散作(光线向主光轴远离的趋势)。
2.示意图:
3.判断会聚和发散的方法:用虚线正向延长入射光线,若入射光线的延长线在折射光外侧为会聚;若入射光线的延长线在折射光线内侧为发散。
4.焦点:平行于主轴的平行光通过凸透镜后会聚于一点。焦距:焦点到光心的距离。 透镜有两个实焦点,而凹透镜有两个虚焦点。
5.凸透镜的三条特殊光线:①通过光心的光线传播方向不变(过心不变);②平行于光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点(平行过焦);③经过凸透镜焦点的光线折射后,打光平行于主光轴(过焦平行)。
6.示意图
考点二:生活中的透镜
一、照相机
1.照相机镜头相当凸透镜,胶片相当光屏。照相机成倒立、缩小的实像。
二、投影仪
1.投影仪镜头相当于凸透镜,投影仪成倒立、放大的实像。
三、放大镜
放大镜的镜头相当于凸透镜,所成的像是正立、放大的虚像。
四、实像和虚像
1.实像:由实际光线会聚而成的,能呈现在光屏上;物和像的位置分别位于凸透镜两侧
2.虚像:由反射光线或折射光线的反向延长线相交而形成,不能呈现在光屏上;人眼逆着出射光线可以看到虚像。物和像的位置都位于凸透镜同侧。
考点三:眼睛和眼镜
一、眼睛
眼球相当于照相机.晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状,睫状体收缩时晶状体变厚,对光的偏折能力变强。 二、近视眼及其矫正
近视眼指只能看清近处的物体,看不清远处的物体;原因:晶状体太厚或眼球前后方向上太长;而远处物体的成像在视网膜前,利用凹透镜来矫正(近厚前凹) 。
三、远视眼及其矫正
远视眼指只能看清远处的物体,看不清近处的物体;原因:晶状体太薄或眼球前后方向上太短;而近处物体的成像在视网膜后,利用凸透镜来矫正(远薄后凸)
近视眼 远视眼
考点四:凸透镜成像的规律
1.物距:物体到透镜的距离。像距:像(光屏)到透镜的距离。
2.实验器材:凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座
3.实验规律:①u>f时成实像,u<f时成虚像(一倍焦距分虚实);②当u=y=2f时成等大的实像(二倍焦距分大小);③u>v时,得到缩小实像;u<v时,得到放大实像;④对于实像:物近像远像变大,对于虚像:物近像近像变小。
4.凸透镜成像的规律
物距(u)
像的性质
像距( v)
应用
倒立或正立
放大或缩小
实像或虚像
u>2f
倒立
缩小
实像
f<v<2f
照相机
u=2f
倒立
等大
实像
v=2f
f<u<2f
倒立
放大
实像
v>2f
投影仪
u=f
不成像
u<f
正立
放大
虚像
放大镜
5.实验的注意事项:①实验前,应把烛焰中心、光心、光屏中心调到同一高度,目的使像呈在光屏中心。(否则找不到像);②找不到像的另一原因:蜡烛在透镜一倍焦距以内或在焦点上;③蜡烛变短以后,在光屏位置越来越高,此时应(1)将光屏上移(2)将蜡烛上移(3) 将凸透镜下移;④实验应在较暗的环境中进行;⑤遮住凸透镜一部分后,依然在光屏上成完整的像,只是会变暗些;⑥光屏成清晰的像时,蜡烛与光屏位置对调,依然能成清晰的像: 依据是:光路可逆;⑦成实像时,物近像远像变大。
考点五:显微镜和望远镜
一、显微镜
物镜:相当于投影仪,成倒立放大的实像。目镜:相当于放大镜,成正立放大的虚像。 放大倍数:物镜放大倍×目镜放大倍数
二、望远镜
物镜:相当于照相机,成倒立缩小的实像。目镜:相当于放大镜,成正立放大的虚像。 三:视角与物体大小和物体远近和有关
第4讲:物态变化
考点一: 温度
一、温度计
1.温度表示物体的冷热程度。
2.单位:摄氏温度,符号是℃。
二、摄氏温度
1.只有在标准大气压下冰水混合物为0℃,沸水为100℃。
2.常见温度:人感觉舒服的温度23℃,人的体温为37℃,洗澡温度为40℃。
三、温度计的使用
1.温度计的原理:液体的热胀冷缩。
2.使用:①观察测量范围、分度值;②玻璃泡要全部浸入被测液体中,不能碰到容器底和容器壁;③温度计的玻璃泡浸入液体要等一会,等温度计示数稳定后再读数;④读数时,玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计液柱液面平行。
四、体温计
1. 测量范围在35℃-42℃,分度值为0.1℃,可以离开人体读数,使用前需要向下甩。
考点二:物态变化的辨别
方式
状态变化
吸、放热情况
生活中常见现象
记忆图示
熔化
______ ______
______
冰雪消融
凝固
______ ______
______
河水冰封
汽化
______→
______
______
晾晒的湿衣服自然变干、洒水的地面变干、用热风干手器将湿手吹干等
液化
______→ ______
______
雾和露的形成、“白气”、冷饮料瓶外的水滴、物体“出汗”等
升华
______→______
______
樟脑丸变小、冰冻的衣服变干、干冰体积变小、灯丝变细等
凝华
______
______
______
霜、雪、雾凇、冰花、用久的灯泡壁变黑等
考点三:汽化、液化
1.汽化的两种方式
方式
蒸发
沸腾
不同点
发生部位
液体______
液体______和______
温度条件
在任何温度下
达到______,持续______
温度变化
降温制冷
吸热、温度______
剧烈程度
缓慢
剧烈
影响因素
液体的________、液体的______、液体表面上方_______________
供热快慢、气压高低
相同点
都是______,都要______
2.液化的两种方式:降低温度和压缩体积
考点四:晶体和非晶体的熔化和凝固
1、 熔化和凝固
分类
晶体
非晶体
代表物质
海波、冰、食盐、各种金属
松香、玻璃、蜂蜡、沥青
熔点
晶体熔化时的温度叫熔点,每种晶体都有各自的熔点
非晶体没有一定的熔化温度,没有熔点
凝固点
液态晶体开始凝固时的温度叫凝固点,同种晶体的熔点与凝固点相同
液态非晶体没有一定的凝固温度,没有凝固点
熔化过程
吸收热量,温度______
吸收热量,温度______
凝固过程
放出热量,温度______
放出热量,温度______
熔化条件
温度达到______,继续______
吸收热量
熔化图像
特点:吸收热量,温度不变
特点:熔化时吸收热量,温度一直上升
凝固图像
特点:放出热量,温 度不变
特点:凝固时放出热量,温度一直下降
第5讲 内能 内能的利用
考点一:分子动理论
1.内容:物体是由大量分子组成的,分子都在不停地做无规则的运动,分子间存在着相互作用的引力和斥力。这就是分子动理论的基本内容。
2.物体是由大量分子组成的:一般分子的直径大约只有10-10m。只能用电子显微镜观察。
3.扩散现象:定义:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象
4.扩散现象说明①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动;②分子之间有间隙;③扩散速度与温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快。
5.分子间的作用力:
规律:分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。①当分子间距离变大时,引力大于斥力,表现为引力;②当分子间距离减小时,斥力大于引力,表现为斥力;③如果分子间距离非常大,分子间的作用力可以忽略。
考点二:内能
1.内能:1)定义:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。 2)内能是储存在物体内部的能量。一切物体都有内能。(因为一切物体内部分子都在不停地做热运动,都存在分子间的相互作用,必然具有分子动能和势能,所以一切物体都具有内能。包括南极的冰山。)
3)大小影响因素:①内能和温度有关:同一物体,温度越高,物体内分子运动越剧烈,分子动能越大,内能越大。温度不变,内能不一定不变化(晶体熔化或液体沸腾时吸热,内能增大,但温不变)。②内能还和物体内部分子的多少、种类、结构、状态等因素有关。
2.改变内能的方式
1)两种方式:热传递和做功。(它们在改变物体的内能上是等效的。)
①做功:做功可以改变内能:外界对物体做功物体内能会增加(将机械能转化为内能)。
物体对外界做功物体内能会减少(将内能转化为机械能)。
做功改变内能的实质;内能和其他形式的能(主要是机械能)的相互转化的过程。
②热传递定义:热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程
热量:在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。(热量是变化量,只说“吸收热量”或“放出热量”,不能说“含”、“有”热量。“传递温度”的说法也是错的。)
热传递的实质是:内能的转移,条件是:物体间有温度差,方向是:从高温到低温,结果是物体同温。
热传递过程中,高温物体放出热量,温度降低,内能减少;低温物体吸收热量,温度升高,内能增加。
3.做功的实例:①钻木取火;②锯条锯木板,锯条、木板发热;③两手互相搓一搓,觉得暖和;④汽缸里的活塞在燃气推动下运动等
4. 热传递的实例:①用热水袋取暖;②广场上的石凳被晒得发烫等
考点三:比热容
一、比热容
1.比热容:定义:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量。 比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。
2.比热容用符号c表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·C)
3.物理意义:水的比热容c=4.2×103J/(kg·C),物理意义为:1kg的水温度升高(或降低) 1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103 J。:
4.比热容是物质的一种特性,比热容的大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大。
5.比较比热容的方法:
①质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间);吸收热量多,比热容大。
