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第七章力
(F)
1、定义:力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
注意(1)一个力的产生一定有施力物体和受力物体,且同时存在。
(2)单独一个物体不能产生力的作用。
(3)力的作用可发生在相互接触的物体间,也可以发生在不直接接触的物体间。
判断力的存在可通过力的作用效果来判断。
力的作用效果有两个:
力可以改变物体的运动状态。(运动状态的改变是指物体的快慢和运动方向发生改变)。
举例:用力推小车,小车由静止变为运动;守门员接住飞来的足球。
(2)力可以改变物体的形状举例:用力压弹簧,弹簧变形;用力拉弓弓变形。
3、力的单位:牛顿(N)
4、力的三要素:力的大小、方向、作用点称为力的三要素。它们都能影响力的作用效果。
5、力的表示方法:画力的示意图。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,线段的长表示力的大小,这种图示法叫力的示意图。
、弹力
(1)弹性:物体受力发生形变不受力自动恢复原来形状的特性;
塑性:物体受力发生形变不受力不能自动恢复原来形状的特性。
(2)弹力的定义:物体由于发生弹性形变而产生的力。(如压力,支持力,拉力)
(3)产生条件:发生弹性形变。
二、弹簧测力计
(4)测量力的大小的工具叫做弹簧测力计。
弹簧测力计(弹簧秤)的工作原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比。即弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长。
(5)使用弹簧测力计的注意事项:
A、观察弹簧测力计的量程和分度值,不能超过它的测量范围。(否则会损坏测力计)
B、使用前指针要校零;如果不能调节归零,应该在读数后减去起始末测量力时的示数,才得到被测力的大小。
C、测量前,沿弹簧的轴线方向轻轻来回拉动挂钩几次,放手后观察指针是否能回到原来指针的位置,以检查指针、弹簧和外壳之间是否有过大的摩擦;
D、被测力的方向要与弹簧的轴线的方向一致,以免挂钩杆与外壳之间产生过大的摩擦;
E、指针稳定后再读数,视线要与刻度线垂直。
(G)
1产生原因:由于地球与物体间存在吸引力。
2定义:由于 地球吸引而使物体受到的力;用字母G表示。
3重力的大小:
又叫重量(物重)②物体受到的重力与它的质量成正比。
③计算公式:G=mg其中g=,
物理意义:。
④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。
4施力物体:地球5重力方向:竖直向下,
应用:重垂线
①原理:是利用重力的方向总是竖直向下的性质制成的。
②作用:检查墙壁是否竖直,桌面是否水平。
6作用点:重心(质地均匀的物体的重心在它的几何中心。)
7为了研究问题的方便,在受力物体上画力的示意图时,常常把力的作用点画在重心上。同一物体同时受到几个力时,作用点也都画在重心上。
第八章运动和力
(又叫惯性定律)
1、阻力对物体运动的影响:让同一小车从同一斜面的同一高度自由滑下(控制变量法),是为了使小车滑到斜面底端时有相同的速度;阻力的大小用小车在木板上滑动的距离的长短来体现(转化法)。
2、牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
3、牛顿第一定律是通过实验事实和科学推理得出的,它不可能用实验来直接验证。
4、惯性
⑴定义:物体保持原来运动状态不变的特性叫惯性
⑵性质:惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体在任何时候、任何状态下都有惯性。
⑶惯性不是力,不能说惯性力的作用,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的形状、速度、物体是否受力等因素无关。
⑷防止惯性的现象:汽车安装安全气囊,汽车安装安全带。
⑸利用惯性的现象:跳远助跑可提高成绩,拍打衣服可除尘。
⑹解释现象:
例:汽车突然刹车时,乘客为何向汽车行驶的方向倾倒?
答:汽车刹车前,乘客与汽车一起处于运动状态,当刹车时,乘客的脚由于受摩擦力作用,随汽车突然停止,而乘客的上身由于惯性要保持原来的运动状态,继续向汽车行驶的方向运动,所以…….
