上海公共租赁住房官网:人教版初中物理中考复习提纲(11—16)
来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/05/09 17:52:54
一、宇宙和微观世界
一、宇宙是由物质组成的
1、宇宙是是一个有层次的天体结构系统。
⑴月球是人类赖以生存的地球的唯一一颗卫星。
⑵水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,八大行星还有若干小行星、慧星等天体围绕在太阳周围运行。
⑶太阳系置身于银河系之中,太阳只是银河系中几千颗恒星中的一员。
⑷在浩瀚的宇宙中银河系只是数十亿个星系中的一个,银河系非常巨大,一束光穿越银河系需要十万年的时间。
2、地球及其他一切天体都是由物质组成的,物质处于不停的运动和发展中。
二、固态、液态、气态的微观模型:
1、物质是由分子组成的
任何物质都是由极其微小的粒子组成的这些粒子保持了物质原来的性质,我们把它们叫做分子。如果把分子看成是球形的,一般分子的大小只有百亿分之几,通常发10-10m做单位来量度。
2、物质的三种状态:每一种物质一般都有固态、液态、气态三种状态,物质处于不同状态时物理性质一般不同。
固态物质中,分子的排列十分紧密,分子间有强大的作用力,分子来回振动,但位置相对稳定。因此,固体具有一定的体积和形状。
液态物质中,分子没有固定的位置,运动比较自由,粒子间的作用力比固体小。因此,液体有一定的体积,没有确定的形状,具有流动性。
气态物质中,分子极度散乱,间距很大,并以高速向四面八方运动,粒子之间的作用力很小,易被压缩。因此,气体没有一定的体积和形状,具有很强的流动性。
3、物质的状态发生变化时体积发生变化。多数物质从液态变为固态时体积变小(水除处,水结冰时体积变大);液态变为气态时体积会显著增大。物质的状态变化时体积发生变化,主要原因是由于物质的分子在排列方式上发生了变化。
三、原子及其结构
分子是由原子组成的,原子是原子核和电子组成的。原子核又由更小的微粒质子和中子组成,而质子和中子由更小的夸克组成。
五、纳米科学技术。
纳米是一个长度单位,1nm=10-9m。纳米科学技术是纳米尺度内的科学技术,研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子。用纳米制成的产品可具有超微的结构、超强的功能和超乎寻常的使用价值。
二、质量
一、质量
1、质量
⑴定义:物体所含物质的多少叫做质量。通常用字母m表示。
⑵质量是物体本身的一种属性。物体的质量不随物体的形状、状态和位置的改变而改变,质量也不受温度的影响。
2、单位:基本单位是千克(kg),常用单位有克(g)、毫克(mg)、吨(t)。
换算关系:1kg=103g 1mg=10-3=10-6kg 1t=103kg
3、
二、质量的测量:
1、生活中测量质量的常用工具:案秤、台秤、杆秤、磅秤、电子秤等。
2、实验室常用的测量工具是托盘天平。其使用时的原则是:调时不称、称时不调、调好不动、动后再调。
三、天平的使用方法:二十四个字:水平台上,游码归零,横梁平衡,左物右砝,先大后小,横梁平衡。
1、调节方法:把天平放在水平台面上,把游码置于标尺左端的零刻度线上,调节横梁上的平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处(或指针在中线两侧摆动的幅度相等),这时横梁平衡。
2、使用方法:天平横梁平衡后,:把被测物体放在左盘里,用镊子向右盘里加减砝码,并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡。这时右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上的示数就等于被测物体的质量。(加砝码时要“先大后小”,加减最小砝码不能平衡时就移动游码,读数时也是先大后小再游码)
3、注意事项:
⑴天平铭牌上的“称量”和最小感量,即指天平所能称的物体的最大质量和最小质量,超过称量和最小感量的物体均不能直接称量。
⑵向天平盘中加减砝码时要用镊子夹取,不能用手直接接触砝码,并且要轻拿轻放。
⑶天平和砝码应存放在干燥、清洁的地方,不能砝码弄湿弄脏。
⑷潮湿的物体和化学药品不能直接放入天平盘中测量。
⑸已调节好的天平,当移到不同台面时,应重新调节横梁平衡,方可测量。
4、测量液体质量的方法:先调节天平横梁使之平衡,将烧杯放在天平的左盘,测出其质量为m,向烧杯中倒入被测液体,测出总m总,则被测物体的质量为m液=m总-m
5、当被测物体的质量小于天平的感量时,可以用累积法测较小物体的质量。如要确定一枚大头针的质量,可先测出多枚这样的大破大头针的质量,然后取其平均值即可。
三、密度
一、探究同种物质的质量和体积的关系(课本P14)
1、提出问题:同一种物质,体积越大质量越大,如果体积增大到原来的2倍,质量也会增大到原来的2倍吗?也就是说同一种物质的质量和它的体积成正比吗?
