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第1节力1、力的概念
(1)力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而存在。一切物体都受力的作用。(2)有的力必须是物体之间相互接触才能产生,比如物体间的推、拉、提、压等力,但有的力物体不接触也能产生,比如重力、磁极间、电荷间的相互作用力等。(2)力能使物体发生形变。物理学中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。
、方向和作用点叫做力的三要素,力的三要素都能影响力的作用效果。
:(1)力可以使物体改变运动状态(包括运动的物体静止、使静止的物体运动、使物体速度的大小、方向发生改变);
,一个物体对别的物体施力时,也同时受到后者对它的作用力。两物体相互作用时,施力物体同时也是受力物体,反之,受力物体同时也是施力物体。力不能脱离物体而存在。由此我们认识到:①力总是成对出现的;②相互作用的两个物体互为施力物体和受力物体。
第2节弹力
1、物体受力时发生形变,不受力时又恢复原来的形状的特性叫做弹性。
物体变形后不能自动恢复原来形状的特性叫做塑性。
。(压力、支持力、拉力等的实质都是弹力)
:(1)测力计:测量力的大小的工具叫做测力计,(2)弹簧测力计的原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与所受到的拉力成正比,(3)弹簧测力计的使用:①测量前,先观察弹簧测力计的指针是否指在零刻度线的位置,如果不是,则需校零;②观察弹簧测力计的分度值和测量范围,估计被测力的大小,被测力不能超过测力计的量程;③轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳.④测量时,拉力的方向应沿着弹簧的轴线方向,且与被测力的方向在同一直线;读数时,视线应与指针对应的刻度线垂直。
第3节重力
,叫做重力也叫重量。地球上所有物体都受到重力的作用。重力的施力物体是地球。:(1)重力与质量的关系:物体所受的重力跟它的质量成正比。(2)公式:G=mg,式中,G是重力,单位牛顿(N);m是质量,单位千克(kg)。g=。。在要求不很精确的情况下,可取g=10N/kg。(3)重力随物体位置的改变而改变,同一物体在靠近地球两极处重力最大,靠近赤道处重力最小。
(1)重力的方向:竖直向下。(2)应用:重垂线、水平仪分别检查墙是否竖直和桌面是否水平。
:(1)重力的作用点叫重心。(2)规则物体的重心在物体的几何中心上。有的物体的重心在物体上,也有的物体的重心在物体以外。
第八章运动和力
第1节牛顿第一定律(也叫惯性定律)(1)内容:一切物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。(2)牛顿第一定律不可能从实验中得出,它是以实验为基础、通过分析和科学推理得到的。(3)力是改变物体运动状态的原因。(4)探究牛顿第一定律中,每次都要让小车从同一斜面上同一高度滑下,其目的是使小车滑至水平面上的初速度相等。(5)牛顿第一定律的意义:①揭示运动和力的关系;②证实了力的作用效果:力是改变物体运动状态的原因;③物体不受力,原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体,不管原来做什么运动,物体都将做匀速直线运动;④认识到惯性也是物体的一种特性。
(1)惯性:一切物体保持原有运动状态不变的性质叫做惯性。(2)对“惯性”的理解需注意的地方:①“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体。②惯性是物体本身所固有的一种属性,不是一种力,所以说“物体受到惯性”或“物体受到惯性力”等都是错误的。应该说“物体由于惯性”或“具有惯性”;③惯性有有利的一面,也有有害的一面,我们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害,但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。利用惯性: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。防止惯性带来的危害:小型客车前排乘客要系安全带;车辆行使要保持距离。④同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢,不论受力还是不受力,都具有惯性,而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关,质量大的物体惯性大,与物体的运动状态无关.
第2节二力平衡
1、物体在受到两个力的作用时,如果能保持静止状态或匀速直线运动状态,那么这两个力相互平衡。
2、二力平衡的条件: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。二力平衡的条件可以简单记为:同物、等大、反向、共线。物体受到两个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力平衡。物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持静止状态或匀速直线运动状态。即平衡状态.