1、平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动状态时,称为平衡状态。
2、平衡力:物体处于平衡状态时,受到的力叫平衡力。
3、二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。(同物、等大、反向、同线)
4、二力平衡条件的应用:
⑴根据受力情况判断物体的运动状态:
①当物体不受任何力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态(平衡状态)。
②当物体受平衡力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态(平衡状态)。
③当物体受非平衡力作用时,物体的运动状态一定发生改变。
⑵根据物体的运动状态判断物体的受力情况。
当物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态)时,物体不受力或受到平衡力。
注意:在判断物体受平衡力时,要注意先判断物体在什么方向(水平方向还是竖直方向)处于平衡状态,然后才能判断物体在什么方向受到平衡力。
②当物体处于非平衡状态(加速或减速运动、方向改变)时,物体受到非平衡力的作用。
5、物体保持平衡状态的条件:不受力或受平衡力
6、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。
1定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动时,就产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫摩擦力。
2产生条件:A、物体相互接触并且相互挤压;B、发生相对运动或将要发生相对运动。
3种类:A、滑动摩擦B静摩擦、C滚动摩擦
4影响滑动摩擦力的大小的大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度。
5方向:与物体相对运动的方向相反。(摩擦力不一定是阻力)
6测量摩擦力方法:
用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动,摩擦力的大小与弹簧测力计的读数相等。
原理:物体做匀速直线运动时,物体在水平方向的拉力和摩擦力是一对平衡力。(二力平衡)
7增大有益摩擦的方法:A、增大压力B、增大接触面的粗糙程度。
8减小有害摩擦的方法:
A、;
C、用滚动摩擦代替滑动摩擦D、使两接触面分离(加润滑油、气垫船)。
第九章压强
、压强:
㈠压力
1、定义:垂直压在物体表面的力叫压力。2、方向:垂直于受力面
3、作用点:作用在受力面上4、大小:只有当物体在水平面时自然静止时,物体对水平支持面的压力才与物体受至的重力在数值上相等,有:F=G=mg但压力并不是重力
㈡压强
1、压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。
2、物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量。3、定义:物体单位面积上受到的压力叫压强.
4、公式:P=F/S
5、单位:帕斯卡(pa)1pa=1N/m2
意义:表示物体(地面、桌面等)在每平方米的受力面积上受到的压力是1牛顿。
6、增大压强的方法:1)增大压力举例:用力切菜易切断
2)减小受力面积举例:磨刀不误砍柴功
7、减小压强的方法:1)减小压力 举例:车辆行驶要限载
2)增大受力面积举例:铁轨铺在路枕上
、液体压强
1、产生原因:液体受到重力作用,对支持它的容器底部有压强;
液体具有流动性,对容器侧壁有压强。
2、液体压强的特点:
1)液体对容器的底部和侧壁有压强,液体内部朝各个方向都有压强;
2)各个方向的压强随着深度增加而增大;
3)在同一深度,各个方向的压强是相等的;
4)在同一深度,液体的压强还与液体的密度有关,液体密度越大,压强越大。
3、液体压强的公式:P=ρgh
注意:液体压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的体积、质量无关。与浸入液体中物体的密度无关(深度不是高度)
当固体的形状是柱体时,压强也可以用此公式进行推算
计算液体对容器的压力时,必须先由公式P=ρgh算出压强,再由公式P=F/S,得到压力F=PS。
4、连通器:上端开口、下端连通的容器。
特点:连通器里的液体不流动时,各容器中的液面总保持相平,即各容器的液体深度总是相等。
应用举例:船闸、茶壶、锅炉的水位计。
、大气压强
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。
3、著名的证明大气压存在的实验:马德堡半球实验
其它证明大气压存在的现象:吸盘挂衣钩能紧贴在墙上、利用吸管吸饮料。
4、首次准确测出大气压值的实验:托里拆利实验。
一标准大气压等于76cm高水银柱产生的压强,即P0=×105Pa,在粗略计算时,标准大气压可以取105帕斯卡,约支持10m高的水柱。
5、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。
6、气压计和种类:水银气压计、金属盒气压计(无液气压计)
7、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。
8、液体的沸点随液体表面的气压增大而增大。(应用:高压锅)
、流体压强与流速的关系
1、物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
2、在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
3、应用:
1)乘客候车要站在安全线外;
