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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:
1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=9.8N/kg,
物理意义:
在地球上,质量为1千克的物体受到的重力是9.8牛顿.
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,*(与它所处的状态无关)
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
8.1牛顿第一定律(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.(掌握该实验原理)
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…….
8.2二力平衡
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.(同体、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.
2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.
8.3摩擦力
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摩擦力的分类:
A、滑动摩擦力B静摩擦力、C滚动摩擦力
4影响滑动摩擦力大小的因素:
压力的大小和接触面的粗糙程度.(与匀速运动速度和接触面积的大小无关)
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)
在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时(如下图所示),应使木块在弹簧测力计的拉力作用下做____________运动,此时拉力与摩擦力是____________(相等/不等).
第一次:
把木块水平放在长木板上,用弹簧测力计水平拖拉木块,使木块做匀速直线运动(如图甲),读出弹簧测力计的示数,并记入下表中:
第二次:
把木块侧放在长木板上,用同样的方法拉木块(如图乙),记下相应的示数;
第三次:
把木块放在铺上毛巾的长木板上,再用同样的方法拉木块(如图丙),记下相应的示数.
实验次数
木块对木板的压力/N
弹簧测力计的示数/N
滑动摩擦力/N
1
20
4.0
2
30
5.0
3
7.0
(1)请你帮助他填全表格内的数据;
(2)比较第1、2两次实验数据,得出结论(3)比较第1、3两次实验数据,得出结论:
_.
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、减少压力B.减少接触面的粗糙程度;
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
9.1、压强:
㈠压力
垂直作用在物体表面的力叫压力.2、方向:
垂直于接触面指向被压物体
3、作用点:
作用在受力面上4、大小:
只有当物体在水平面上自然静止时,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、压强:
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
1N/m意义:
表示物体(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
8,、实验:
探究影响压力作用效果的因素
(1)实验中通过观察来判断压力的作用效果明显和不明显;
(2)本实验用的物理研究方法是;
(3)通过比较甲、乙两图可以得出的实验结论是:
当一定时,,压力的作用效果越;
(4)通过比较乙、丙两图可以得出的实验结论是:
9.2、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.
9.3、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=1.013×
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)
9.4、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
10.1浮力(F浮)
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.
10.2阿基米德原理
1.实验:
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;
3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.
2.内容:
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.
3.公式:
F浮=G排=ρ液gV排
4.从阿基米德原理可知:
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.
10.3物体的浮沉条件及应用:
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>
悬浮
F浮=G物
ρ物=ρ液
漂浮
V排<
V物
2.浮力的应用
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
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:
物体的质量和物体运动的速度.质量相同的物体,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:
物体的质量和被举的高度.质量相同的物体,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:
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、自然界中可供人类利用的机械能源有水能和风能.大型水电站通过修筑拦河坝来提高水位,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
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:
天平.许多称质量的秤,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:
和重物一起移动的滑轮.(可上下移动,也可左右移动)
动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.
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
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.
W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总
斜面:
W有用=Gh
2、额外功:
并非我们需要但又不得不做的功.
W额=W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)
W额=fL
3、总功:
有用功加额外功或动力所做的功
W总=W有用+W额=FS=
W总=fL+Gh=FL
4、机械效率:
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.