②质量相同,吸收热量(加热时间)相同,比较升高温度;温度升高慢,比热容大。
二、热量
1.热量的计算公式:Q=cmt
①温度升高时用:Q吸=cm(t-t0) c= m=
②温度降低时用:Q放=cm(t0-t) c= m=
③只给出温度变化量时用:Q=cm△t c= m= △t=
Q——热量——焦耳(J);c——比热容——焦耳每千克摄氏度(J/(kg·℃));m——质量——千克(kg);t——末温——摄氏度(℃);t0——初温——摄氏度(℃)
审题时注意“升高(降低)到10℃”还是“升高(降低)(了)10℃”,前者的“10℃”是末温(t),后面的“10℃”是温度的变化量(△t),由公式Q=cmt可知:物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。
考点四:热机
1.热机:定义:热机是利用内能来做功,把内能转化为机械能的机器。
2.内燃机:内燃机活塞在汽缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。四冲程内燃机包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
3.汽油机工作过程:
①吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合气体从进气门吸入气缸;
②压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,压强增大,温度升高
③做功冲程:在压缩空气结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体,推动活塞向下运动,并通过连杆带动曲轴、飞轮转动,对外做功。
④排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。
4. 在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,对外做功1次。1:4:2:1
5.在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功,而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和推气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。
压缩冲程将机械能转化为内能。做功冲程是由内能转化为机械能。
考点五:热机效率
1.热值的定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。用符号q表示。
2.单位:固体燃料的热值的单位是焦耳每千克(J/kg)、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米(J/m3)。 热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等关。
公式: ①Q=qm m= q= 其中Q——放出的热量——焦耳(J);q——热值——焦耳每千克(J/kg);m——燃料质量——千克(kg)。
②Q=qV V= q= 其中Q——放出的热量——焦耳(J);q——热值——焦耳每立方米(J/m3);V——燃料体积——立方米(m3)。
3.物理意义:酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
4.影响燃料有效利用的因素:一是燃料很难完全燃烧,二是燃料燃烧放出的热量散失很多,只有一小部分被有效利用。
5.有效利用燃料的一些方法:把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛(提高燃烧的完全程度);以较强的气流,将煤粉在炉膛里吹起来燃烧(减少烟气带走的热量)。
6.热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
公式: Q总= Q有用= Q总η
由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
热机能量损失的主要途径:废气内能、散热损失、机器损失。
7.提高热机效率的途径:① 使燃料充分燃烧,尽量减小各种热量损失;② 机件间保持良好的润滑,减小摩擦。③在热机的各种能量损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
8.常见热机的效率:蒸汽机6%~15%、汽油机20%~30%、柴油机30%~45%,内燃机的效率比蒸汽机高,柴油机的效率比汽油机高。
考点六:能量的转化和守恒
1.能量的转化--能量形式发生改变--做功/燃烧(功是能量转化的量度)
能量的转移--能量形式未发生改变--热传递 注:能量的转化/转移具有方向性。
2.能量守恒定律:能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
第6讲:机械运动
考点一:长度和时间的测量
一、长度
1.单位:基本单位:米(m);常用单位:千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、 微米(um)、纳米(nm)
2.单位换算:1m=10dm=102cm=103mm=106um=109nm
3.测量工具:刻度尺。
4.使用刻度尺的步骤:①选:根据被测物体选择合适的刻度尺;②看:观察刻度尺的测量范围、分度值、零刻度线;③放:刻度尺的零刻度线要与被测物体的边缘对齐,刻度尺与被测物体平行;④读读数时,视线正对刻度线;⑤记:记录时要数值(准确值和估读值)+单位。
5.常见长度的估测:①初中物理课本的长度约为26cm;教室的层高约为3m;③一支铅笔的长度约为18cm;成年人走两步的距离约为1.5m;⑤乒乓球的直径约为4cm
二、时间的测量
1.时间的单位:秒(s);时(h);分(min)
2.时间的换算:1h=60min=3600s;
3.时间的测量工具:钟表或停表。
三、误差
1.概念:测量值和真实值之间的差异。
2.误差不是错误,只能减小。而错误是可以避免的。
3.减小误差的方法:①多次测量求平均值;②选择精密的测量工具;③改进测量方法。
4.测量长度的特殊方法:累积法、卡测法、化曲为直法等。
考点二:运动的描述
一、机械运动
1.概念;物体位置的变化叫做机械运动。
二、参照物
1.定义:判断物体是运动或静止时,被选作标准的物体叫做参照物。
2.判断物体是运动还是静止:①确定参照物;②观察参照物与研究物体的位置是否发生变化;③分析位置发生变化,则研究物体是运动的,位置没有变化,则研究物体是静止的。
3.参照物的注意事项:①不要将研究物体的本身选作参照物;②参照物的选择是任意的。一般选地面或地面上静止的物体作参照物。
三、运动和静止的相对性
1.运动是绝对的,一切物体都在运动的,绝对不动的物体是不存在的。静止是相对的。
考点三:运动的快慢
一、速度
1.比较速度快慢的方法:①相同时间比路程,路程越大,速度越大;②相同路程比时间,时间越短,速度越大。
2.定义:物理学中,把路程与时间之比叫做速度。
3.公式
3单位:km/h,m/s; 1m/s=3.6km/h
4.速度是表示物体运动快慢的物理量,在数值上等于物体单位时间内通过的路程。
二、匀速直线运动
1.匀速直线运动:物体做直线且速度不变的运动。做匀速直线运动的物体在任意相同时间内通的路程都相等,即路程与时间成正比:速度大小不随路程和时间变化。
2.变速直线运动:物体做直线且速度改变的运动,常用平均速度表示。
3.图像
4.平均速度:表示物体在某一段路程中或某一段时间内的平均快慢程度。
5.测量平均速度实验原理: 实验器材:刻度尺、停表等。
实验步骤:①测量小车通过的路程;②测量小车通过所用的时间。根据公式求得平均速的大小。
第7讲:力运动和力
考点一:力
1.力的定义;力是物体对物体的作用,字母F表示。力不能离开物体而单独存在。
2.产生力的条件:①至少要有两个物体;②物体间要有相互作用。
二、力的作用效果
①力可以改变物体的形状,②力可以使物体的运动状态发生改变
三、力的三要素和力的示意图
1.力的三要素:①大小;②方向;③作用点。
2.力的示意图:①找受力物体;②找作用点;③找方向;④标大小。
四、力的作用是相互的
一对相互作用力的条件:①作用在不同物体上;②大小相等;③方向相反;④作用在同一条直线
考点二:弹力
一、弹力
1.弹性:物体在受力时发生形变,不受力时,又恢复到原来的形状的性质。
2.塑性:物体在受力时发生形变,不受力时,不能恢复到原来的形状的性质。
3.弹力的定义:物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。
4.弹力产生的条件:①物体之间要相互接触,有弹性形变。
5.压力:
6.支持力:
7.绳上的拉力:
二、弹簧测力计
1.原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长(在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比)。
2.弹簧测力计的使用:①看,看测量范围、分度值、指针是否指在零刻度处;②调,将指针调在在刻度处;③用,所测力的方向和弹簧测力计的轴线的方向一致;④读,视线要与指针平行,不估读
考点三:重力
1.重力的定义;由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,用字母G表示。重力的施力物体是地球。
2.重力的大小物体所受的重力跟它的质量成正比,公式为G=mg,比值9.8N/kg。
3.重力的方向:竖直向下,是指向地心的。
4.重心:质量均匀、外形规则的物体重心在它的几何中心上
5.重的示意图:
考点四:牛顿第一定律
一、阻力对物体运动的影响
1.伽利略得出:物体的运动并不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了阻力的作用。
2.“阻力对物体运动的影响”的
实验方法:控制变量法、理想实验法
三次实验同一小车都从同一斜面同一高度由静止滑下目的是:保证小车开始沿着平面运动时的视速度相同。
实验结论:①阻力越小,物体运动的距离越远,速度减小得越慢。 ②推理:如果运动物体不受力,它将作匀速直线运动。
