的作用线,用箭头表示力的方向;③力的作用点可用线段的起点,也可用线段的终点来表示;④表示力的方向的箭头,必须画在线段的末端。
4.力的作用是相互的:物体间力的作用是相互的,比如甲、乙两个物体间产生了力的作用,那么甲对乙施加一个力的同时,乙也对甲施加了一个力。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。
5、弹力和弹簧测力计
1.弹力
(1)弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。压力、支持力、拉力等的实质都是弹力。 (2)弹力的大小、方向和产生的条件:
①弹力的大小:与物体的材料、形变程度等因素有关。②弹力的方向:跟形变的方向相反,与物体恢复形变的方向一致。③弹力产生的条件:物体间接触,发生弹性形变。
2.弹簧测力计
(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:弹簧所受拉力越大弹簧的伸长就越长;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;所测的力不能大于弹簧测力计的测量限度,以免损坏测力计。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。④读数时,视线应与指针对应的刻度线垂直。 6、重力
1.重力的由来:
(1)万有引力:宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间,都存在互相吸引的力,这就是万有引力。
(2)重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力。地球上的所有物体都受到重力的作用。 2.重力的大小
(1)重力也叫重量。(2)重力与质量的关系:物体所受的重力跟它的质量成正比。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=9.8N/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。
3.重力的方向
(1)重力的方向:竖直向下。(2)应用:重垂线,检验墙壁是否竖直。 4.重心:
(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。 7、摩擦力
1.摩擦力
两个相互接触的物体,当它们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,叫摩擦力。
2.摩擦力产生的条件
(1)两物接触并挤压。(2)接触面粗糙。(3)将要发生或已经发生相对运动。 3.摩擦力的分类
(1)静摩擦力:将要发生相对运动时产生的摩擦力叫静摩擦力。
(2)滑动摩擦力:相对运动属于滑动,则产生的摩擦力叫滑动摩擦力。(3)滚动摩擦力:相对运动属于滚动,则产生的摩擦力叫滚动摩擦力。
4.滑动摩擦力
(1)决定因素:物体间的压力大小、粗糙程度。(2)方向:与相对运动方向相反。(3)探究方法:控制变量法。
5.增大与减小摩擦的方法
(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使接触面光滑些;③用滚动代替滑动;④使接触面分离。
第六章 力与运动
一、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律
(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。这就是牛顿第一定律。
(2)牛顿第一定律不可能简单从实验中得出,它是通过实验为基础、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,而不是维持运动的原因。
(4)探究牛顿第一定律中,每次都要让小车从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认识到惯性也是物体的一种特性。
2.惯性
(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。
③要把“牛顿第一定律”和物体的“惯性”区别开来,前者揭示了物体不受外力时遵循的运动规律,后者表明的是物体的属性。
④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。
⑤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,而与物体的运动状态无关。
(3)在解释一些常见的惯性现象时,可以按以下来分析作答:
①确定研究对象。②弄清研究对象原来处于什么样的运动状态。③发生了什么样的情况变化。④由于惯性研究对象保持原来的运动状态于是出现了什么现象。 二、力的合成
1.合力、分力
用一个力F来等效代替几个力时,被代替的几个力叫F的分力,用来代替的F叫这几个分力的合力。
2.共点力
共点力:如果几个力都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫做共点力。 3.力的合成
