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考点清单
理
第六章 力与机械
一、力
1.力的概念
(1)力是物体对物体的作用,用符号“F”表示。
(2)产生力的作用总要有两个物体(一个是施力物体,一个是受力物体),单独一个物体不会产生力的作用,离开物体更不会有力的作用。
(3)在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,用符号“N”表示。
2.力的作用效果
(1)力可以使物体发生形变。或者说力可以改变物体的形状。
(2)力可以改变物体的运动状态。
3.力的三要素:力的大小、方向和作用点叫做力的三要素。
4.力的示意图
(1)力的示意图
物理学中通常用一条带箭头的线段表示力。在受力物体上沿着力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点。这种表示力的方式通常称为力的示意图。
(2)力的示意图的画法
①先确定受力物体;②在受力物体上找出力的作用点;③最后沿力的方向画一条带箭头的线段,标出力的符号、数值和单位。
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,受力物体同时也是施力物体。
(2)物体间相互作用力同时产生、同时消失,没有先后、主次之分;
(3)两个相互作用的力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,分别作用在两个物体上;
二、弹力
1.弹力
(1)弹性:物体在受力时会发生形变,不受力时又恢复原来的形状,物体的这种性质叫作弹性。
(2)塑性:物体发生形变后不能自动恢复到原来的形状,物体的这种性质叫做塑性。
(3)弹力:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力
(4)产生条件:①两物体相互接触;②接触处相互挤压或拉伸而发生弹性形变。
(5)弹力的大小:与弹性形变的程度有关;在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
(6)弹力的方向:总跟形变的方向相反,与物体恢复形变的方向一致。
2.弹簧测力计
(1)弹性限度:物体的弹性有一定的限度,超过这个限度物体就不能恢复原来的形状。
(2)弹簧测力计:测量力的大小的工具叫做测力计。其中利用弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长的原理制成的测力计叫做弹簧测力计
3.弹簧测力计的使用
(1)使用前
①看清它的测量范围和分度值。(如图所示,弹簧测力计的测量范围是0-5N,分度值0.2N)
②检查指针是否在零刻度线上,如果不在,应把指针调节到零刻度线上。
③轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住。
(2)使用时
①测量时,要使弹簧的伸长方向与所测拉力方向平行,避免弹簧与外壳发生摩擦。
②测量时,加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值。且要使弹簧测力计的中心轴线方向与拉力的方向一致。
③读数时,视线要正对刻度线,其示数=整刻度值+后面的小格数×最小分度值。(图中弹簧测力计示数=2.6N)
★特别提醒:弹簧测力计是测量力的工具,不仅能测竖直方向或水平方向的力,其他方向的力也可测量。在测量时,只要保证弹簧测力计所测力的方向与弹簧测力计的轴线方向一致即可。
三、重力
1.重力
(1)重力:由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,通常用字母G表示。
(2)重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的物体
2.重力的大小
(1)生活中常把物体所受重力的大小简称为物重。
(2)重力的大小:物体受到的重力大小跟物体的质量成正比。计算公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg。g的含义:质量为1kg的物体所受的重力为9.8N。
★特别提醒:重力的大小与物体的质量、地理位置有关,即质量越大,物体受到的重力越大;在赤道上g最小,在两极上g最大,在地球上,越靠近赤道,物体受到的重力越小,越靠近两极,物体受到的重力越大。
3.重力的方向
(1)重力的方向:竖直向下(指向地心),即垂直于水平面。
(2)应用:铅垂线、水平仪。
★特别提醒:“竖直向下”指与水平面垂直向下,所以“竖直向下”决不能说成“垂直向下”或“向下”。
4.重心
(1)概念:对于整个物体,重力的作用的表现就好像它作用在某一点上,这个点叫做物体的重心。重心实际上是物体各部分受到重力作用的等效作用点。
(2)重心的位置
①形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心处。
②质量分布不均匀的物体,重心的位置除与物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关。
③物体的重心不一定在物体上。如质量分布均匀的圆环的重心在环的中心处,不在环上。
(3)重心的位置与物体所在的位置及运动状态无关。
(4)为了研究问题方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。
四、摩擦力
1.摩擦力
(1)摩擦力:两个相互接触的物体,当它们做相对运动(或有相对运动趋势)时,在接触面产生一种阻碍相对运动(或相对运动趋势)的力,这种力叫做摩擦力
(2)产生条件:①两物体直接接触且有相互作用的弹力;②两接触面均粗糙;③物体间有相对运动或相对运动趋势。