二、牛顿第一定律
1.内容: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。
2.静止的物体,在没有受到力的作用时,总保持静止状态;运动的物体在没有受到力的作用时,总保持匀速直线运动状态。
3.力和运动的关系: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。
4.牛顿第一定律是通过大量的实验推理出来的,不能直接通过实验验证。
三、惯性
1.内容:物体具有保持原来运动状态不变的性质,称为惯性。 惯性是物体固有的一种属性。一切物体在任何情况下具有惯性。
2.惯性只决与质量有关。与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关。(质量越大,物体的惯性越大)。
4.惯性的利用与防止
利用:跳远运动员的助跑;用力可以将石头甩出很远;骑自行车蹬几下后可以让它滑行。
防止:小型客车前排乘客要系安全带;车辆行驶要保持距离或不超速行驶或不超载;包装玻璃制品要垫上很厚的泡沫塑料。
考点五:二力平衡平衡状态
1.内容:物体在几个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几力平衡。物体处于平衡状态。
2.二力平衡的内容:物体在受到两个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。即二力平衡。
二、同一直线上两个力的合成
在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,合力的方向跟两个力的方向相同;如果方向相反,合力的大小等于这两个力的大小之差,合力的方向跟较大的力方向相同。(没有同一直线时:|F1-F2|≤F合≤F1+F2)
三、二力平衡的条件
①作用在同一个物体上;②大小相等;③方向相反;④作用在同一条直线上。概括:同体、等大、反向、共线。
二力平衡条件的实验探究
A器材:木块(小车、纸片),细绳,定滑轮,相同的钩码(弹簧测力计)
B组装:木块放在光滑水平面上(保障它在水平方向只受两个拉力,竖直方向合力为零) C大小关系的探究:增减两端的钩码数目,观察小车分别在什么条件下静止和发生运动
D共线关系的探究:保持两端钩码数相同,观察两拉力是否在同一直线上,把小车水平扭转一个角度,使两拉力不在同一直线上,观察小车的运动状态。
E、同体关系的探究:保持两个力等大反向,剪纸片,观察两纸片的运动情况。
四、二力平衡条件的应用
已知物体状态和一个力→ →判断另一个力
已知物体受力情况→→→→物体运动状态
考点六:摩擦力
一、摩擦力
1.定义:两个互相接触的物体,当它们做相对运动或相对运动的趋势,在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动的趋势的力,这个力叫摩擦力。
2.摩擦力产生条件:①两个物体接触且有压力;②有相对运动或相对运动的趋势;③接触面不光滑
3.摩擦力的方向:与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反
4.分类:①静摩擦力;②滑动摩擦力;③滚动摩擦力
二、测量滑动摩擦力
1.原理:二力平衡(拉力=摩擦力)
2.实验方法:控制变量法
3.结论:①在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩力越大;
②在压力相同时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大
三、摩擦力的利用和防止
1.有益的摩擦,增大摩擦力的方法有:接触面粗糙程度相同时,增大接触面受到的压力;接触面受到的压力相同时,使接触面变粗糙;变滚动为滑动
2.有害的摩擦,减小摩擦力的方法有:接触面粗糙程度相同时,减小接触面压力:接触面受到的压力相同时,使接触面变光滑;变滑动为滚动(滚木、滚动轴承)、使接触面分离(加润滑油、气垫船、磁悬浮列车。加润滑油可以在两摩擦面之间形成油膜,使接触面分离;磁力把磁悬浮列车从轨道上微微托起,是接触面分离
第8讲:质量与密度
考点一:质量
一、质量
1.定义:物体所含物质的多少, 符号:m
2.单位:国际单位千克(kg)常用单位:吨(t)、克(g)、毫克(mg)
单位换算:1t=1000kg 1kg=1000g 1g=1000mg
3.质量是物体的一种基本属性,它不随物体的形状、状态、位置和温度而改变。简称“四不变”。
二、质量的测量
1.实验室质量的测量工具为天平。
2.天平的使用:①把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端零刻度线处;②采用左偏右移调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处;③物体放在天平的左盘,用镊子向右盘先大后小添加砝码; ④移动游码在标尺上的位置,使指针对准分度盘的中线,⑤天平平衡后读数:m物=m砝+m游
3.天平使用的注意事项:①不能称量超过天平量程的物体;②用镊子夹取徒码,不能用手接触砝码;③加减砝码要先大后小,再移动游码;④潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平盘中;⑤称量过程中不能调节平衡螺母。
4.特殊情况下使用天平造成偏差:读数偏大有:游码没有归零;砝码磨损;读数偏小有:砝码生锈;砝码沾上污物。
考点二:密度
一、密度
1.定义:某种物质组成物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。密度的符号为ρ
2.公式: 推导公式: ρ为密度,m为质量,V为体积。
3.密度在数值上等于物体单位体积的质量。
4.单位:国际单位:千克每立方米(kg/m3, kg·m-3 ),常用单位:克每立方厘米(g/cm3,g·cm-3 ),单位换算: 1 g/cm 3 =103 kg/m3
二、密度表规律
①一般:ρ固>ρ液>ρ气;②一些物质密度相同:如冰和蜡,酒精和煤油;③同种物质物态不同密度可能不同:如冰和水。
实验结论:同种物质的质量与体积成正比,不同种物质的质量与体积的比值不同。
二、密度是反映物质特性的物理量
1.一定状态下同种物质,密度不随质量和体积变化。密度的大小与物质的种类有关,与物质的量和体积无关。
2.不同种物质,密度一般不同。
考点三:测量物质的密度
量简的使用
1.量筒是测量固体和液体体积的仪器
2.量简上的单位:毫升mL(ml) 1 ml= lcm3
3.液体的体积直接利用量筒测量,而固体的体积利用排水法测量。
二、测量液体的密度
1.实验原理:
2.测量仪器:天平、量筒
3.实验步骤:①调节天平;②在烧杯中倒入适量的待测液体,用天平测量烧杯和液体的总量m;③将烧杯中的液体倒入量筒中一部分,用天平测量烧杯和剩余液体的总质量m;记录入量筒中的一部分液体的体积V;④根据密度公式计算待测液体的密度。
三、测量固体的密度
1.实验原理
2.测量仪器:天平、量筒
3.实验步骤:①用调节好的天平测量石块的质量m;②在量筒中倒入适量的水,记录水的体积V0;③用细线栓好石块,浸没在量筒的水中,记录水面到达的刻度V总;④根据公式计算石块的密度
四、密度的特殊测量方法
等体积法(等效替代法)是指在缺少量筒的情况下测量液体的体积时,利用水的密度已知,则出与待测液体同体积的水的质量,计算出水的体积即为待测液体的体积。
考点四:密度与社会生活
一、密度与温度
1.热胀冷缩:一定质量的气体受热膨胀后,体积变大,则密度变小而上升,
2.气体的热胀冷缩较明显,气体密度受温度影响较大。一般固体、液体的热胀冷缩没有体明显,密度受温度影响较小。
3.水的反常膨胀:是指4℃的水密度最大。温度高于4℃时,随着温度的升高,密度越来小; 温度低于4℃时,随着温度的降低,密度越来越小。水凝固成冰时,体积变大,密度变小,人把水的这个特性叫做水的反常膨胀。
二、密度与物质鉴别
1.应用:①根据密度知识选择不同的材料;②利用密度鉴别物质;③商业中鉴别牛奶的浓度酒的浓度,农业生产中配制盐水选种的问题。
2.判断物体是空心还是实心 采用比较体积的方法来进行计算
第9讲:压强
考点一:压强
一、压力
1.定义:垂直作用在物体表面的力叫做压力。
2.作用点、方向:作用在被压物体表面,方向是垂直于接触面指向被压物体。
3.影响压力的作用效果:压力的大小、受力面积的大小。
4.结论:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;当受力面积一定时,压力越压力的作用效果越明显。
5.压力与重力的大小
二、压强
1定义:物体所受压力的大小与受力面积的比值叫做压强。
2.公式: 推导公式:压力 其中P为压强,F为压力,S为受力面积。
3.单位:帕斯卡,简称帕,符号为Pa。
4.实验:探究压力的作用效果与哪些因素有关
通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种实验方法叫作转换法
实验结论:压力的作用效果与压力和受力面积有关。在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
三、增大压强和减小压强
1增大压强的方法:①当压力一定时,减小受力面积;②当受力面积一定时,增大压力,
2.减小压强的方法:①当压力一定时,增大受力面积;①当受力面积一定时,减小压力,
考点二:液体压强
一、液体压强的特点
1.产生的原因:液体受到重力作用并且具有流动性。
2.液体压强的特点: 实验方法有控制变量法、转换法(液面的高度差)。
实验结论:①液体对容器底和容器壁有压强;②液体内部向各个方向都有压强,且压强相等;③在同种液体中,深度越深,压强越大;④在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
二、液体压强的大小
1.推导过程:.液体压强的公式:p=pgh 其中P为液体内h深处的压强是液体的密度h为深度
2.液体压强与液体密度和深度有关。
三、连通器
1.定义:上端开口,下端连通的容器。
2.特点:连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各部分的液面高度总是相同的
3.原理:连通器中液体静止时,各部分中液体产生的压强相同。
4.应用:船闸、茶壶、锅炉的水位计.