求几个已知分力的合力叫力的合成。 4.二力合成: (1)共线二力合成
A、方向相同的二力合成:F= F1 + F2 方向与二力的方向一致。
B、方向相反的二力合成:F=︱F1 - F2︱ 方向与二力中较大的力方向一致。 (2)不共线的二力合成
物理学家们经过大量准确的实验证明:如果用表示两个共点力F1 , F2的线段为邻边做平行四边形,那么,合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。这叫做力的平行四边形定则。 实验过程:用事先粘贴在黑板上的橡皮筋做力的合成实验。
实验时的注意事项;
①橡皮筋的自然伸长时的“O”点要记下。
②用两把弹簧秤拉伸时要保证细绳与弹簧秤的拉勾要在一条线上。(斜拉时发出的吱吱声表明有摩擦力)
③拉力大小不要超过弹簧秤量程,弹簧秤要与黑版面平行。 ④记录时要记下两分力的大小和方向。
⑤画平行四边形时,不是真实存在力的线段用虚线表示。
实验顺序:
①用两把弹簧秤把橡皮筋从“O”点拉长到“O”点,按紧弹簧秤;记录下,细线的方向和两个分力的大小。
②撤去其中一把弹簧秤,用一把弹簧秤把橡皮筋同样从“O”点拉长到“O”,记下此时细线的方向和力的大小。
③用直尺画出一个共用标度。 ④用力的图示法作出F1 , F2 及 F ⑤连接两个分力与合力的箭头顶点。
⑥总结得出结论:由分力为邻边画出的平行四边形,分力夹角上的对角线可以表示两分力的合力。 5.不共线二力合成的方法
A 作图法 B 几何知识法
C 多个分力求合力(两两合成)
6.互成角度的两个分力与合力的关系(取值范围) 三、二力平衡
1.力的平衡
(1)平衡状态:物体受到两个力(或多个力)作用时,如果能保持静止或匀速直线运动状态,我们就说物体处于平衡状态。
(2)平衡力:使物体处于平衡状态的两个力(或多个力)叫做平衡力。 (3)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:等大、反向、共线、同体。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。
,
’
2.一对平衡力和一对相互作用力的比较 3.二力平衡的应用
(1)己知一个力的大小和方向,可确定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的受力情况,判断物体是否处于平衡状态或寻求物体平衡的方法、措施。 4.力和运动的关系 (1)不受力或受平衡力 物体保持静止或做匀速直线运动(2)受非平衡力 改变 分类 运动状态
平衡力 相互作用力 物体受到两个力作用而处于平衡状态,这两个力物体间发生相互作用时产生的两个力叫做相互作用定义 叫做平衡力 力 ①受力物体是同一物体②性质可能不相同的两个①分别作用在两个物体上,它们互为受力物体和施力不同点 力 物体②性质相同的两个力 共同点 ①两个力大小相等,方向相反,作用在一条直线上②施力物体分别是两个物体 第七章 密度与浮力
一、质量
l.质量
(1)定义:物体中所含物质的多少叫质量,用字母m表示。
(2)质量的单位:国际上通用的质量单位有千克(kg)、吨(t)、克(g)、毫克(mg),其中千克是质量的国际单位。
(3)换算关系:1t=1000kg;1kg=1000g;1g=1000mg。
(4)质量是物质的一种属性,它不随物体的形状、状态、温度和地理位置的改变而改变。 2.质量的测量:用天平
(1)构造:托盘天平由横梁、指针、分度盘、标尺、游码、托盘、平衡螺母构成,每架天平配制一盒砝码。盒中每个砝码上都标明了质量大小,以“克”为单位,用符号“g”表示。
(2)使用:先将天平放水平;后将游码左移零;再调螺母反指针;左放物体右放码;四点注意要记清。调整平衡后不得移动天平的位置,也不得移动平衡螺母;左盘放被测物体,右盘中放砝码;物体的质量=盘中砝码总质量+游码在标尺上所对的刻度值(俗称游码质量)。
四点注意:被测物体的质量不能超过量程;向盘中加减砝码时要用镊子,不能用手接触砝码,不能把砝码弄湿、弄脏;潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的盘中;砝码要轻拿轻放。
二、密度
1.物质的质量与体积的关系:同种物质的质量和体积成正比,其比值为定值。 2.密度
(1)定义:单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度,用符号ρ表示。 (2)公式:ρ=m/V。式中,ρ表示密度;m表示质量;V表示体积。
3333
(3)单位:国际单位是千克/米(kg/m),读做千克每立方米;常用单位还有:克/厘米(g/cm),读做
333
克每立方厘米。换算关系:1g/cm=1x10kg/m。
(4)密度是物质的一种特性,它只与物质种类和温度有关,与物体的质量、体积无关。 (5)混合物质的密度应由其混合物质的总质量与总体积的比值决定,而不是等于构成这种混合物的各种物质的密度的算术平均值。
三、测量物质的密度
1.体积的测量
3333
(1)体积的单位:m、dm(L)、cm(mL)、mm。
333333333
(2)换算关系:1m=10dm;1dm=10cm;lcm=10mm;1L=1dm3;1mL=1mm。 (3)测量工具:量筒或量杯、刻度尺 (4)测量体积的方法