(3)摩擦力的方向: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;摩擦力有时起阻力作用,有时起动力作用。
(4)摩擦力的分类:滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力。
2.摩擦力大小的影响因素
滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。另外,滑动摩擦力的大小还与接触面的材料有关。
3.增大或者减小摩擦力的方法
类别
方法
应用举例
增大有益摩擦
增大压力
自行车车闸
增大接触面的粗糙程度
汽车、拖拉机、自行车车轮上有凹凸不平的花纹,运动员往手上涂防滑粉
变滚动摩擦为滑动摩擦
火车、汽车在紧急刹车时,制动系统使车轮变滚动为滑动
减小有害摩擦
减小压力
推动熄火的汽车使其再次启动时,让车内乘客都下车以减小车重
减小接触面的粗糙程度
冰壶比赛中用冰壶刷擦冰
变滑动摩擦为滚动摩擦
轮滑鞋
使接触面分离
给机械部件加润滑油,气垫船、磁悬浮列车
五、杠杆
1.杠杆
(1)定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆。
“硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况,杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础。
(2)杠杆五要素
五要素及解释
图示
支点
杠杆绕着转动的固定点,用字母O表示
动力
使杠杆转动的力,用字母表示
阻力
阻碍杠杆转动的力,用字母表示
动力臂
支点到动力作用线的距离,用字母表示
阻力臂
支点到阻力作用线的距离,用字母表示
2.对杠杆的理解
(1)对动力和阻力的理解:①都是杠杆受到的力,作用点一定在杠杆上;②使杠杆转动的方向相反,但两个力的方向不一定相反。
(2)对力臂的理解:①力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离;②力臂可以在杠杆上,也可以不在杠杆上;③若力的作用线通过支点,则力臂为0。
3.画力臂的方法:一找支点、二画线、三连距离、四标签
(1) 找支点O;
(2)画动力和阻力的作用线(虚线);
(3)画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线);
(4)做标注(用字母注明动力臂或阻力臂)。
4.杠杆的平衡条件
(1)当杠杆处于静止或匀速转动状态时,我们就说杠杆平衡了。
(2)动力×动力臂=阻力×阻力臂。用字母表示: 。这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。
5.生活中的杠杆
名称
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
图示
力臂关系
>
<
=
力的关系
<
>
=
特点
省力但费距离
费力但省距离
不省力不费距离
应用举例
铡刀、瓶起子,手推车、钢丝钳、羊角锤、撬棒等
钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、扫帚、船桨等
天平、跷跷板、定滑轮
六、滑轮
1.定滑轮和动滑轮
(1)定滑轮和动滑轮
名称
定滑轮
动滑轮
示意图
定义
轴固定不动
轴可以随被吊物体一起运动
实质
等臂杠杆
动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆
特点
不能省力,但是能改变动力的方向
能省一半的力,但不能改变动力的方向
力臂关系
=
= 2
力的关系
=
=
距离关系
=
=
(2)几种常见情况中的等量关系(图中物体均做匀速直线运动,忽略绳重及摩擦)
图示
表达式
定滑轮
,,
,,(其中,为物体所受的摩擦力)
动滑轮
,,
,,
,,
,,
2.滑轮组
(1)滑轮组:定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向
(2)确定承担物重绳子段数n的方法:在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线,将它们隔离开,只计算绕在动滑轮上的绳子段数,在图甲中,有两段绳子吊着动滑轮,n=2,图乙中有三段绳子吊着动滑轮,n=3。
(3)拉力的大小与吊起动滑轮的绳子段数有关。动滑轮被几段绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一即:
不计动滑轮重、绳重和摩擦:
不计绳重和摩擦但考虑滑轮重:
(4)滑轮组的绕绳方法:①动滑轮和定滑轮个数相同时,滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时,绳子的固定端在动滑轮上;当承重绳子的段数为偶数时,绳子的固定端在定滑轮上。
②动滑轮和定滑轮个数不相同时,最省力的绕线方法:从个数少的滑轮为起点。
3.斜面
(1)斜面:斜面是同水平面成一定倾斜角度的平面,也是一种简单机械。
(2)特点:如图所示,设斜面长度为l,高为h,重物重力为G,在理想情况下,不考虑斜面摩擦,即斜面是光滑的,则沿斜面向上的推力(即斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一),因,故。即在斜面高度一定时,斜面越长越省力。
4.轮轴
(1)轮轴:由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成,大的称为轮,小的称为轴。
(2)轮轴的实质:轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆.