考点三:大气压
一、大气压的存在
1.大气对浸在其中的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压.
2.产生原因:气体受到重力,且有流动性,故能向各个方向对浸于其中的物体产生压强.
二、大气压的测量
1.首次准确测出大气压值的实验:托里拆利实验.
标准大气压等于76cm高水银柱产生的压强,即po=1.013×10Pa.在粗略计算时,标准大气压可以取102帕斯卡,约支持10m高的水柱
2.大气压随高度的增加而减小,在海拔3000米内,每升高10m,大气压就减小100Pa;大气压还受气候的影响,点气压、池点业
3.气压计和种类:水银气压计、金属盒气压计(无液气压计)
4.大气压的应用实例:抽水机抽水、用吸管吸饮料、注射器吸药液.
5.液体的沸点随液体表面的气压增大而增大.(应用:高压锅)
考点四:流体压强与流速的关系
一、流体
1.物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体.
二、流体压强与流速的关系
1.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小
三、飞机的升力原因:机翼上表面的压强小,下表面的压强大,所以上、下表面存在压强差。
第10讲:浮力
考点一:浮力
1.浮力的定义:浸在(部分浸在或者全部浸在)液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力。
2.方向:竖直向上
3.浮力的施力物体是液体
4.浮力的大小:称重法测浮力F浮=G-F 示 压力差法测浮力F浮=F向上-F向下
5.产生原因:浸没在液体中的物体上、下表面受到液体的压力不同。
一、决定浮力大小的因素
浸在液体中的物体受到的浮力只与浸在液体的体积有关,跟液体的密度有关。物体浸在液体中体积越大,液体的密度越大,浮力就越大。
考点二:阿基米德原理
1.内容: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。
2.公式: F浮=G排(F浮=m排g=ρ液V排g)
3.适用范围:液体和气体。
4.注意:①区分浸没、浸入、浸在、没入;②公式: F浮=m排g=ρ液V排g为决定式,浮力只与浸在液体的体积和液体的密度有关。
考点三:物体的浮沉条件及应用
1.物体的沉浮条件:
1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
2)浸没在液体中的物体沉浮调剂: F浮>G;物体上升; F浮=G物体悬浮; F浮<G,物体下沉
3)熟记下图各种状态与相应的力和密度关系:
下沉:F浮<G,ρ液<ρ物; 上浮:F浮>G,ρ液>ρ物;
悬浮:F浮=G,ρ液=ρ物; 漂浮:F浮=G,ρ液>ρ物;
考点四:浮力的利用
1.轮船:工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
排水量:轮船满载时排开水的质量。单位:t。由排水量m可计算出:排开液体的体积V排=m/ρ水 排开液体的重力G排=mg;轮船受到的浮力F浮=mg轮船和货物共重G=mg。
2.潜水艇工作原理:潜水艇的下潜和上浮,是通过人工的方法排水、吸水,来改变潜艇自所受重力来实现的。(浸没时,液体密度一定时,不变,浮力不变)
3.热气球、飞艇工作原理:热气球是利用空气的浮力升空的。通过加热空气或某些密度比小的气体(如氦气),以获得较大的浮力升到空中,其自带的加热器可以调节气囊中气体的温度从而达到控制气球升降的目的。
4. 密度计原理:利用漂浮时二力平衡条件及阿基米德原理进行工作。 构造:下面的铝粒能使密度计竖直漂浮在液体中。 刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大。(刻度不均匀)
第11章:功和机械能
考点一:功
一、力学中的功
1.功的定义:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个对物体做了功
2.做功的两个必要素:①作用在物体上的力F;②物体在力的方向上移动的距离S;
3.不做功的三种情况:①有力F≠0,无距离s=0,不做功;②无力F=0,有距离S≠0,不做;③有力F≠0,在力的方向上没有距离(力的方向与运动方向垂直),不做功。
二、功的计算
1.功的定义;功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。
2.功的公式:功=力×距离及W=Fs(W为功,F为力,s为距离);1J=1Nm
3.功的单位和物理意义;:功的单位为焦耳,简称焦,符号是J。物理意义:1J的意义为1N的力使物体在力的方向上,通过1m的距离时所做的功为1J。
考点二:功率
1.定义:功与完成这些功所用时间的比叫功率。符号是P。
2.物理意义;表示做功快慢的物理量。
3.公式:P=W/t。W表示功,t表示做功时间。
4.单位:国际单位是焦/秒,符号是J/s。为了纪念科学家瓦特,人们给了这个单位一个专称,叫做瓦特,简称瓦,符号是W。1W=1J/s。
常用单位还有于瓦(kW)、兆瓦(MW)。换算:IkW=103W,IMW=106W, 某小轿车功率66kW,它表示:小轿车1s内做功66000J
考点三:动能和势能
一、动能
1.能量的定义:一个物体能对外做功,这个物体就具有能量。
2.单位:焦耳 简称焦,符号是J
3.一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。
4.动能的定义:物体由于运动而具有的能,叫做动能。一切运动的物体都具有动能。
5.动能的影响因素;质量相同的物体,运动的速度越大,动能就越大;运动速度相同的物体质量越大,动能就越大。
6.实验 探究物体的动能跟哪些因素有关
①实验研究对象是小球;
②通过比较纸盒被撞击后移动的距离来比较动能大小的(转换法)
③速度不变:使钢球从同一高度滚下,则到达斜面底端时速度大小相同;如何改变钢球速度:使钢球从不同高度滚下;
④分析归纳:保持钢球质量不变时结论:运动物体质量相同时,速度越大动能越大。
保持钢球速度不变时结论:运动物体速度相同时,质量越大动能也越大。
⑤得出结论:物体动能与质量和速度有关:速度越大动能越大,质量越大动能也越大。
二、势能
1.重力势能的定义:物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
2.重力势能的影响因素物体质量越大,位置越高,具有的重力势能就越大。
3.弹性势能的定义:物体由于发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能。
4.弹力势能的影响因素物体的弹性形变越大,弹性势能就越大。
5.机械能:动能和势能统称为机械能。通常把重力势能和弹性势能统称为势能。
考点四:机械能及其转化
1.动能、重力势能及弹性势能统称为机械能。
2.物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。机械能=动能+势能
二、机械能守恒
1.动能和重力势能间的转化规律
①质量一定的物体,如果加速下降,则动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能;②质量一定的物体,如果减速上升,则动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能
2.动能与弹性势能间的转化规律:
①如果一个物体的动能减小,而另一物体的弹性势能增大,则动能转化为弹性势能;②如果一个物体的动能增大,而另一物体的弹性势能减小,则弹性势能转化为动能。
3.当只有动能和势能互相转化时,机械能总量不变。
第12讲简单机械
考点一:杠杆
1.杠杆的定义:在力的作用下能绕着固定点0转动,这根硬棒就是杠杆。
2.杠杆的五要素:(1)支点;杠杆绕着转动的固定点,用0表示。(2)动力:使杠杆转动的力,用F1表示。(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,用F2表示。(4)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离,用L1表示。(5)阻力臂;从支点到阻力作用线的垂直距离,用L2表示。
3.画力臂方法:一找支点、二画线、三连距离、四标签。
(1)找支点0;(2)延长力的作用线(虚线);(3)画力臂(实线垂直符号,过支点垂直于力的作用线作垂线);(4)标力臂
一、杠杆的平衡条件
1.杠杆的平衡状态:杠杆在动力和阻力作用下处于静止或匀速转动时。
2.杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂公式: F1L1=F2L2
3.杠杆平衡条件的实验探究
实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出力臂。
二、杠杆的分类
1.省力杠杆的特点:动力臂大于阻力臂(L1>L2),费距离;如撬棒、羊角锤、钢丝钳、瓶起子、铡刀、花枝剪刀;
2.费力杠杆的特点:动力臂小于阻力臂(L1<L2),省距离;如鱼竿、理发剪刀、镊子、筷子、食品夹、机械臂;
3.等臂杠杆的特点:动力臂等于阻力臂(L1=L2),.不省力也不省距离;如天平、定滑轮、跷跷板;
考点二:滑轮
1滑轮:是一个周边有槽,并可以绕轴转动的轮子。
2.定滑轮1)定义:使用时,滑轮的位置(轴)固定不变的叫做定滑轮。实质:是等臂杠杆。
2)特点:使用定滑轮不会改变动力的大小(不能省力),是为了改变动力的作用方向,
3)对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦):F=G
4)绳子自由端移动距离S=重物移动的距离h
3.动滑轮1)定义:滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动的叫做动滑轮。 (可上下移动,也可左右移动)。实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
2)特点:①使用动滑轮可以能省一半的力,但要多移动一倍的距离,且不能改变动力的作用力向;②滑轮位置跟被拉物体一起运动。
3)a)理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F=G/2
b)只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=(G物+G动)/2
c)绳子自由端移动距离是2倍重物移动的距离,S=2h
4.滑轮组1)定义:可以把两个或两个以上的滑轮组合在一起,来完成一件工作,这样的组合做滑轮组。(为了既省力又能改变动力的方向,可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组)