2、猜想与假设:同一种物质的质量和它的体积可能成正比。
3、设计并进行实验:取大小不同的若干铝块,分别用天平测出它们的质量,用直尺测出边长后计算出体积,在方格纸上描点作出图像。
4、探究结论:同一种物质的质量和它的体积成正比。
二、密度
1、密度的概念
⑴定义:单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度。通常用字母ρ表示。
⑵物理意义:密度是物质的一种特性,它表示“同种物质的质量与体积的比值是一定的”这一特征。同种物质的密度相同,物体的密度与物体的质量、体积、形状以及运动状态无关,密度随温度、压强、状态等改变而改变。不同物质密度一般不同。
3、公式:ρ=m/V
4、基本单位:kg/m3,常用单位:g/cm3。换算关系:
5、物理意义:如,水的密度为1.0×
6、理解密度公式。
⑴同种材料,同种物质,ρ不变,m与V成正比;当物体的体积增大到几倍时,它的质量也就增大到几倍,而质量跟体积的比值保持不变,物质的密度
⑵质量相同的不同物质,体积与密度成反比,;
体积相同的不同物质,质量与密度成正比,
三、密度的应用
1、鉴别物质种类:求出密度,对照密度查找物质的种类。
2、求质量
,利用这个公式根据物体的体积和密度可以计算不能直接测量的庞大物体的质量。
3、求体积
,利用这个公式根据物体的质量和密度可以计算不能直接测量的较大物体的体积。
4、判断物体是实心还是空心:⑴比较密度,⑵比较质量,⑶比较体积。
四、测量物质的密度
一、量筒的使用
1、量筒的作用:量筒可直接测量液体的体积,也可以利用“排水法”来间接测量固体的体积,量筒的单位是mL,1mL=
2、量筒的使用方法:⑴作用量筒时要放在水平桌面上;⑵弄清量筒的量程和分度值;⑶读数时,视线要和凹面的底部相平。
二、固体体积的测量
1、形状规则的固体:利用刻度尺测出相关数据(如长方体的长、宽、高),再利用体积公式求出体积。
2、形状不规则且ρ物>ρ水的固体(被测物体不溶于水)
⑴对于较小的固体:先在量筒中放入适量的水,读出其体积V1;用细线将物体系好后,浸没在量筒内的水中,读出此时水和固体的总体积V2;固体的体积为V=V1-V2,这就是排水法。
⑵若固体体积过大或无法放入量筒内,可借助溢水杯来测量。在溢水杯中先盛满水,再将固体全部浸没在水中,同时将溢出的水接到量筒中,则固体体积就等于量筒内水的体积,即V固=V水。
3、形状不规则且ρ物<ρ水的固体(被测物体不溶于水)
密度小于水的密度的物体,不能沉入水中,可采用“针压法”或“助沉法”测量。
⑴针压法:物体漂浮在水面上,可用细长的针将其压入水中,由于针较细,它所撩开的水的体积可忽略不计,分别读出V水和V总,则V物=V总-V水。
⑵助沉法:用密度圈套的物体当“助沉物”,用一定长度的细线系在被测物体下方,如右图所示,分别读出V1和V2,则V物=V2-V1。
三、测量物质的密度:
1、实验原理:,用天平测物体的质量,用量筒测物体的体积利用公式计算出密度大小。
2、测量物质密度的方法
⑴测密度大于水的固体的密度,其实验步骤是:
A、调节天平,用天平测出物体的质量m ;
B、用量筒采用排液法,测出物体的体积V;具体作法是:在量筒内盛有一定量的水,读出体积V1,用细线系好物体,浸没在量筒中,读出总体积V2;物体的体积V=V2-V1。
C、用密度公式计算出物质的密度。
⑵测液体的密度,其实验步骤是
A、调节天平,用天平测出液体和烧杯的总质量m1;
B、把烧杯中的液体倒入量筒中一部分,读出量筒内液体的体积V;
C、用天平测出烧杯和杯中剩余液体的质量m2 ;
D、液体的密度。
⑶测密度小于水的固体的密度,实验步骤如下:
A、调节天平并测出物体的质量m
B、用沉坠法测出物体的体积,具体作法是:在量筒内倒入适量的水放入铁块如图甲所示,记下水面达到的刻线位置V1,再将样品跟物体系在一起沉入水中,记下此时水面达到刻线位置V2,如图乙所示,则样品的体积V=V2-V