(3)轮轴的原理:根据杠杆的平衡条件得:
因为:所以:
当动力作用在轮上时,轮轴是一个省力杠杆,但费距离。
第七章 力与运动
一、运动的描述 运动的快慢 速度
1.机械运动:物理学中,把一个物体相对另一个物体位置的改变。简称运动。
2.参照物定义:要判断一个物体是否在运动,先要选择一个物体作参照,这个物体叫做参照物。
(1)运动:如果一个物体相对于参照物的位置发生了改变。
(2)静止:如果一个物体相对于参照物的位置没有改变。
(3)理解:①任何物体都可做参照物(不能选择研究的对象本身作为参照物);
②通常选择参照物以研究问题的方便而定。如研究地面上的物体的运动,常选地面或固定于地面上的物体为参照物,在这种情况下参照物可以不提。
③参照物一旦被选定,无论参照物相对地面的运动情况如何,都假定该物体是静止的。
(4)判断机械运动的方法或者依据:物体相对于参照物的位置有没有变化。
解析:位置包括与参照物的距离和方位等,不能只说距离,写位置是最好的。
(5)判断步骤:①明确研究对象②选择合适的参照物③分析位置变化情况④判断运动情况。
运动和静止的判断依据书写格式:研究对象相对于参照物的位置(发生了变化或没有发生变化)。(研究对象和参照物写具体名称)
(6)判断参照物的方法:根据运动情况,判断出研究对象的位置相对与参照物是否变化,然后分析研究对象相对于那个物体会满足这种位置关系,这个物体就是参照物。
(7)规律:①两个物体互为参照物时,运动方向相反。
举例:一个球从空中放下,以地面为参照物,球向下运动;以球作为参照物,地面向上运动。
②以相对地面静止的物体作为参照物,研究对象的运动情况与以地面为参照物时一样。
举例:像东运动的小车,以地面为参照物是向东运动的,以相对地面静止的树木作为参照物也是静止的。
(8)特殊例子:向东运动的甲小车看到乙小车往后退,有三种情况:
①乙汽车没动 ②乙汽车向东运动,但速度没甲快 ③乙汽车向西运动
同理:风从东往西吹时,小船上的旗帜往西,有三种情况:
①船没动 ②船向东运动 ③船向西运动,但船没有风速快。
3.运动和静止是相对的
(1)运动的相对性:同一物体,选择不同的参照物运动情况可能不同。运动和静止取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性。
(2)运动的绝对性:一切物体都在运动,绝对静止的物体是不存在的。
4.自然界中运动的多样性
运动是宇宙中最普遍的现象,除了机械运动还有多种运动形式,如微观世界里的分子和原子的运动、电磁运动、生命运动等。
5.比较物体运动快慢的两种方法
①相同时间比较路程,路程越长,运动越快。
②相同路程比较时间,时间越短,运动越快。
6.速度及其计算公式
①定义:路程与时间的比
②速度的物理意义:速度是描述物体运动快慢的物理量,在数值上等于物体在单位时间内通过的路程。这个数值越大,表示物体运动得越快。
解析:物理量是指物理相关的量,长度、时间、速度等,都是物理量。