第3节摩擦力
:两个相互接触的物体,当它们将要发生或已经发生相对运动时在接触面产生一种阻碍相对运动的力。
:与相对运动趋势方向相反。
(1)决定因素:物体间的压力大小、接触面的粗糙程度。(2)方向:与相对运动方向相反。(3)在测量滑动摩擦力的实验中,用弹簧测力计沿水平匀速直线拉动木块。根据二力平衡知识,可知弹簧测力计对木块的拉力大小与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
(1)增大摩擦的主要方法:①增大压力;②增大接触面的粗糙程度;③变滚动为滑动。(2)减小摩擦的主要方法:①减少压力;②减小接触面的粗糙程度;③用滚动代替滑动;④使接触面分离(加润滑油、用气垫的方法)。5、滑动摩擦力:①测量原理:二力平衡条件②测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。③结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。
7、应用:①增大摩擦力的方法有:增大压力、接触面变粗糙、变滚动摩擦为滑动摩擦。②减小摩擦的方法有:减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动(滚动轴承)、使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬浮)。
第九章压强
第1节压强
1、:压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在水平面上时,如果物体不受其他力,则F=G;⑵方向:压力的方向总是垂直于支持面指向被压的物体。物体单位面积上受到的压力叫压强。压强是表示压力作用效果的物理量。压强公式:
p=,其中:p——压强——帕斯卡(Pa);F——压力——牛顿(N);S——受力面积——米2(m2)。1Pa=lN/m2,其物理意义是:lm2的面积上受到的压力是1N。
2、增大压强的方法:增大压力、减小受力面积、同时增大压力和减小受力面积。减小压强的方法:减小压力、增大受力面积、同时减小压力和增大受力面积。(4)应用:减小压强。如:铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。增大压强。如:缝衣针做得很细、菜刀刀口很薄。
第2节液体的压强
1、液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性。液体压强的特点:(1)液体向各个方向都有压强。(2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。(3)同种液体中,深度越深,液体压强越大。(4)在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
2、液体压强公式:p=ρgh。说明:(1)公式适用的条件为:液体。(2)公式中物理量的单位为:p表示液体压强,单位帕斯卡(Pa);ρ表示液体密度,单位是千克每立方米(kg/m3);“h”是指液体的深度,液体中的某点到液面的垂直距离,单位是米(m)。(3)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。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。固体:水平面:F=Gp=,液体压强:先p=ρgh再F=——液体压强的实际应用(1)原理:连通器里的液体在不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。(2)应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船闹、下水道的弯管。世界上最大的人造连通器是三峡船闸。
第3节大气压强
:由于重力的作用,并且空气具有流动性,因此发生挤压而产生的。
,并且大气压强很大。大气压的存在——实验证明:覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。
——托里拆利实验(1)实验方法:在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,(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。用于指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开于指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时测出管内外水银面高度差约为76cm。(2)计算大气压的数值:p0=p水银=ρ水银gh=×103kg/m3××=×105Pa。所以,标准大气压的数值为:P0==760mmHg。(3)以下操作对实验没有影响:①玻璃管是否倾斜;②玻璃管的粗细;③在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置,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。(4)若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气,液体高度减小,则测量值要比真实值偏小。
:高度、天气等。在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。——测定大气压的仪器。种类:水银气压计、金属盒气压计(又叫做无液气压计)。:抽水机等。一切抽吸液体的过程都是由于大气压强的作用。7、标准大气压——支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。标准大气压=760mmHg=76cmHg=×105Pa,、大气压的变化:大气压随高度增加而减小,大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢,且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
5、沸点与气压关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
6、应用:活塞式抽水机和离心式抽水机。
第4节流体压强与流速的关系1、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。2、飞机的升力:机翼的上下表面存在的压强差,产生了向上的升力。
第十章浮力
第1节浮力
,这个力就是浮力。
:上、下表面受到液体对其的压力差,这就是浮力产生的原因。
:浮力=物体重力-物体在液体中的弹簧秤读数,即F浮=G-F′.