四、探究:测量盐水和形状不规则塑料块(不吸水)的密度(课本P19)
1、测量盐水的密度
⑴实验器材:天平、量筒、烧杯、盐水
⑵实验步骤:
①调节好天平,用天平测出盐水和烧杯的总质量m1;
②把烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,读出量筒内盐水的体积V;
③用天平测出烧杯和杯中剩余盐水的质量m2 ;
④计算盐水的密度。
⑶记录表格
烧杯和盐水的总质量m1(g)
剩余盐水和烧杯和总质量m2(g)
盐水质量m(g)
盐水的体积V(mL)
盐水的密度ρ(g/cm3)
2、测量形状不规则塑料块(不吸水)的密度
⑴实验器材:天平、量筒、水、针、塑料块
⑵实验步骤:
①调节好天平,用天平测出塑料块的质量m;
②在量筒内倒入适量的水,记录水的体积V1;
③将塑料块放入量筒中,用针尖将其完全压入水中,记录总体积V2;
④计算塑料块的密度。
五、密度与社会生活
一、温度与密度
1、物体的密度与温度的关系
一般物体在温度升高时膨胀,在温度降低时收缩,根据可知,当一定m时,V增大,ρ减小;V减小,ρ增大,即一般物体温度升高时,密度变小;温度降低时,密度变大。
气体的热胀冷缩最为明显,它的密度受温度的影响最大。固体、液体的密度受温度的影响较小。
2、应用——风的形成
⑴形成:风就是空气的流动,它是由于气体密度发生变化而引起的。。受热多的地区温度高,空气因膨胀密度变小而上升,则该地方气体稀薄,周围的冷空气过来补充,这就形成了风。
⑵利用:风力发电、取水、灌溉、麿面、推动帆船、滑翔机等。
3、特例——水的反常膨胀
⑴4℃的水密度最大。高于4℃时,水跟其他物体一样热胀冷缩;在0~4℃之间,水却是热缩冷胀,因此4℃的水无论是温度升高或降低,体积都增大,密度都减小。
⑵水凝固成冰时,密度变小,体积变大。
二、密度与物质鉴别
1、鉴别物质的种类
由于不同物质的密度一般不同,所以测量出物质的质量和体积,根求出其密度,再查密度表进行对照,就可以判断出是哪种物质。要准确的鉴别物质需多种方法并用。
2、密度密度与材料
⑴强度大、密度小的材料(合金或玻璃钢)在交通和航空航天事业中的应用;
⑵密度小的材料在包装、装饰中的应用 ;
⑶在新材料(纳米材料、记忆合金等)研发过程中,密度仍然是科学家研究的核心问题之一。
一、运动的描述
一、机械运动
1、在物理学中,把物体位置的变化叫做机械运动。机械运动是宇宙中最普遍、最简单、最基本的运动形式。
2、判断物体是否做机械运动,关键是看这个物体相对于另一个物体有没有位置的变化。也就是说至少要有两个物体才能判断物体是否做机械运动。
二、参照物
1、定义:描述物体的运动,判断一个物体的运动情况(是运动,还是静止),需要选定一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物。
参照物是我们假定不动的物体。也就是说参照物本身可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选作参照物的物体,我们假定它是静止的。研究地面上的物体的运动情况,一般选择地面为参照物。
2、物体运动状态的判断:判断物体是运动还是静止的,就看该物体相对于参照物是否发生位置的改变,如果位置变化了,该物体是运动的;如果位置没有变化,则该物体是静止的。
参照物的选取是任意的,但是要使运动的描述简单。不能选择所研究的对象本身作为参照物。
三、运动和静止的相对性
1、运动是绝对的:一切物体都在运动。
2、静止是相对的:所谓静止是指它相对于参照物的位置没有发生变化,实际上它也是运动的,只是它与参照物的运动快慢及方向相同,绝对静止的物体是没有的。