7.公式:
①v表示速度,s表示路程,t表示时间。②公式中三个物理量必须对应于同一个物体;
③计算中单位要统一,且单位参与计算过程。
(4)变形公式:①;②
(5)速度的基本单位:米每秒,单位符号:m/s 或m·s-1。
(6)速度的常用单位:千米每小时,单位符号:km/h ,在交通运输中速度的单位一般是km/h。
(7)速度单位换算:1m/s = 3.6 km/h
(8)常考运动物体速度的估测:人正常步行的速度约1.1m/s;15℃时声音在空气中的传播速度340m/s;自卸车的行驶速度约5 m/s……
8.匀速直线运动和匀变速直线运动
(1)机械运动的分类:
①机械运动分为直线运动和曲线运动;
②直线运动分为匀速直线运动和变速直线运动;
(2)匀速直线运动:速度不变的直线运动。速度不变是指任意时刻的速度v都不变。匀速直线运动的物体运动状态保持不变。
(3)变速直线运动:速度大小变化的直线运动。
(4)速度-时间图像(v-t图像),如左图所示,路程-时间图像(s-t图像),如右图所示。
(5)图像说明:
①一个图像,只能表示直线运动,不能表示曲线运动。
②除了匀速直线运动和静止外,其他的线都表示变速直线运动。
③拓展:v-t图像中,线与t轴围成的面积表示路程。s-t图像中,线越倾斜,速度越快。
(6)平均速度的定义:物体运动的某一段路程与在这段路程所用时间的比。
(7)平均速度的意义:粗略描述变速运动的物体运动快慢。通常说的速度一般指平均速度。
(8)平均速度的注意事项:
①求平均速度时,一定要指明是那一段路程或者那一段时间内的平均速度,路程和时间要一一对应。
②平均速度与速度的平均值不同。
举例:物体第1s通过路程2m,后2s通过路程7m,则平均速度;两段的平均速度分别为2m/s和3.5m/s,速度的平均值为。
二、牛顿第一定律 惯性
1.探究运动和力的关系
(1)对力和运动的认识发展历程:
亚里士多德:力是使物体运动的原因;
伽利略:物体不受力,将一直运动下去;
牛顿:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。(牛顿第一定律)
(2)“力与运动关系的探究实验”:
将同一辆小车分别从相同的高度处由静止开始沿斜面滑下,小车在三种不同的水平面运动一段距离后,分别停在如图所示的位置.
①让小车从斜面的同一高度且静止滑下,目的是使小车开始沿平面运动时速度相同;
②小车在三个水平面上运动时,水平面越光滑,小车运动的距离越远,由此推断,当小车受到阻力为零,速度将不会减小,物体将以恒定不变的速度运动下去。
③实验结论:接触面越光滑,小车受到的摩擦力越小,小车的速度减少的越慢,小车运动的距离就越远。假设水平面对小车完全没有摩擦,小车将一直运动下去。
④此实验正确地揭示了: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.