2)特点:使用滑轮组,既能省力又能改变动力的方向。但要多移动距离。省力效果取决于承担重物的绳子的股数。(即吊着物体绳子的股数)
3)确定承担重物绳子的股数n的方法:只算绕在动滑轮上的绳子股数。在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线,将它们隔离开,只算绕在动滑轮上的绳子股数。
4)理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F=G/n。
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=(G物+G动)/n。
绳子自由端移动距离是n倍的重物移动的距离,S=nh。
组装滑轮组方法首先根据公式n=(G物+G动)/F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
考点三:机械效率
1.有用功:定义:为了实现做功的目的,不用任何机械而必须做的功,用 表示
公式: W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=W总η 斜面:W=Gh
2.额外功:定义:使用机械时,对人们没有用但又不得不做的功,用 表示
公式: W额=W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)
斜面:W额=fL(f:物体在斜面上受到的摩擦力)
3.总功: 定义:有用功加上额外功是总共做的功,叫总功。(或动力所做的功)
公式: W总=W有用+W额=FS=W有用/η
斜面:W总=fL+Gh=FL
4.机械效率
①定义:有用功跟总功的比值叫做机械效率。机械效率越高,说明有用功所占的比例越大。
②公式:η=W有用/W总×100%
斜面: η =Gh/FL 定滑轮:η=Gh/FS=Gh/Fh=G/F
动滑轮:η=Gh/FS=Gh/F2h=G/2F 滑轮组:η=Gh/FS=Gh/Fnh=G/nF
③有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮组机械效率为60%,表示有用功占总功的60%。
④提高机械效率的主要方法是:改进结构、减小摩擦、经常保养、定时润滑。(或减小机械自重)。
5.测量滑轮组的机械效率
①原理:η=W有用/W总=Gh/FS
实验结论:(忽略绳重及摩擦的情况)
1)不同滑轮组,提升相同重物,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低;
2)同一滑轮组提升不同重物,提升物体越重,滑轮组的机械效率越高。
第13讲电流与电路
考点一:电荷摩擦起电
一、摩擦起电
1.带电体:物体有了吸引轻小物体的性质,我们就说是物体带了电(荷)。这样的物体叫做带电体;带电体既能吸引不带电的轻小物体,又能吸引带异种电荷的带电体。
2.两种电荷--被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷(十):被毛皮摩擦过胶棒上带的电荷叫做负电荷(一)。谐音记法:(丝玻正,毛橡负)
3.电荷间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
4.电荷:电荷的多少叫做电荷量,简称电荷,符号是。电荷的单位是库仑(C)。
5.验电器的原理;同种电荷相互排斥。
6.摩擦起电:定义:用摩擦的方法使物体带电。
7.原子结构:
1)原子是由位于中心的原子核和核外的电子组成的。原子核较小,其中原子带正电,电子带负电,电子在原子核的吸引下,绕核高速运动。原子核又是由质子和中子组成的,质子带正电,中子不带电。
2)在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,通常用号e 表示。任何带电体所带电荷都是e的整数倍。1.6×10-19C。
3)在通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子总共带的负电荷在数量上相等,原子呈中性,也就是原子对外不显带电的性质。
4)摩擦起电的实质:由于不同物质原子核束缚电子的本领不同。两个物体相互摩擦时,原核束缚电子的本领弱的物体,要失去电子,因缺少电子而带正电,原子核束缚电子的本领强的物,要得到电子,因为有了多余电子而带等量的负电。
注意:①在摩擦起电的过程中只能转移带负电荷的电子;②摩擦起电的两个物体将带上等异种电荷;③由同种物质组成的两物体摩擦不会起电;④摩擦起电并不是创造电荷,只是电荷从一物体转移到另一个物体,使正负电荷分开,但电荷总量守恒。
8.导体和绝缘体:
容易导电的物体叫做导体;不容易导电的物体叫做绝缘体。
常见的导体:金属、石墨、人体、大地、湿润的物体、含杂质的水、酸碱盐的水溶液等。
常见的绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷、纯水、空气等。
金属导体容易导电靠的是自由电子:酸碱盐的水溶液容易导电靠的是正负离子。
导体和绝缘体之间并没有绝对的界限,在一定条件下可相互转化。一定条件下,绝缘体也可变为导体,绝缘体不能导电但能带电。
考点二:电流和电路
1.电流的形成:电荷在导体中定向移动形成电流。
2.电流的方向:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。电流的方向与负电荷、电子的移动方向相反。 在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极:在电源内部,电流的方向是从电源的负极流向正极
注:a、电源外部电流由:正极-用电器-负极(电能转化其他形式的能量);
电源内部电流由:负极-正极(其他形式的能量转化电能)。
b、发光二极管具有单向导电性(判断电流方向)。
3. 持续电流形成的条件:①必须有电源;②电路必须闭合(通路)。(只有两个条件都满足时,才能有持续电流。)
4.电路的构成;电源、开关、用电器、导线。 电源:能够提供电能的装置,叫做电源。
干电池、蓄电池供电时,化学能转化为电能;发电机发电时,机械能传化为电能。
开关:控制电路的通断。
用电器:消耗电能,将电能转化为其他形式能的装置。 导线--传导电流,输送电能。
5.电路的三种状态;
通路--接通的电路叫通路,此时电路中有电流通过,电路是闭合的。
开路(断路)--断开的电路叫断路,此时电路不闭合,电路中无电流。
短路--不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏,或使导线的绝缘皮燃烧引起火灾。
6.电路图: 常用电路件的符号:
符号
意义
符号
意义
+
交叉不相连的导线
电铃
交叉相连接的导线
电动机
(负极)(正极)
电池
电流表
电池组
电压表
开关
电阻
小灯泡
滑动变阻器
考点三:串联和并联
1.串联电路;把电路元件逐个顺次连接起了就组成了串联电路。
特点:①电流只有一条路径;②各用电器之间互相影响,一个用电器因开路停止工作,其它用电器也不能工作;③只需一个开关就能控制整个电路。
2.并联电路:把电路元件并列地连接起来就组成了并联电路。
电流在分支前和合并后所经过的路径叫做干路;分流后到合并前所经过的路径叫做支路。
特点:①电流两条或两条以上的路径,有干路、支路之分;②各用电器之间互不影响,当某一支路为开路时,其它支路仍可为通路;③干路开关能控制整个电路,各支路开关控制所在各支路的用电器。
3.电路的识别
1)定义法:a、串联电路:用电器首尾依次相连; b、并联电路:用电器头碰头、脚对脚。
2)电流法:a、串联电路:电流只有一条路径;b、并联电路:电流有两条/两条以上的路径。
3)拆除法:a、串联电路用电器相互影响,拆除任何一个用电器,其他用电器中就没电流;b、并联电路用电器互不影响,拆除任何一个用电器,其他用电器仍有电流通过。
考点四:电流的强弱
1.电流:电流是表示电流强弱的物理量,用符号I表示。电流的单位为安培,简称安,符号比安培小的单位还有毫安(mA)和微安(uA), 1A=103 mA 1mA=103μA 1A=106μA
2.电流表:
测量电流的仪表叫电流表。符号为,其内阻很小,可看做零,电流表相当于导线。
电流表的示数:
量程
使用接线柱*
表盘上刻度位置
大格代表值
小格代表值
0~0.6A
“-”和“0.6”
下一行
0.2A
0.02A
0~3A
“-”和“3”
上一行
1A
0.1A
在0~3A量程读出的示数是指针指向相同位置时,在0~0.6A量程上读出的示数的5倍。
3.正确使用电流表的规则:
①电流表必须和被测的用电器串联。如果电流表与用电器并联,不但测不出流经此用电器的电流,如果电路中没有别的用电器还会因为电流表直接连到电源的两极上使电流过大而烧坏电流表。
②“+”“-”接线柱的接法要正确,正近负出必须使电流从“+”接线柱流进电流表,从“-”接线柱流出来。否则电流表的指针会反向偏转。
③被测电流不能超过电流表量程。若不能预先估计待测电流的大小时,应选用最大量程进行试触。若被测电流超过电流表的量程将使指针转出刻度范围把指针打弯或把电流表烧坏。在试触过程中若指针偏转超过最大值则应断开开关检查;如果指针偏转幅度太小(小于0.6A),会影响读数的准确性,应选用小量程档。
④绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。否则将烧坏电流表。
使用电表前,如果指针不指零,可调整中央调零螺旋使指针调零。
考点五串、并联电路的电流规律
串、并联电路中电流的规律(并联分流)
1.串联电路:电流处处相等,即:
注:a、小灯泡(规格相同两个,规格不同两个),防止实验偶然性,证明与用电器规格无关;
b、 实验时间过长,电池耗电量大,测完一次电流示数需及时断开电路;
C、连接电路时,开关要断开。
2、并联电路的干路总电流等于各支路电流之和。即。
注:a、小灯泡(规格相同两个,规格不同两个),防止实验偶然性,证明与用电器规格无关;
b、 实验时间过长,电池耗电量大,测完一次电流示数需及时断开电路;
c、 连接电路时,开关要断开。
考点六:电压
1.电压使电路中自由电荷定向移动形成电流,电源是提供电压的装置。
电压的符号是U,单位为伏特(伏,V)。比伏特大的有千伏(kV),比伏特小的有毫伏(mV),1 kV=103 V,1 V=103mV,1 kV=106 mV
要在一段电路中产生电流,它的两端就要有电压。
2.电压表:
测量电路两端电压的仪表叫电压表,符号为,其内阻很大,接入电路上相当于断路。
电压表的示数:
量程
使用接线柱*
表盘上刻度位置
大格代表值
小格代表值
0~3V
“-”和“3”
下一行
1V
0.1V
0~15V
“-”和“15”
上一行
5V
0.5V