:物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。与浸没在液体中的深度无关。浮力方向:总是竖直向上的。施力物体:液(气)体
第2节阿基米德原理
:浸在液体里的物体受的浮力,大小等于它排开的液体受的重力。公式:F浮=G排。(1)根据阿基米德原理可得出计算浮力大小的数学表达式;F浮=G排=m液g=ρ液gV排。(2)阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。:⑴阿基米德原理阐明了浮力的三要素:浮力作用点在浸在液体(或气体)的物体上,其方向是竖直向上,其大小等于物体所排开的液体(或气体)受到的重力,即F浮=G排液。⑵“浸在”既包括物体全部体积都没入液体里,也包括物体的一部分体积在液体里面而另一部分体积露出液面的情况;
“浸没”指全部体积都在液体里,阿基米德原理对浸没和部分体积浸在液体中都适用。⑶“排开液体的体积”V排和物体的体积V物,它们在数值上不一定相等。当物体浸没在液体里时,V排=V物,此时,物体在这种液体中受到浮力最大。如果物体只有一部分体积浸在液体里,则V排<V物,这时V物=V排+V露。⑷根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排。即F浮的大小只跟ρ液、V排有关,而与物体自身的重力、体积、密度、形状无关。浸没在液体里的物体受到的浮力不随物体在液体中的深度的变化而改变。⑸阿基米德原理也适用于气体:F浮=ρ气gV排,浸在大气里的物体,V排=V物。例如:热气球受到大气的浮力会上升。冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。
第3节物体的浮沉条件及应用
(1)物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部,上浮的结果是浮出液面,最后漂浮在液面。漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力。但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中。,整个物体浸没在液体中。
F浮与G物的关系
ρ液与ρ物的关系
漂浮
F浮=G物
ρ液﹥ρ物
上浮
F浮﹥G物
ρ液﹥ρ物
悬浮
F浮=G物
ρ液=ρ物
下沉
F浮﹤G物
ρ液﹤ρ物
应用:(1)轮船①原理:采用空心的办法增大排水量,从而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水面上。轮船从河里驶入海里,由于水的密度变大,轮船浸入水的体积会变小,所以会上浮一些,但是受到的浮力不变 ②排水量:轮船满载时排开的水的质量。m排=m船+m满载时的货物排水量:轮船满载时排开水的质量。单位:吨(t),由排水量m可计算出:排开液体的体积V排=m/p;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。4)密度计是漂浮在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。(2)潜水艇。原理:靠水舱充水或排水来改变自身重力,使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。(3)气球和气艇。原理:通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积,从而改变所受浮力大小。:①称量法:F浮=G-F拉;②压力差法:F浮=F向上-F向下;③阿基米德原理法:F浮=G排=m排g=ρ液gV排;④平衡法:F浮=G物(悬浮或漂浮)
第十一章功和机械能
第1节功1、做功的含义: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,力学里就说这个力做了功。力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在这个力的方向上移动的距离。2、功的计算:物理学中把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功:公式表示:W=FS,符号的意义及单位:W——功——焦耳(J);F——力——牛顿(N);S——距离——米(m)功的单位:焦耳(J),1J=1N·m。3、功的原理:使用机械时,人们所做的功,都不会少于不用机械时所做的功,也就是使用任何机械都不省功。
第2节功率1、物理学中,功率是表示物体做功快慢的物理量。2、功率(1)定义:功与做功所用的时间叫做功率,用符号“P”表示。单位是瓦特(W)常用单位还有kW。1kW=103W。
(2)公式:P=W/t。式中P表示功率,单位是瓦特;W表示功,单位是焦耳;t表示时间,单位是秒。符号的意义及单位:P——功率——瓦特(W);W——功——焦耳(J);T——时间——秒(s)3、功率的单位是瓦特(简称瓦,符号W)、千瓦(kW)1W=1J/s、1kW=103W。5、推导公式:P=Fυ公式中P表示功率,F表示作用在物体上的力,υ表示物体在力F的方向上运动的速度。使用该公式解题时,功率P的单位:瓦(W),力F的单位:牛(N),速度υ的单位:米/秒(m/s)。