⑤实验方法:科学推理法(理想实验法)。没有摩擦和无限长的水平面都是不能实现的,是理想的。
(3)牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。
①适用对象:一切物体;
②适用条件:不受任何力的作用。(理想情况,也可适用于所受的合力为0的物体)
③重要意义:揭示了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。即物体的运动不需要力来维持。
④牛顿第一定律不是直接由实验得出的,而是在实验的基础上推理出来的。
⑤特殊地,物体运动方向准备变成反向时,此时物体的速度为0 m/s,若此时不受一切外力,则物体会一直保持静止。例如:物体在竖直方向上运动到最高点时,速度为零,若此时不受一切外力,则物体会一直保持静止。
⑥牛顿第一定律又叫惯性定律
2.惯性
(1)惯性:物体具有保持原有运动状态不变的性质。
①一切物体都有惯性;惯性的大小只与物体的质量有关,与物体其他因素无关。
②惯性是一种性质,不是力;(只能说“具有惯性”、“由于惯性”,不能出现“惯性力”、“惯性作用”、“受到惯性”等说法)
③惯性的利用与防范。利用:跳远助跑、射箭等;防范:安全带等。
④运动状态不变:静止或匀速直线运动。
(2)惯性和惯性定律的区别:惯性定律是描述物体运动规律的,而惯性是物体本身的一种属性。惯性定律是有条件的,而惯性是任何物体都具有的,即惯性是无条件的。
(3)力和惯性的区别:力不是使物体运动的原因,力也不是维持物体运动状态的原因,维持物体运动状态不变的是惯性,力是改变物体运动状态的原因。
3.生活中的惯性
前后或左右运动的物体突然变速,物体的倾倒情况或者在车上位置变化情况。
(1)前后倾倒
①往前倾倒:突然减速(向右运动突然减速和向左运动突然减速都是往运动的前方倾倒);
②往后倾倒:突然加速(向左运动突然加速和向右运动突然加速都是往运动的后方倾倒)。
(2)左右倾倒
①往右倾斜:向右运动突然减速或向左运动突然加速
②往左倾斜:向右运动突然加速或向左运动突然减速
注意事项:加速时,可以是从零开始加速,也可以有一定速度后加速。
三、同一直线上二力的合成 运动和力的关系
1.什么是二力平衡
平衡状态指物体处于:静止状态或匀速直线运动状态。
2.二力平衡的条件
(1)探究二力平衡的条件
①实验方法:控制变量法
②探究是否需要在同一直线,扭转小车后松手。现象:旋转后恢复原状。结论:两个力必须在同一直线上,物体才能平衡。
③探究是否需要在同一物体,剪开卡片分成两份。现象:两边都不能保持平衡。
结论:两个力必须在同一物体上,物体才能平衡。
④探究是否需要大小相等,左右挂上重物。现象:只有当左右挂的重物重力相等时,才能平衡。结论:两个力必须大小相等,物体才能平衡。
⑤探究方向是否需要相反,转动其中一个力。现象:只有当两个力反向,时才能平衡。
结论:两个力必须方向相反,物体才能平衡。
⑥改良实验:减少摩擦力的对实验的影响。用的实验器材有木块、小车、小卡片,从木块到小卡片,摩擦力对实验的影响越小。
(2)二力平衡的特点:等大、反向、共线、同体
3.同一直线上的合力
(1)同一条直线上,当一个力与多个力的作用效果相同时,这个力称为合力。
(2)同一直线上的合力计算规则:同向加,反向减。
4.平衡力与相互作用力的关系:
相同点:大小相等,方向相反,并且在同一直线上。(等大,反向,共线)
不同点:①受力物体不同:平衡力是同一物体受力,而相互作用力为互为受力物体。(平衡力同体,相互作用力异物)
②相互作用力总是同时产生,同时消失,并且力的性质相同。
③平衡力可以求合力(合力为0),而相互作用力不能求合力。
5.非平衡力和物体运动状态的变化
非平衡力﹤——﹥运动状态改变(速度或者运动方向改变)
第八章 压强
一、压强
1.压力:垂直压在物体表面上的力叫压力。
①压力的方向:垂直于被压表面,且指向被压物体。
②压力的作用点:被压物体的表面。
③压力并不都是由重力引起的。通常情况下,把物体放在水平面上,如果物体不受其他力,则压力=物体重力。
④固体可以大小、方向不变地传递压力。
2.探究:压力的作用效果跟什么因素有关
【实验方法】控制变量法、对比法
【实验设计】如图甲,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;如图乙,在桌面上放一个砝码;再把小桌翻过来。注意三次实验时泡沫塑料被压下的深浅。
【实验分析】图甲、乙说明受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。图乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。