①对形状规则的固体:可用刻度尺测出其尺寸,求出其体积。
②对形状不规则的固体:使用量筒或量杯采用“溢水法”测体积。若固体不沉于液体中,可用“针压法”——用针把固体压入量筒浸没入水中,或“沉锤法”——用金属块或石块拴住被测固体一起浸没入量筒的液体中测出其体积。
(5)量筒的使用注意事项
3
①要认清量筒、量杯的最大刻度是多少?它的每小格代表多少cm(毫升)?②测量时量筒或量杯应放平稳。③读数时,视线要与筒内或杯内液体液面相平(凹底凸顶)。
2.密度的测量 (1)原理:ρ=m/V
(2)方法:测出物体质量m和物体体积V,然后利用公式ρ=m/V计算得到ρ。 (3)密度测量的几种常见方法
①测沉于水中固体(如石块)的密度
器材:天平(含砝码)、量筒、石块、水、细线。
步骤:用天平称出石块的质量m;倒适量的水入量筒中,记录水面的刻度V1;用细线拴住石块浸没入量筒的水中,记录此时水面的刻度V2;用公式ρ=m/(V2–V1)算出密度。
②测量不沉于水的固体(如木块)的密度
器材:天平(含砝码)、量筒、木块、铁块、水、细线。
步骤:用天平称出木块的质量m;倒适量的水入量筒中,用细线拴住铁块浸没入量筒的水中,记录水面的刻度V1;将木块取出,用细线把木块与铁块拴在一起全部没入量筒的水中,记录此时水面的刻度V2;
用公式ρ=m/(V2–V1)算出密度。
注意:在测固体的密度时,在实验的步骤安排上,都是先测物体的质量再用排液法测体积。如若倒过来,则会造成固体因先沾到液体而使得质量难以准确测量。
③测量液体(如盐水)的密度
器材:天平(含砝码)、量筒、烧杯、盐水。
步骤:用天平称出烧杯和盐水的质量m1,将烧杯中的盐水倒一部分入量筒中,记录量筒中液面的刻度V;用天平称出剩余盐水和烧杯的质量m2;用公式ρ=(m1–m2)/V算出密度。
四、密度与社会生活
1.密度作为物质的一个重要属性,在科学研究和生产生活中有着广泛的应用 (1)农业
①用来判断土壤的肥力,土壤越肥沃,它的密度越小。
②播种前选种也用到密度,把要选的种子放在水里,饱满健壮的种子由于密度大而沉到水底,瘪壳和杂草种由于密度小而浮在水面上。
(2)工业
有些工厂用的原料往往也根据密度来判断它的优劣。例如:有的淀粉制造厂以土豆为原料,土豆含淀粉量的多少直接影响淀粉的产量。一般来说含淀粉量多的土豆密度较大,所以通过测定土豆的密度不仅能判断出土豆的质量,还可以由此估计淀粉的产量。在铸造厂的生产中也用到密度,工厂在铸造金属物体前,需要估计熔化多少金属注入仿型的模子里比较合适,这时就需要根据模子的容积和金属的密度,计算出需熔化的金属量,以避免造成浪费。
2.密度与温度:温度能改变物质的密度。
(1)气体的热胀冷缩最为显著,它的密度受温度的影响也最大。
(2)一般固体、液体的热胀冷缩不像气体那样明显,因而密度受温度的影响比较小。 (3)并不是所有的物质都遵循“热胀冷缩”的规律。如:4℃的水密度最大。 3.密度的应用 (1)鉴别物质。
(2)计算不能直接称量的庞大物体的质量,m=ρV。 (3)计算不便于直接测量的较大物体的体积,V=m/ρ。
(4)判断物体是否是实心或空心。判断的方法通常有三种:利用密度进行比较;利用质量进行比较;利用体积进行比较。
五、浮力(阿基米德原理)
1.当物体浸在液体或气体中时会受到一个竖直向上托的力,这个力就是浮力。 2.一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。 3.浮力=物体重-物体在液体中的弹簧秤读数,即F浮=G-F′
4.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。用公式表示为;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。
六、浮力的应用
浮力与物重的关系 液体密度与物体密度 物体运动状态 1.浸在液体中物体的浮沉条件
(1)物体上浮、下沉是运动过程,此时物F浮>G物 ρ液>ρ物 物体上浮 体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底
F浮 如右表: F浮=G物 ρ液=ρ物 物体悬浮在液体中任何深度处 (2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于 物体所处状态 浮力与物重的关系 液体密度与物体密度的关系 重力,在平衡力的作用下静止不动。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。悬浮是物体漂浮 F浮=G物 ρ液>ρ物 浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。 悬浮 F浮=G物 ρ液=ρ物 如右表: 沉底 F浮 (1)轮船 ①原理:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积增大,从而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水面上。 ②排水量:轮船满载时排开的水的质量。 (2)潜水艇 原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水、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:气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气),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。 3浮力的计算方法:①称量法:F浮=G-F拉 ②平衡法:F浮=G物(悬浮或漂浮) ○3压力差法:F浮 =F向上-F向下 ○4阿基米德原理法:F浮=G排=ρ液gV排 第八章 压强 一、压强 1.压强:(1)压力: ①产生原因:由于物体相互接触挤压而产生的力。②压力是作用在物体表面上的力。③方向:垂直于 受力面。 ④压力与重力的关系:力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于重力。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力。 (2)压强是表示压力作用效果的一个物理量,它的大小与压力大小和受力面积有关。 (3)压强的定义:物体单位面积上受到的压力叫做压强。 (4)公式:P=F/S。式中P表示压强,单位是帕斯卡;F表示压力,单位是牛顿;S表示受力面积,单位是平方米。 22 (5)国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1Pa=lN/m,其物理意义是:lm的面积上受到的压力是1N。 2.增大和减小压强的方法 (1)增大压强的方法:①增大压力:②减小受力面积。(2)减小压强的方法:①减小压力:②增大受力面积。 二、液体压强 1.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.液体压强的大小 (1)液体压强与液体密度和液体深度有关。 3 (2)公式:P=ρgh。式中,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/m);h表示液体深度,单位是米(m)。 3.连通器——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。 三、大气压强 1.大气压产生的原因: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。 2.大气压的测量——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,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。 335 (2)计算大气压的数值:P0=P水银=ρgh=13.6X10kg/mX9.8N/kgX0.76m=1.013x10Pa。所以,标准大气压 5 的数值为:P0=1.013Xl0Pa=76cmHg=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。 (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。 (5)这个实验利用了等效替换的思想和方法。 3.影响大气压的因素:高度、天气等。在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。 4.气压计——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)。 5.大气压的应用:抽水机等。 四、液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。 2.飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、压强大。机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。 第九章 机械与人 一、杠杆 1.杠杆 (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)。 2.杠杆的平衡条件 (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3动力臂=阻力3阻力臂,即:F1l1=F2l2 3.杠杆的应用 (1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆,省力但费距离。 (2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆,费力但省距离。 (3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆,既不省力也不费力。 二、滑轮的应用 1.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。 2.动滑轮 (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