3、对运动状态的描述是相对的,我们平常所说的运动和静止都是相对于所选的参照物而言的,选取的参照物不同,对于同一物体的描述也不一定相同。同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物。
二、运动的快慢
一、速度
1、比较物体运动快慢的方法:⑴相同时间比路程;⑵相同路程比时间。
2、速度
⑴定义:速度等于运动物体在单位时间内通过的路程。用v表示。
⑵物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量。
⑶公式:v=s/t(v表示速度,s表示路程,t表示时间)
⑷单位及其换算关系:基本单位:米/秒(m/s),常用单位是千米/小时(km/h),它们之间的换算关系是1m/s =3.6km/h。
二、匀速直线运动
1、定义:物体沿着直线快慢不变的运动叫做匀速直线运动。
2、匀速直线运动的特点:
⑴匀速直线运动是运动状态不变的运动,是最简单的机械运动。
⑵在整个运动过程中,物体的运动方向和运动快慢(即速度)都保持不变。
⑶在任意一段相等的时间和任何一段路程内,速度都是相等的。
3、物体做匀速直线运动时其速度是一个定值,与路程的大小和时间的长短无关,所以不能将v=s/t理解为v与 s成正比,与t成反比。
三、变速运动及平均速度
1、定义:物体运动速度变化的运动叫变速运动。
2、平均速度
⑴物理意义:粗略地表示做变速直线运动的物体在一段路程上或一段时间内的运动快慢。
⑵计算公式:v=s/t,其中s是物体通过的某一段路程,t是物体通过这一段路程所用的时间,求出的v就是物体通过这一段路程的平均速度。
三、长度、时间及其测量
一、国际单位制
1、单位:测量某个物理量时,用来进行比较的标准叫做单位。
2、国际单位制:国际计量组织制定的一套国际通用的单位,叫国际单位制,简称SI。国际单位制都是选取自然界中比较稳定、世界各国人民都能接受的事物为标准。
二、长度的测量
1、长度的单位及其换算关系
⑴国际单位是米(m),常用单位有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)。
⑵换算关系:1km=1000m=103m 1dm=0.1m=10-1m 1cm=0.01m=10-2m
2、测量工具
常用工具:刻度尺(如皮尺、卷尺、学生用尺等)。
精确测量工具:游标卡尺、螺旋测微器、激光测距仪等。
3、刻度尺的使用方法
⑴认:①认清量程;②认清分度值。
⑵选:根据测量要求选择适当分度值和量程的刻度尺。
⑶放:把刻度尺零刻度或某一整数值刻度线对齐被测物体的起始端,刻度尺的刻度线要紧贴被测物体,刻度尺的位置要放正,不能歪斜。不利用磨损的零刻线。(用零刻线磨损的刻度尺测物体时,应另选某一刻度线为“零点”,与被测物体的起始端对齐,读数时要减去“零点”前的数字)
⑷看:读数时视线要与尺面垂直,不要歪斜。
⑸读:读数时,要估读到分度值的下一位。
⑹记:记录测量结果应注明单位,一个正确的测量结果包括三部分:准确值、估计值和单位。
三、测量长度的特殊方法:
1、累积法(测多算少法):对于无法直接测量的微小量的长度,可把多个相同的微小量放在一起测量,再将测量结果除以被测量的个数,就可得到一个微小量的长度。
2、棉线法(化曲为直法):测量曲线长度时,可让无伸缩性的棉线与曲线完全重合,做好两端的标记,然后肥线轻轻拉直,用刻度尺测出长度就是曲线的长度。
3、滚轮法:用已知周长的滚轮在待测的较长的直线或曲线上滚动,记下滚动的圈数,则被测长度等于圈数乘以周长。
4、取样法(化整为零法):适用于不便对研究对象的整体进行直接测量的场合。方法是先测出“样品”的长度,再根据比例将整体算出来。
5、纸带重叠法:用于测圆柱体的周长。将纸带平行于圆柱体的横截面紧紧围住圆柱体,在纸带重叠处用大头针扎一小孔,展开纸带,用刻度尺测出两孔间的距离即为圆柱体的周长。