第3节动能和势能1、能量(1)物体能够对外做功,表示这个物体具有能量,简称能。(2)单位:焦耳(J)2、动能(1)定义:物体由于运动而具有的能,叫做功能。(2)影响动能大小的因素:①物体的质量;②物体运动的速度。物体的质量越大,运动速度越大,物体具有的动能就越大。3、重力势能(1)定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。
(2)影响重力势能大小的因素:①物体的质量;②物体被举高的高度。物体的质量越大,被举得越高,具有的重力势能就越大。 4、弹性势能(1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能,叫做弹性势能。(2)影响弹性势能大小的因素:物体发生弹性形变的程度。物体的弹性形变程度越大,具有的弹性势能就越大。4、重力势能和弹性势能统称为势能。
第4节机械能及其转化机械能:动能与势能统称为机械能。动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量。动能和势能可以互相转化。如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和不变,也就是说机械能是守恒的。
第十二章简单机械
F2
O
F1
L1
L2
(1)杠杆:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。(2)杠杆的五要素:①支点:杠杆绕着转动的固定点(O);②动力:使杠杆转动的力(F1);③阻力:阻碍杠杆转动的力(F2);④动力臂:从支点到动力作用线的距离(l1);⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离(l2)。(1)杠杆的平衡:当有两个力或几个力作用在杠杆上时,杠杆能保持静止或匀速转动,则我们说杠杆平衡。(2)杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即:F1l1=F2l2也可写成:F1/F2=L2/L1
3、研究杠杆的平衡条件:
②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。
(3)在探究杠杆的平衡条件实验中,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响,此时杠杆自重的力臂为0;给杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,目的是方便直接从杠杆上读出力臂的大小;实验中要多次试验的目的是获取多组实验数据归纳出物理规律。3、杠杆的应用:省力杠杆:L1>L2F1<F2省力费距离;费力杠杆:L1<L2F1>F2费力省距离;等臂杠杆:L1=L2F1=F2不省力、不省距离,能改变力的方向。等臂杠杆的具体应用:天平。
4、应用:三种杠杆:
名称
结构特征
特点
应用举例
省力杠杆
动力臂大于阻力臂
(L1>L2,F1<F2)
省力、费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、
钢丝钳、手推车、花枝剪刀
费力杠杆
动力臂小于阻力臂
(L1<L2,F1>F2)
费力、省距离
缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、
理发剪刀、钓鱼杆、镊子、船桨
等臂杠杆
动力臂等于阻力臂
(L1=L2,F1=F2)
不省力、不费力
天平,定滑轮
(1)实质:是一个等臂杠杆。支点是转动轴,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。(2)特点:不能省力,但可以改变动力的方向。(1)实质:是一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点,动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径。(2)特点:能省一半的力,但不能改变动力的方向,且多费一倍的距离。;把定滑轮和动滑轮组合在一起,就组成滑轮组。(2)作用:既可以省力又可以改变动力的方向,但是费距离。(3)省力情况:由实际连接在动滑轮上的绳子段数决定。绳子段数:“动奇定偶”。拉力,绳子自由端移动的距离s=nh,其中n是绳子的段数,h是物体移动的高度。使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着重物,提起重物所用的力就是物体重的几分之一。且物体升高“h”,则拉力作用点移动“nh”,其中“n”为绳子的段数。绳子段数的判断:在动滑轮和定滑轮之间划一横线,只数连接在动滑轮上的绳子段数。
第3节机械效率1、有用功——W有用:对人们有用的功叫有用功。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功。在提升物体时,W有用=Gh。2、额外功——W额外,对人们没有用但又不得不做的功叫额外功。总功——W总:(1)等于有用功和额外功的总和。即:W总=W有用+W额外。(2)若人对机械的动力为F,则:W总=F•s。。用W总表示总功,W有用表示有用功,η表示机械效率:η=,提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。说明:机械效率常用百分数表示,有用功是总功中的一部分,有用功小于总功,所以机械效率总小于1。