在0~15V量程读出的示数是指针指向相同位置时,在0~3V量程上读出的示数的5倍。
3.正确使用电压表的规则:
①电压表必须和被测的用电器并联。如果与被测用电器串联,会因为电压表内阻很大,此段电路开路而无法测此用电器两段的电压。如果被测用电器在支路上,这时电压表测的是其他支路两端的电压;如果被测用电器在干路上,则整个电路便成断路了,这时电压表测的是电源电压。
②“+”“-”接线柱的接法要正确,必须使电流从“+”接线柱流进电压表,从“-”接线柱流出来。否则电压表的指针会反向偏转。
③被测电压不能超过电压表量程。若不能预先估计待测电压的大小时,应选用最大量程进行试触。若被测电压超过电压表的量程将使指针转出刻度范围把指针打弯或把电压表烧坏。若指针偏转超过最大值则应断开开关检查;如果指针偏转幅度太小(小于3V),会影响读数的准确性,应选用小量程档。
④电压表的两个接线柱可以直接连到电源的两极上,此时测得的是电源的电压值。
使用电表前,如果指针不指零,可调整中央调零螺旋使指针调零。
4.常见的电压:家庭电路电压——220V 对人体安全的电压——不高于36V
一节干电池的电压——1.5V 每节铅蓄电池电压——2V
5.电池组电压特点:
①串联电池组的电压等于每节电池电压之和;
②并联电池组的电压跟每节电池的电压相等。
考点七:串、并联电路电压的规律
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压值。
考点八:电阻
1.电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻。符号是R,单位是欧姆,简称为欧,符号是Ω,比欧姆大的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ)。1MΩ=103kΩ,1 kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω
常见导体的电阻率从小到大排列,分别是:银、铜、铝、钨、铁、锰铜合金、镍铬合金等。
在电子技术中,要经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器,也叫做定值电阻,简称电阻,在电路图中用表示。
2.电阻大小的影响因素:
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料(电阻率ρ)、长度(L)和横截面积(S),还与温度有关。与导体是否连入电路、是否通电,及它的电流、电压等因素无关。
而且:①导体材料不同,在长度和横截面积相同时,电阻也一般不同;
②在材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大;
③在材料和长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大;
④导体的电阻与导体的温度有关。对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。只有极少数导体电阻随温度的升高而减小。(例如玻璃)
3.由电阻公式R=ρ可知:①将粗细均匀的导体均匀拉长n倍,则电阻变为原来的n2倍;
②将粗细均匀的导体折成等长的n段并在一起使用,则电阻变为原来的倍。
考点九:变阻器
1.滑动变阻器:电路符号: 变阻器应与被控制的用电器串联。
原理:通过改变接入电路中电阻线的长度改变电阻,从而改变电路中的电流和电压,有时还起到保护电路的作用。
铭牌:例如某滑动变阻器标有“50Ω 1A”的字样,表明该滑动变阻器的最大阻值为50Ω,允许通过的最大电流为1A。
使用滑动变阻器的注意事项(见右图):
①接线时必须遵循“一上一下”的原则。
②如果选择“全上”( 如图中的A、B两个接线柱),则滑动变阻器的阻值接近于0,相当于接入一段导线;
③如果选择“全下”(如图中的C、D两个接线柱),则滑动变阻器的阻值将是最大值且不能改变,相当于接入一段定值电阻。
上述②③两种错误的接法都会使滑动变阻器失去作用。
④当所选择的下方接线柱(电阻丝两端的接线柱)在哪一边,滑动变阻器接入电路的有效电阻就在哪一边。(例如:A和B相当于同一个接线柱。即选用AC、BC或AD、BD是等效的。选用C接线柱时,滑片P向左移动,滑动变阻器的电阻值将减小;选用D接线柱时,滑片P向左移动,滑动变阻器的电阻值将增大。)
(滑片距离下侧已经接线的接线柱越远,连入电路中的电阻越大)
2.电阻箱:电阻箱是一种能够表示连入电路的阻值的变阻器。
电阻箱的读数方法:各旋盘对应的指示点(Δ)的示数乘面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值。
3.滑动变阻器与电阻箱的比较:
相同点:滑动变阻器和电阻箱都能起到改变电阻,从而改变电路中的电流和电压的作用。
不同点:①滑动变阻器有4种接法,电阻箱只有1种接法;
②电阻箱能直接读出连入电路的阻值,而滑动变阻器不能读数;
③滑动变阻器能够逐渐改变连入电路的电阻,而电阻箱不能连续改变连入电路的电阻。
第14讲 欧姆定律
考点一:电阻上的电流跟两端电压的关系
1.探究电流与电压、电阻的关系
①连接电路时,开关应处于断开状态,且导线不能交叉;②闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大_处,是为了保护电路;③电流表应当串联在电路中,电压表应当与测量对象并联;④连接实物图时滑动变阻器要按照“_一上一”的原则连接,且符合题目要求;⑤探究电流与电压的关系中滑动变阻器的作用保护电路和改变定值电阻两端的电压;⑥探究电流与电阻的关系中滑动变阻器的作用保护电路和保持定值电阻两端电压不变
实验结论:当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
当电压一定时,导体的电流跟导体的电阻成反比。
考点二:欧姆定律及其应用
1.欧姆定律
内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。(德国物理学家欧姆)
公式: I = R= U=IR
U——电压——伏特(V);R——电阻——欧姆(Ω);I——电流——安培(A)
使用欧姆定律时需注意:R=不能被理解为导体的电阻跟这段导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。因为电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,其大小跟导体的电流和电压无关。人们只能是利用这一公式来测量计算导体的电阻而已。
2.电阻的串联和并联电路规律的比较
串联电路
并联电路
电流特点
串联电路中各处电流相等
并联电路的干路总电流等于各支路电流之和
电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压
电阻特点
串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和;
若有n个相同的电阻R0串联,则总电阻为;
把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。
并联电阻中总电阻的倒数,等于各并联电路的倒数之和;
若只有两个电阻R1和R2并联,则总电阻R总=;
若有n个相同的电阻R0并联,则总电阻为;
把几个电阻并联起来相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小。
分配特点
串联电路中,电压的分配与电阻成正比=
并联电路中,电流的分配与电阻成反比
=
电路作用
分压
分流
电路(串联、并联)中某个电阻阻值增大,则总电阻随着增大;某个电阻阻值减小,则总电阻随着减小。
考点三:电阻的测量
伏安法测量小灯泡的电阻
【实验原理】R=
【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。
【实验电路】
【实验步骤】
①按电路图连接实物。②检查无误后闭合开关,使小灯泡发光,记录电压表和电流表的示数,代入公式R=算出小灯泡的电阻。③移动滑动变阻器滑片P的位置,多测几组电压和电流值,根据R=,计算出每次的电阻值,并求出电阻的平均值。
【实验表格】
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
平均值R/Ω
1
2
3
【注意事项】
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
③滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路。
第15讲 电功率
考点一:电能
一、电功:
1.定义:电流所做的功叫电功。电功的符号是W
单位:焦耳(焦,J)。电功的常用单位是度,即千瓦时(kW·h)。1kW·h=3.6×106J
电流做功的过程,实际上就是电能转化为其他形式能的过程。
公式:①W=UIt ②W=I2Rt ③W=t ④W=Pt
公式中的物理量:
W——电能——焦耳(J) U——电压——伏特(V) I——电流——安培(A)
t——时间——秒(s) R——电阻——欧姆(Ω) Q——电荷量——库伦(C)
P— —功率——瓦特(W)
2.电能表:
测量电功的仪表是电能表(也叫电度表)。下图是一种电能表的表盘。
表盘上的数字表示已经消耗的电能,单位是千瓦时,计数器的最后一位是小数,即1234.5 kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数,就表示这个月所消耗的电能。
“220 V”表示这个电能表的额定电压是220V,应该在220V的电路中使用。
“10(20 A)”表示这个电能表的标定电流为10A,额定最大电流为20 A。
“50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用;
“600 revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1千瓦时的电能,电能表上的表盘转过600转。
根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时,可以列比例式:
3.串并联电路电功特点:
1 在串联电路和并联电路中,电流所做的总功等于各用电器电功之和;
2 串联电路中,各用电器的电功与其电阻成正比,即=;
3 并联电路中,各用电器的电功与其电阻成反比,即=(各支路通电时间都相同)。
考点二:电功率
1.电功率:
定义:电流在1秒内所做的功叫电功率。
意义:表示消耗电能的快慢。
符号:P
单位:瓦特(瓦,W),常用单位为千瓦(kW),1kW=103W
电功率的定义式:P= W=Pt t=
第一种单位:P——电功率——瓦特(W);W——电功——焦耳(J);t——通电时间——秒(s)。