【实验结论】压力的作用效果与压力和受力面积有关。
3.压强
①定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。[来源:学&科&网Z&X&X&K]
②物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量。成人站立时对地面的压强约为:1.5×104Pa。它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为1.5×104N。我们可以根据物体发生形变的程度来判断压强的大小。
③公式:
p—压强—帕斯卡(Pa);F—压力—牛顿(N);S—受力面积—平方米(m2)
④受力面积是两物体相互接触的面积。
放在水平面上的直柱体(圆柱体、长方体、正方体等)对水平面的压强p也有p=ρgh。但是值得注意的是,这不是求压强的公式,这仅仅是一个巧合。
⑤一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力、压强:我们一般把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定压强(用压强的定义式求)。
4.增大或减小压强的方法
①增大压强的方法:压力一定时,减小受力面积,或在受力面积一定时,增大压力。
例如缝一针做得很细、菜刀刀口很薄等就是利用压力一定,减小受力面积的方法增大压强。
②减小压强的方法:压力一定时,增大受力面积,或在受力面积一定时,减小压力。
例如铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等就是利用压力一定,增大受力面积的方法减小压强。
二、液体的压强
1.液体内部产生压强的原因:液体受到重力作用,并且具有流动性。
2.液体内部压强的测量工具:压强计。
3.液体压强的特点:
液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。液体的压强随深度的增加而增大。在同一深度,液体向各个方向的压强相等。液体的压强还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
4.液体压强的大小
①推导液体压强的公式使用了建立理想模型法。
②液体的压强公式:p=ρgh
p——压强——帕斯卡(Pa);ρ——液体密度——千克每立方米(kg/m3);h——液体深度——米(m)
③液体的深度指从被研究点到自由液面的垂直距离。左下三幅图中h都是液体的深度,a都是自由液面。
④从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
⑤对于形状不规则的容器,液体对容器底部的压力不等于液体的重力。此时液体压强只能用液体压强公式计算。并且要先求压强,后求压力。[来源:学.科.网Z.X.X.K]
⑥形状不规则容器中的液体对容器底部产生压力的大小,等于以容器的底面积为底,液体深度为高的柱体体积的液体受到的重力大小。
⑦如果容器的形状是规则的(长方体、圆柱形),并且放在水平面上,那么液体对容器底部的压力等于液体受到的重力。这时可以先求出压力,然后算出压强。
5.连通器
①定义:上端开口,下部相连通的容器叫做连通器。
②连通器原理:如果容器内只有一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。
应用:茶壶的壶嘴与壶身、锅炉的炉身与外面的水位计都构成了连通器;船闸、洗手间的下水管弯管、乳牛自动喂水器、船闸等
三、大气压与人类生活 流体的压强与流速的关系
1.大气压的概念:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压,一般有p0表示。
2.大气压产生原因:空气受重力作用,并且具有流动性。
3.能够证明大气压存在的实验:马德堡半球实验。
4.大气压的实验测定:托里拆利实验
【实验过程】在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开堵管口的手指后,管内水银面下降一定高度时就不再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
【实验分析】在管内与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动,故液片受到上下的压强平衡。即:向上的大气压等于水银柱产生的压强。
【实验结论】大气压p0=760mmHg=1.013×105Pa。
【注意事项】