6、替代法:当一个物体的长度无法直接测量量,可用与它长度相等的物体来代替,比如用刻度尺和两块三角板测球的直径、硬币的直径等。
四、时间的测量
1、时间的单位及其换算关系
⑴基本单位:秒(s);常用单位:小时(h)、分(min)。
⑵换算关系:1h=60min=3600s 1min=60s
2、测量工具:
⑴常用工具:机械钟、石英钟、电子表等。
⑵实验室常用停表来测量时间。
3、停表的使用方法:使用前先上好发条并校正零点;弄清大圆周和小圆周每大格、每小格表示的时间;大拇指第一次按按钮,指针开始走动,计时开始,随即放手让按钮自行弹回;第二次按按钮,停止走动,停表指示的是两次按按钮之间的时间,等于分针和秒针所示的示数之和;第三次按按钮时,秒针和分针都弹回零点。
五、误差
1、误差的定义:测量值和真实值之间的差异叫误差。其中物体的真实长度叫真实值。
2、误差产生的原因:
⑴测量仪器精密程度不够,或测量方法不够完善等原因造成误差。
⑵测量人读数时估计造成的。读数时要估读到分度值的下一位,而用眼睛不可能估计得非常准。
3、减小误差的方法:减小误差最常用的方法是多次测量求平均值;此外还可以采用更精密的测量工具;改进测量方法等措施来减小误差。
4、误差只能减小而不能避免,而错误是由于不遵守测量仪器的使用规则和主观粗心造成的,是能够避免的。
四、力
一、 力的作用效果
1、力可以改变物体的运动状态
⑴力作用在物体上可以使物体的运动状态发生改变,物体运动状态的改变包括两个方面:物体运动方向的改变和物体运动速度的改变。
⑵物体运动状态的改变可分为以下几种情况:①由静止变为运动;②由运动变为静止;③运动方向不变,速度大小发生改变;④速度大小不变,运动方向改变;⑤运动方向和大小同时改变。
2、力可以改变物体的形状。
二、力的三要素和力的示意图
1、力的符号和单位
⑴在物理学中,用字母F来表示力。
⑵力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。
2、力的三要素:力的大小、方向、作用点。
3、力的示意图:
⑴在物理学国通常用一条带有箭头的线段来表示力: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,这种表示力的方法叫做力的示意图。
⑵画力的示意图的步骤:①在受力物体上确定力的作用点;②确定力的方向并从力的作用点沿力的方向画一条线段;③在线段的末端画上箭头表示力的方向;④在箭头旁边标出力的符号和大小。(力的作用点一定要画在受力物体上,在同一个图中,力越大线段越长,也可用线段的终点表示力的作用点)
三、力的概念
1、力是物体对物体的作用:一个物体对另一个物体施加拉、提、压等作用时,另一个物体就会受到这种作用,施加这种作用的物体叫做施力物体,受到这种作用的物体叫做受力物体,一个力总是跟两个物体相联系,如果离开物体是不可能有力的作用的。(不接触的物体也能发生力的作用)
2、物体间力的作用是相互的: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,因此受力物体与施力物体是相对的,一个物体是施力物体,同时也是受力物体。相互作用力在任何情况下都是大小相等,方向相反,作用在同一个物体上。两物体间的相互作用力同时产生,同时消失。
五、牛顿第一定律
一、维持运动需要力吗?探究:阻力对运动的影响(伽利略斜面实验,课本P45)
1、提出问题:物体在不受力的作用时会怎样运动?
2、猜想与假设:猜想1:物体在不受力的作用时会做匀速直线运动;猜想2:物体在不受力的作用时会越来越慢,最后停下来。
3、设计并进行实验:如课本P45图12.5-3所示,根据控制变量法,让小车从斜面同一高度滑下,分别在毛巾表面、、棉布表面、木板表面上运动,观察在不同平面上小车运动情况有何不同。这里让小车从斜面同一高度滑下的目的是使小车到达平面时的初速度相同。