第二种单位:P——电功率——千瓦(kW);W——电功——千瓦时(kW·h);t——通电时间——小时(h)。
电功率的计算式:P=UI P= I2R P=
P——电功率——瓦特(W); U——电压——伏特(V); I——电流——安培(A);
R——电阻——欧姆(Ω)。
2.串并联电路电功率特点:
4 在串联电路和并联电路中,总功率等于各用电器电功率之和;
5 串联电路中,各用电器的电功率与其电阻成正比,即=;
6 并联电路中,各用电器的电功率与其电阻成反比,即=。
3.用电器的额定功率和实际功率
额定电压:用电器正常工作时的电压叫额定电压。
额定功率:用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
额定电流:用电器在正常工作时的电流叫额定电流。
用电器实际工作时的三种情况:
①U实<U额 P实<P额——用电器不能正常工作。(如果是灯泡,则表现为灯光发暗,灯丝发红);
②U实>U额 P实>P额——用电器不能正常工作,有可能烧坏。(如果是灯泡,则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝);
③U实=U额 P实=P额——用电器正常工作。
电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V,额定功率是25W。
灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的,与额定电压和额定功率无关。
额定电压相同,额定功率不同的灯泡,灯丝越粗,功率越大。
将这两个灯泡串联,额定功率大的,实际功率小;将这两个灯泡并联,额定功率大的,实际功率大。
串并联电路P实与R大小的关系
项目
串联电路
并联电路
P实与R的关系
串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大
并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大
灯泡发光亮度
实际电压大的P实越大,因此实际电压大的灯泡较亮
通过电流大的P实越大,因此通过电流大的灯泡较亮
电阻大的P实越大,因此电阻大的灯泡较亮
电阻小的P实越大,因此电阻小的灯泡较亮
串接上滑动变阻器的小灯泡,变阻器阻值增大时分压也大,小灯泡实际电压减小,小灯泡发光较暗
并接上滑动变阻器的电灯,由于并联电路中各部分互不干扰,所以通过小灯泡所在支路的电流不变,小灯泡发光情况不变
考点三:测量小灯泡的电功率
伏安法测小灯泡的功率
【实验原理】
【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。
【实验电路图】
【实验步骤】
①按电路图连接实物。
②检查无误后,闭合开关。移动滑片,使小灯泡在额定电压下发光,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。
③调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
④调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压小于额定电压,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
【实验表格】
次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
发光情况
1
2
3
【注意事项】
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
③滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路;
④不需要计算电功率的平均值。
考点四:焦耳定律及其应用
1.电流通过导体时电能转化成热(电能转化为内能),这个现象叫做电流的热效应。
2.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。(英国物理学家焦耳)
定义式:Q=I2Rt 导出式:①Q=UIt ② Q=t ③Q=Pt
Q——热量——焦耳(J); I——电流——安培(A); R——电阻——欧姆(Ω);
t——通电时间——秒(s); P——电功率——瓦特(W); U——电压——伏特(V)。
有关焦耳定律的注意事项:对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能(Q=W),这时以下公式均成立Q=Uit Q=t Q=Pt;对于非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。
3.探究电流产生的热量与哪些因素有关
电阻丝放出热量的多少,通过温度计的示数变化来进行判断。
利用电热的例子:热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
防止电热的例子:电视机外壳的散热窗;计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。
4.串并联电路电功特点:
1 在串联电路和并联电路中,电流产生的总热量等于部分电热之和;
2 串联电路中,各部分电路的热量与其电阻成正比,即=;
3 并联电路中,各部分电路的热量与其电阻成反比,即=(各支路通电时间都相同)。
第16讲:生活用电
考点一:家庭电路:
家庭电路的组成:家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险丝、开关、电灯、插座、导线等组成。
家庭电路中各部分电路及作用:
1.进户线:进户的两条输电线中,一条叫作相线,俗称火线;另一条在入户之前已经和大地相连,叫作中性线。我国家庭电路中的中性线与相线之间的电压为220V,保护线和中性线之间的电压为0 。
2.电能表:电能表安装在家庭电路的干路上,这样才能测出全部家用电器消耗的电能。
3.闸刀开关:闸刀开关安装在家庭电路的干路上,控制整个电路的通断。
4.保险丝:
电路符号:
材料:保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的。(原因:保险丝电阻较大,使得电能转化为热的功率比较大,保险丝温度易升高,达到熔点后就自动熔断。)
保险丝规格:保险丝越粗,额定电流越大。
选择:保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。
连接:保险丝应串联在家庭电路的干路上,且一般只接在火线上。
注意事项:不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替标准的保险丝。因为铜丝的电阻小,产生的热量少,铜的熔点高,不易熔断。
电能表、闸刀开关和保险丝是按照顺序依次连接在家庭电路干路上的。
5.插座
种类:常见的插座有二孔插座(下图左)和三孔插座(下图右)。
安装:两孔插座接法为左中右相 三孔插座接法为左中右相中间地
标“”接相线,标“”接中性线,标“ ”接保护线
6.用电器(电灯)和开关:
家庭电路中各用电器是并联的。
开关和用电器串联,开关必须串联在相线中。
与灯泡的灯座螺丝口相接的必须是中性线。
7.测电笔:用试电笔可以辨别相线和中性线。使用时笔尖接触被测的导线,手必须接触笔尾的金属体。用试电笔测火线时氖管会发光;测零线时不会发光。
8.家庭电路中触电的原因:一是站在地上的人触到火线(单线触电),二是站在绝缘体上的人同时接触到火线和零线(双线触电)。
9.触电急救常识:发现有人触电,不能直接去拉触电人,应首先切断电源或用绝缘棒使触电人脱离电源。发生火灾时,要首先切断电源,决不能带电泼水救火。为了安全用电,要做到不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
考点二:家庭电路中电流过大的原因
家庭电路中电流过大的原因:① 发生短路; ② 接入电路中的总功率过大。
这两个原因都可以使保险丝熔断。此外,如果保险丝太细(额定电流过小),也容易烧坏。
四、电路计算
当遇到带有电路的题时,首先要识别电路,画出等效电路图(如果能够直接分析,就没有必要浪费时间画出等效电路图)。识别电路、电路分析包括以下内容:
认清用电器(电阻)的连接关系:是串联还是并联(目前我们很少研究混联电路);
认清电路是“通路”、“断路”还是“断路”;
认清各个开关分别控制哪个用电器或哪部分电路;
认清滑动变阻器的滑片P移动时将如何改变接入电路中电阻的大小,从而改变电路电流的。
(有时,滑动变阻器相当于一端导线或定值电阻,但与滑动变阻器连接的电表会让我们“闹心”,这时最好画等效电路图进行分析)
认清电流表、电压表测量的是哪个用电器或哪部分电路的电流、电压。
可以把电表两端沿着导线(或跨过开关、电流表)移动,以方便分析。
定性分析的策略
电路定性分析的特点是:没有定量计算,只有定性分析,在电源电压和定值电阻不变的情况下,经过移动滑动变阻器的滑片或开关的连通或断开从而改变了电路的结构,使电路的总电阻、总电流、分电压、分电流及分功率等物理量发生了变化。
定性分析的思维顺序:
“先看总电阻”(用串、并联特点)
当滑动变阻器的滑片向左(右)滑动或开关断开(闭合)时,由串、并联特点可以推出如下结论:
当电路(串、并)中的任何一个电阻变大(小)时,电路的总电阻将变大(小);
串联电路中,越串,总电阻越大;
并联电路中,越并,总电阻越小。
“再看总电流”(用欧姆定律,电源电压不变)
“串联看分电压”
先用欧姆定律看定值电阻的电压,再用串联特点看另一电阻的分电压。
“并联看分电流”
先用欧姆定律看定值电阻的电流,再用串联特点看另一电阻的分电流。
“最后看功率”(用功率公式)
实在难以分析的时候,可以根据题意假设一些用电器(一段电路)的电阻、电流以及它们两端的电压。
解计算题时,要注意第二、三部分中公式和规律的运用。
解计算题时,设未知数的技巧是,选电路图中固定不变的量做未知数,选所求的物理量做未知数。
第17讲:电与磁
考点一:磁现象 磁场
一、磁现象:
1.磁性:物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质(吸铁性)的性质叫磁性。
2.磁体:具有磁性的物体,叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。
3.磁体的分类:①形状:条形磁体、蹄形磁体、针形磁体;②来源:天然磁体(磁铁矿石)、人造磁体;③保持磁性的时间长短:硬磁体(永磁体)、软磁体。
4.磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极在磁体的两端。磁体两端的磁性最强,中间的磁性最弱。