2)飞机机翼做成流线型,上表面空气流动的速度比下表面快,因而上表面压强小,下表面压强大,在机翼上下表面就存在着压强差,从而获得向上的升力;
第十章浮力
(F浮)
1、定义:浸在液体(或气体)中的物体会受到向上托的力,叫浮力。
2、浮力的方向是竖直向上的。
3、产生原因:由液体(或气体)对物体向上和向下的压力差。
4、,通过实验探究发现(控制变量法):浮力的大小跟物体浸在液体中的体积和液体的密度
有关,物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,浮力就越大。
:浮力大小与物体排开液体所受的重力的关系:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G1,小桶所受的重力G2;
②把物体浸入液体,读出这时测力计的示数为F1,(计算出物体所受的浮力F浮=G1-F1)并且收集物体所排开的液体;
测出小桶和物体排开的液体所受的总重力G3,计算出物体排开液体所受的重力
G排=G3-G2。
:
浸入液体中的物体受到液体向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。
:F浮=G排=ρ液gV排
:浮力的大小只决定于液体的密度、物体排液的体积(物体浸入液体的体积),与物体的形状、密度、质量、体积、及在液体的深度、运动状态无关。
:
1、物体的浮沉条件:
状态
F浮与G物
V排与V物
对实心物体ρ物与ρ液
上浮
F浮>G物
V排=V物
ρ物<ρ液
下沉
F浮<G物
ρ物>ρ液
悬浮
F浮=G物
ρ物=ρ液
漂浮
F浮=G物
V排<V物
ρ物<ρ液
1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。轮船的排水量:轮船满载时排开水的质量。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(始终等于轮船所受的重力)。
2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。
3)气球和飞艇是靠充入密度小于空气的气体来改变浮力。
4)密度计是漂浮在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。
4、浮力的计算:
压力差法:F浮=F向上-F向下
称量法:F浮=G物-F拉(当题目中出现弹簧测力计条件时,一般选用此方法)
漂浮悬浮法:F浮=G物
阿基米德法:F浮=G排=ρ液gV排(当题目中出现体积条件时,一般选用此方法)
第十一章功和机械能
第1节功
1、功的初步概念: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,就说这个力做了功。
2、功包含的两个必要因素: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。
3、功的计算:功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积(功=力×力的方向上的距离)。
4、功的计算公式:W=Fs
用F表示力,单位是牛(N),用s表示距离,单位是米(m),功的符号是W,单位是牛•米,它有一个专门的名称叫焦耳,焦耳的符号是J,1J=1N•m。
5、在竖直提升物体克服重力做功或重力做功时,计算公式可以写成W=Gh;在克服摩擦做功时,计算公式可以写成W=fs。
6、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(而直接用手)所做的功,也就是说使用任何机械都不省功。
6、当不考虑摩擦、机械自身重等因素时,人们利用机械所做的功(Fs)等于直接用手所做的功(Gh),这是一种理想情况,也是最简单的情况。
第2节功率
1、功率的物理意义:表示物体做功的快慢。
2、功率的定义:单位时间内所做的功。
3、计算公式:P==Fv
其中W代表功,单位是焦(J);t代表时间,单位是秒(s);F代表拉力,单位是牛(s);v代表速度,单位是m/s;P代表功率,单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
4、功率的单位是瓦特(简称瓦,符号W)、千瓦(kW)1W=1J/s、1kW=103W。
第3节动能和势能
一、能的概念
如果一个物体能够对外做功,我们就说它具有能量。能量和功的单位都是焦耳。具有能量的物体不一定正在做功,做功的物体一定具有能量。
二、动能
1、定义:物体由于运动而具有的能叫做动能。
2、影响动能大小的因素是:,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大。
3、一切运动的物体都具有动能,静止的物体动能为零,匀速运动且质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降,匀速前进、匀速后退,只要是匀速)动能不变。物体是否具有动能的标志是:是否在运动。
二、势能
1、势能包括重力势能和弹性势能。
2、重力势能:
(1)定义:物体由于高度所决定的能,叫做重力势能。
(2)影响重力势能大小的因素是:,被举得越高,重力势能越大;被举得高度相同的物体,质量越大,重力势能越大。
(3)一般认为,水平地面上的物体重力势能为零。位置升高且质量一定的物体(不论匀速升高,还是加速升高,或减速升高,只要是升高)重力势能在增大,位置降低且质量一定的物体(不论匀速降低,还是加速降低,或减速降低,只要是降低)重力势能在减小,高度不变且质量一定的物体重力势能不变。
3、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是:弹性形变的大小(对同一个弹性物体而言)。
(3)对同一弹簧或同一橡皮筋来讲(在一定弹性范围内)形变越大,弹性势能越大。物体是否具有弹性势能的标志:是否发生弹性形变。