实验器材:小车、斜面、毛巾、棉布、木板。
实验步骤:①让小车从斜面顶端滑下,滑到铺有毛巾的水平面上,观察小车的运动情况,并记录小车前进的距离。
②让小车从斜面顶端滑下,滑到铺有棉布的水平面上,观察小车的运动情况,并记录小车前进的距离。
③让小车从斜面顶端滑下,滑到铺有木板的水平面上,观察小车的运动情况,并记录小车前进的距离。
4、分析与论证:小车运动的远近不同是因为小车在不同表面的受到的阻力不同。由此可知物体运动状态的改变与物体所受的力有关。如果物体不受力,物体的运动状态就不会发生改变,故在光滑的水平面上运动的小车将永远不会停下来。
5、实验结论:平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到的摩擦力越小,速度减小得越慢。
⑸推论是:如果运动物体不受力,它将以一个恒定的速度永远运动下去。
二、牛顿第一定律
1、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,这就是牛顿第一运动定律。(一切物体说明对所有物体都适用,没有例外;或指两种状态必属其一,不能同时存在,原来静止的保持静止,原是运动的保持运动)
2、物理意义
⑴牛顿第一定律揭示了力和运动的关系:物体不受力时,将保持原来的静止状态或匀速直线运动状态;而物体受力不为零时,运动状态将会改变。从这一层面理解,牛顿第一定律揭示了“力”的本质:力不是维持运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。如果物体运动状态发生了改变,则物体一定受到了力的作用。
⑵牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步推理而概括出来的,且经受住了实践的检验所以已成为大家公认的力学基本定律之一。但是,我们周围不受力是不可能的,因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。
三、惯性
1、定义:物体保持运动状态不变的特性叫做惯性。由牛顿第一定律可知:一切物体都有保持原有运动状态的特性,所以牛顿第一定律又叫惯性定律。
2、对惯性的理解:
⑴惯性是指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质,也就是说静止的物体具有保持静止的性质,运动的物体具有保持匀速直线运动的性质。
⑵一切物体在任何情况下都具有惯性。
⑶惯性是自然界中一切物体固有的属性。不能把惯性说成是“受惯性的作用”或“惯性力”,而应该说“由于惯性”。
⑷惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关。
3、惯性现象
⑴物体由于具有惯性而表现出来的现象叫做惯性现象。
⑵惯性现象的分析过程:物体原来的运动状态→与力相关联的部分运动状态的改变情况→另一部分因惯性而保持的运动状态。
4、人们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害。
六、二力平衡
一、平衡力和平衡状态
1、平衡状态:物体保持静止状态或匀速直线运动状态平衡状态。牛顿第一运动定律告诉我们一切物体不受外力作用时,物体就处于平衡状态,牛顿第一定律描述的是一种理想情况,实际生活中不受力的物体是不存在的。
2、平衡力:物体受到两个力或多个力的作用时,如果仍处于平衡状态,我们就说这几个力是平衡力。
二、二力平衡
1、二力平衡:如果物体在受到两个力的作用时,处于静止状态或匀速直线运动状态,即处于平衡状态,我们就说这两个力平衡,称为二力平衡。
2、探究:二力平衡的条件(课本P48)
⑴提出问题:二力平衡的条件是什么?