5.磁体的指向性:可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针,静止后总是一个磁极指南(叫南极,用S表示),另一个磁极指北(叫北极,用N表示)。
6.磁极间的相互作用:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。(若两个物体互相吸引,则有两种可能:①一个物体有磁性,另一个物体无磁性,但含有钢铁、钴、镍一类物质;②两个物体都有磁性,且异名磁极相对。)
7.磁化:一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫做磁化。
二、磁场
1.磁场:磁体周围的空间存在着磁场。
2.磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。
3.磁场的方向:把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。
4.磁感线:在磁场中画一些有方向的曲线,任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这样的曲线叫做磁感线。
5.对磁感线的认识:
①磁感线是在磁场中的一些假想曲线,本身并不存在,作图时用虚线表示;
②在磁体外部,磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极。在磁体内部正好相反。
③磁感线的疏密可以反应磁场的强弱,磁性越强的地方,磁感线越密,磁性越弱的地方,磁感线越稀;
④磁感线在空间内不可能相交。
典型的磁感线:
三、地磁场:
1.地磁场:地球本身是一个巨大的磁体,在地球周围的空间存在着磁场,叫做地磁场。
2.地磁场的北极在地理南极附近;地磁场的南极在地理北极附近。
地理的两极和地磁的两极并不重合,磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有偏离(地磁偏角),世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的学者沈括。(《梦溪笔谈》)
考点二:电生磁
1.奥斯特实验:
最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。
奥斯特实验:
对比甲图、乙图,可以说明:通电导线的周围有磁场;
对比甲图、丙图,可以说明:磁场的方向跟电流的方向有关。
2.通电螺线管的磁场:
通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极,通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
3.安培定则:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
考点三:电磁铁 电磁继电器
1.电磁铁:定义:插有铁芯的通电螺线管。
特点:①电磁铁的磁性有无可由通断电控制,通电有磁性,断电无磁性;
②电磁铁磁极极性可由电流方向控制;
③影响电磁铁磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数、:电磁铁的电流越大,它的磁性越强;电流一定时,外形相同的电磁铁,线圈匝数越多,它的磁性越强。
2.电磁继电器:
电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接地控制高电压、强电流电路的装置。
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
电磁继电器的结构:电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成,其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
3.扬声器:
扬声器是将电信号转化成声信号的装置,它由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。
扬声器的工作原理:线圈通过如图下所示电流时,受到磁体吸引而向左运动;当线圈通过方向相反的电流时,受到磁体排斥而向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流,它的方向不断变化,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音。
考点四:电动机
一、磁场对通电导线的作用:
①通电导体在磁场里受到力的作用。力的方向跟磁感线方向垂直,跟电流方向垂直;
②通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。(当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时,力的方向也随之改变;当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时,力的方向不变。)
③当通电导线与磁感线垂直时,磁场对通电导线的力最大;当通电导线与磁感线平行时,磁场对通电导线没有力的作用。
二、电动机:
电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的,是将电能转化为机械能的装置。
电动机是由转子和定子两部分组成的。
换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时,能自动改变线圈中电流的方向,使线圈连续转动。
改变电动机转动方向的方法:改变电流方向(交换电压接线)或改变磁感线方向(对调磁极)。
提高电动机转速的方法:增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。
考点五:磁生电
一、电磁感应现象:
1.内容:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。法拉第发现了电磁感应现象。
2.导体中感应电流的方向,跟导体的运动方向和磁感线方向有关。(当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时,感应电流的方向也随之改变;当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时,力的方向不变。)
3.发电机:
发电机是根据电磁感应现象制成的,是将机械能转化为电能的装置。
电与磁现象的辨析
电流的磁效应
(俗称电生磁)
电磁感应现象
(俗称磁生电)
磁场对通电导线有力的作用
电磁铁
实验装置图
影响因素
电流的磁场方向跟电流的方向有关
感应电流的方向跟导体切割磁感线运动的方向、磁场的方向有关
导体受力的方向跟电流的方向、磁场的方向有关
电磁铁磁性强弱跟线圈的匝数、电流的大小有关
能量转化
机械能转化为电能
电能转化为机械能
判断方法
无电源
有电源
应用
通电螺线管、电磁铁、电磁起重机、电磁继电器、电铃、电磁阀门等
发电机、动圈式话筒(麦克风)
电动机、扬声器(喇叭)、动圈式电流表、动圈式电压表、洗衣机
第18讲 信息的传递 能源与可持续发展
考点一:电磁波
1电磁波的产生——导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。
电磁波可以在真空中传播,不需要任何介质。
电磁波可应用于无线电广播、电视、手机、卫星通信、 、北斗卫星导航系统、 通信等
考点二:信息的传递
1.通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星,在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星,就覆盖了几乎全部地球表面,可以实现全球通信。
2.光纤通信是光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次反射,从另一端射出,这样就把它携带的信息传到了远方。
考点三:能源与可持续发展
一、能源
化石能源:煤、石油、天然气。
一次能源:可以从自然界直接获取的能源为一次能源。如煤、石油、天然气、风能、水能、潮汐能、太阳能、地热能、核能、柴薪等。
二次能源:无法从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。如电能。
不可再生能源:凡是越用越少,不能在短期内从自然界得到补充的能源,都属于不可再生能源。如煤、石油、天然气、核能。
可再生能源:可以从自然界中源源不断地得到的能源,属于可再生能源。如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。
2、 核能
1.裂变:用中子轰击较重的原子核,使其裂变为较轻原子核的一种核反应。
核反应堆中的链式反应是可控的,原子弹的链式反应是不可控的。
核电站利用核能发电,目前核电站中进行的都是核裂变反应。
2.聚变:使较轻原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。,也被成为热核反应。
氢弹爆炸的聚变反应是不可控的。
3.核能的优点和可能带来的问题:①核能的优点:核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能,而且用料省,运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质,核电是一种比较清洁的能源。②利用核能可能带来的问题:如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。
三、太阳能
在太阳的内部,氢原子核在超高温度条件下发生聚变,释放出巨大的核能。
绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物体的化学能。
太阳能的利用:① 利用集热器加热物质(热传递,太阳能转化为内能);
② 用太阳能电池把太阳能转化为电能(太阳能转化为电能)。
③ 太阳能具有取之不尽、用之不竭,清洁无污染等优点。
考点四:能源与可持续发展
未来的理想能源必须满足以下四个条件:① 必须足够丰富,可以保证长期使用;② 必须足够便宜,可以保证多数人用得起;③ 相关技术必须成熟,可以保证大规模使用;④必须足够安全、清洁,可以保证不会严重影响环境。
解决能源紧张的途径:由于人类的生存和发展使得能源的消耗量持续增长,因此人类必须不断地开发和利用新能源,同时增强节能意识,不断提高能源的利用率,这是目前解决能源紧张的重要途径。
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