① 实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。
② 本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度至少为10.3m。
③ 将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
5.1标准大气压p0=760mmHg=1.013×105Pa。
6.大气压的测量工具:气压计
①气压计的分类:水银气压计和无液气压计(金属盒气压计)
②若水银气压计挂斜,则测量结果变大。
③在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
7.大气压的应用:活塞式抽水机、离心式抽水机、呼吸、带吸盘的挂衣钩、吸管等
8.大气压的变化
①大气压的变化跟高度有关,不同的海拔高度,大气的疏密程度不同,大气压的数值也不同。在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。
②大气压的变化还与天气变化、季节和气候有关。晴天的大气压比阴雨天要大,冬天的大气压要比夏天要大。
9.沸点与压强:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。(应用:高压锅、除糖汁中水分)
体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。(应用:呼吸、打气筒原理、风箱原理)
10.流体:液体和气体都没有一定的形状,且很容易流动,因此它们统称为流体。
11.流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。
12.判断流速的快慢应从以下方面来分析:自然流动的空气、流动的水,一般是在较宽阔的地方流速慢,较狭窄的地方流速快。运动的物体引起的空气或液体的流动在运动物体周围流速快,其余地方流速慢。
13.飞机的升力:如图,飞机前进时,在相同的时间内,机翼上方气体流速比下方气体流速大,压强比下方小,因此机翼机翼的上下表面存在着压强差,从而产生了向上的升力。
第九章 浮力
一、浮力
1.浮力:浸入液体(或气体)的物体受到竖直向上的力叫浮力。浮力的方向总是竖直向上的。
2.浮力产生的原因:浸在液体中的物体,它的上下表面受到液体对它的压力不同。
物体受到向上、向下的压力差即浮力:F浮=F向上-F向下。
3.实验:探究浮力的大小与哪些因素有关
猜想1:浮力的大小可能和物体的浸没深度有关
猜想2:浮力的大小可能和液体的密度有关
猜想3:浮力的大小可能和物体浸在液体中的体积有关
猜想4:……
实验方法:控制变量法
(1)比较A、C、D,得到的结论是:浮力的大小与物体的浸没深度无关。
(2)比较A、B、C,得到的结论是:液体的密度相同时,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大。
(3)比较A、D、E(或A、C、E),得到的结论是:物体浸在液体中的体积相同时,液体的密度越大,浮力越大。
4. 浮力大小的影响因素:浮力与液体的密度、物体浸在液体中的体积(物体排开液体的体积)有关。
二、阿基米德原理
1.实验:探究浮力的大小跟排开液体所受的重力的关系
实验步骤:
①如图甲,用弹簧测力计测出小桶的重力G桶
②如图乙,用弹簧测力计测出被测物体的重力G物
③如图丙,将被测物体吊挂在弹簧测力计下,使金属块浸在装满水的溢水杯中,读出弹簧测力计的示数F拉,算出物体所受浮力F浮=G物-F拉。同时用小桶收集溢出的水。
④如图丁,用弹簧测力计测出小桶和水受到的总重力G总,算出排开液体的所受重力G排=G总-G桶。
⑤比较F浮与G排的关系
(1)实验结论:浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,即F浮=G排
(2)实验过程中发现排开液体的重力G排明显小于浮力F浮,可能的原因是:溢水杯没有装满水。
(3)在图甲测量空桶的重力时,若小桶内有少量水,不影响实验结果。
2. 阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
(2)公式:F浮=G排(基本式)
导出式:F浮=m排g=ρ液gV排
变形式:;;。
(3)公式理解:浮力只与液体的密度和物体排开液体的体积有关,与其他因素均无关。
(4)适用条件:液体或气体
(5)物体排开液体的体积V排与物体的体积V物的关系:
如上图所示,物体浸在液体中包括两种情况:全部浸入(浸没)和部分浸入。
物体浸没在液体中,物体排开液体的体积等于物体本身的体积,即