第4节机械能及其转化
1、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。
2、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。
3、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,而另一个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,而另一个物体的弹性势能减小,则弹性势能转化为动能。
4、,从而增大水的重力势能,以便在发电时把更多的机械能转化为电能。
第十二章简单机械
第1节杠杆
1、定义:一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆。
2、五要素:一点、二力、两力臂。(①“一点”即支点,杠杆绕着转动的点,用“O”表示。②“二力”即动力和阻力,它们的作用点都在杠杆上。动力是使杠杆转动的力,一般用“F1”表示,阻力是阻碍杠杆转动的力,一般用“F2”表示。③“两力臂”即动力臂和阻力臂,动力臂即支点到动力作用线的距离,一般用“L1”表示,阻力臂即支点到阻力作用线的距离,一般用“L2”表示。)
3、杠杆的平衡(杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡)条件是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂;
公式:F1L1=F2L2。
4、杠杆的应用
(1)省力杠杆:L1>L2,F1<F2(省力费距离,如:撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀。)
(2)费力杠杆:L1<L2,F1>F2(费力省距离,如:人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆。)
(3)等臂杠杆:L1=L2,F1=F2(不省力、不省距离,能改变力的方向等臂杠杆的具体应用:,如杆秤、案秤,都是根据杠杆原理制成的。)
第2节滑轮
1、滑轮是变形的杠杆。
2、定滑轮:
①定义:中间的轴固定不动的滑轮。
②实质:等臂杠杆。
③特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G物。绳子自由端移动距离SF(或速度vF)=重物移动的距离SG(或速度vG)
3、动滑轮:
①定义:和重物一起移动的滑轮。(可上下移动,也可左右移动)
②实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
③特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:
只忽略轮轴间的摩擦则,拉力。绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)
4、滑轮组
①定义:定滑轮、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。
③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力。只忽略轮轴间的摩擦,则拉力。绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)。
④组装滑轮组方法:首先根据公式求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
第3节机械效率
1、有用功:定义:对人们有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总
斜面:W有用=Gh
2、额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功。
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
3、总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功
公式:W总=W有用+W额=FS=
斜面:W总=fL+Gh=FL
4、机械效率:定义:有用功跟总功的比值。
公式:
斜面:
定滑轮:
动滑轮:
滑轮组:
5、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。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
6、提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。
7、机械效率的测量:
(1)原理:
(2)应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。
(3)器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
(4)步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。
(5)结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:
①动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。
②提升重物越重,做的有用功相对就多。
③摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。
8、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。