⑵制定计划与设计实验:让物体受到两个力且处于平衡状态,观察二力的大小、方向、作用点,从而确定二力平衡的条件。
⑶实验器材:滑轮两个、砝码、两个小盘、小车、细绳、光滑桌面。
⑷实验步骤:
①如课本P48图12.6-1所示,把小车放在光滑的水平桌面上,向两端的小盘里加砝码,当小车静止时,观察两盘中砝码的数量。
②改变其中一边盘子的砝码的质量,使木块受到的力大小不等,观察小车的运动状态。
③将一边盘子的砝码移到另一边使木块受到的力方向相同,观察小车的运动状态。
④保持两盘中砝码质量相等,把小车扭转一个角度,使小车受的力不在同一直线上,观察小车的运动状态,当小车静止时观察拉力F1和F2的方向。
⑵结论:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。即二力平衡的条件:作用在同一个物体上、大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。(同体、等大、反向、共线)
3、二力平衡条件的应用:力的平衡在日常生活中有许多实际应用,应会根据平衡状态,找出平衡力;根据物体受力情况,判断它是否处于平衡状态。
5、平衡力与相互作用力异同点:
平衡力
相互作用力
相同点
1
大小相等
大小相等
2
方向相反
方向相反
3
作用在一条直线上
作用在一条直线上
不同点
1
作用在同一个物体上,作用效果是使物体保持平衡
分别作用在两个物体上
2
可以是不同性质的力
一定是相同性质的力
3
没有时间关系
同时产生,同时消失
三、力与运动的关系
1、物体不受力或受平衡力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即运动状态不变。
⑵物体受非平衡力作用时,运动状态一定发生改变。
2、同一直线上二力的合成
⑴同一直线上,方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之和,方向跟这两个力的方向相同。
⑵同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之差,方向跟较大的那个力的方向相同。
一、弹力 弹簧测力计
一、弹力
1、形变:物体形状或体积的改变叫形变。
2、弹性:弹簧、橡皮盘、直尺等受力会发生形变,不受力时又恢复到原来的形状,物体的这种特性叫弹性。
3、塑性:有些物体发生形变后不能自动恢复原来的形状,物体的这种特性叫塑性。
4、弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力。弹力的大小与弹性形变的大小有关。弹力也是一种很常见的力。并且任何物体只要发生弹性形变就一定会产生弹力。而日常生活中经常遇到的支持物的压力、绳的拉力等,实质上都是弹力。
二、弹簧测力计
1、原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比。
2、探究:弹簧测力计的使用(课本P53)
⑴使用前:①认清要看清量程和分度值;②观察指针是否在零位置,若没有,要把指针调到零刻度线的位置;③将弹簧测力计的挂钩来回拉动几次,看弹簧是否卡壳。
⑵测量时:①所测的力不能超过弹簧测力计的量程;②要使弹簧测力计的弹簧伸长方向跟所测力的方向在同一条直线上,弹簧不要靠在刻度盘上;③读数时,视线应垂直于刻度面。
二、重力
一、重力
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、重力由于地球的而使物体受到的力叫做重力。施力物体:地球。
二、重力的大小
1、重量:物体所受重力的大小通常叫做重量。
2、重力大小的测量::物体所受重力的大小可以用弹簧测力计来测量。让弹簧测力计保持竖直状态,物体静止时,弹簧测力计的示数F等于物体的重力G。原理是:物体静止时受到弹簧测力计的拉力F与物体的重力G是一对平衡力,即:F=G。
3、探究:重力的大小跟什么因素有关