物体部分浸入液体中,排开液体的体积小于物体本身的体积,即
三、物体的浮沉
1.物体的浮沉条件(重点)
前提条件:物体只受浮力和重力。
状态分析
动态(受力不平衡)
静态(受力平衡)
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
图解
受力分析
F浮>G物
F浮<G物
F浮=G物
F浮=G物
F浮<G物;
F浮+F支=G物
密度分析
ρ物<ρ液
ρ物>ρ液
ρ物=ρ液
ρ物<ρ液
ρ物>ρ液
体积分析
V排=V物
(未露出液面时)
V排=V物
V排=V物
V排<V物
V排=V物
注意:漂浮是上浮的最终状态,沉底是下沉的最终状态。
2.浮力的利用:
(1)轮船:
工作原理:把轮船做成空心,增大排开水的体积,从而增大浮力。
排水量:轮船满载时排开水的质量【注意:不是排开水的重力)】 。
排水量与船的质量、货物质量的关系是:m排=m总=m船+m货物
(2)潜水艇:
工作原理:潜水艇是通过改变自身重力来实现浮沉的。【注意:不是改变浮力】
潜水艇在水下航行时,它所受的浮力不变。(因为ρ液不变,V排不变)
(3)气球和飞艇:
工作原理:气球里充的是密度小于空气的气体,如:氢气、氦气或热空气等。
第十章 从粒子到宇宙
一、探索微观
1.一切物质都由分子组成吗?不是,物质可以由分子、原子、离子组成。
2.分子是能保持物质化学性质不变的最小微粒。
3.分子很小,需要用电子显微镜进行观察,其直径尺度数量级为10-10m(0.1nm)。
4.用油膜法可测量分子直径,其数量级为10-10m。
5.微观世界(粒子)的尺度(由大到小顺序):
6.原子由位于中心带正电的原子核和核外绕核高速旋转的带负电的电子组成,原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成。原子核的直径大约是原子直径的万分之一,却几乎集中了原子的全部质量。
7.
8.质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数
9.中子和质子是由夸克组成的
10.原子结构的两种模型:汤姆孙的“枣糕模型”和卢瑟福的“行星模型”。(核式模型)
11.汤姆生发现电子,查得威克发现中子。
二、分子动理论的初步知识
1.分子运动论的内容:物体是由大量分子组成的;分子在永不停息地做无规则运动;分子之间存在着相互作用的引力和斥力;分子之间有间隙。
2.扩散现象证明分子在永不停息的做无规则运动。扩散是指不同物质互相接触时,彼此进入对方的现象。分子运动的快慢与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈, 扩散现象越明显。
3.扩散现象(分子做无规则运动)例子:花香怡人,香气飘飘,酒香不怕巷子深,墨水扩散等
4.固体和液体都能保持一定的体积,证明分子之间存在相互作用的引力;固体和液体难于压缩,证明分子之间存在相互作用的斥力。
5.固体中分子之间的距离很小,相互作用力很大,分子只能在平衡位置附近振动;液体中分子之间的距离较小,相互作用力较大,以分子群的形态存在,分子可在平衡位置附近振动,分子群却可以相互滑动;气体中分子间的距离很大,相互作用力很小,每一个分子几乎都可以自由运动。
三、探索宇宙 宇宙深处
1.两种宇宙模型:托勒密的“地心说”指出地球位于宇宙中心,太阳和行星都绕着地球旋转;哥白尼的“日心说”指出太阳是宇宙的中心,地球和其它行星都绕着太阳旋转,月球是地球的一颗卫星,它绕着地球旋转。
2.牛顿发现万有引力定律,即任何两个物体间都存在一种相互吸引的力。万有引力的大小跟两个物体的质量和物体间的距离有关。
3.三个宇宙速度:第一宇宙速度(即环绕速度),是指人造地球卫星环绕地球作匀速圆周运动时须具有的速度,其大小为7.9km/s;当速度大于7.9km/s而小于11.2km/s时,人造地球卫星绕地球的轨迹是椭圆的,当速度等于或大于11.2km/s时,卫星可以挣脱地球引力的束缚成为绕太阳运动的行星,所以11.2km/s称为第二宇宙速度(即脱离速度);当速度等于或大于16.7km/s时,卫星可以挣脱太阳的束缚飞到宇宙空间去,所以16.7km/s称为第三宇宙速度(即逃逸速度)。
4.太阳系中的八大行星是指水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
5.光年是天文学中的长度单位,它表示光一年中传播的距离,符号为l.y.。
6.l.y.=9.4605×1012km=9.4605×1015m。
7.总星系>银河系>太阳系>地月系。
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