⑴实验方法:用弹簧测力计测出不同质量的钩码所受的重力。
⑵记录表格:
质量m/kg
重力G/N
⑶实验结论:物体所受的重力跟它的质量成正比。重力与质量的比值大约是9.8N/kg。
4、公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,其物理意义是质量为
三、重力的方向
1、重力的方向总是竖直向下的。
2、应用:利用重力的方向是竖直向下的可以制成重垂线,检查墙壁是否竖直或物体表面是否水平等。
四、重力的作用点──重心
1、重心的概念:重力在物体上的作用点叫重心。
2、重心的位置:跟物体的形状和质量分布有关。质地均匀外形规则物体的重心,在它的几何中心上。如均匀细棒的重心在它的中点,球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点。
三、摩擦力
一、摩擦力
1、定义:两个互相接触的物体,当它们做相对运动或有相对运动的趋势时,在接触面上产生一种阻碍相对运动相对运动趋势的力就叫摩擦力。用f表示。
2、产生条件:⑴两物体相互接触并发生相互;⑵接触面不光滑;⑶要发生或已经发生相对运动。
3、方向:与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
4、作用点:在接触面上。
二、摩擦力的种类
1、静摩擦力:两个互相接触的物体,当它们要发生而尚未发生相对运动时,在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的摩擦力叫静摩擦力。
2、滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滑动时,在接触面上产生的阻碍相对运动的摩擦力叫滑动摩擦力。
3、滚动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滚动时,在接触面上产生的摩擦力叫滚动摩擦力。
三、探究:摩擦力的大小与什么因素有关(课本P60)
⑴提出问题:在地面上推箱子时,发现有时省力,有时费力,这是因为摩擦力大小不同的缘故,那么摩擦力的大小与什么因素有关呢?
⑵猜想与假设:影响摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受在压力;②接触面的粗糙程度。
⑶设计并进行实验:①如课本P60图13.3-2甲所示,把木块放在第木板上,用弹簧测力计沿水平方向缓慢匀速拉动木块,此时弹簧测力计的示数即为木块与木板之间的滑动摩擦力。②如课本P60图13.3-2乙所示,在木块上加一砝码,再匀速拉动木块,记下弹簧测力计的示数,并与步骤①中弹簧测力计的示数相比较。③如课本P60图13.3-2丙所示,在水平长木板上,垫上棉布或毛巾,再匀速拉动木块,记下弹簧测力计的示数,并与步骤①中弹簧测力计的示数相比较。
⑷探究结论:滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关。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。
⑸探究指导:该实验的测量原理是二力平衡。该研究采用了控制变量法。实验时要匀速拉动木块,目的是使弹簧测力计对物体的拉力与摩擦力是一对平衡力。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。
四、增大和减小摩擦的方法
1、增大有益摩擦的方法:⑴增大压力;⑵增大接触面的粗糙程度。
2、减小有害摩擦的方法:⑴减小压力;⑵减小接触面的粗糙程度;⑶用滚动摩擦代替滑动摩擦;⑷使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬浮)。
四、杠杆
一、杠杆
1、定义:在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。“硬”是指比较坚硬且受力后不易变形;“棒”不一定是直的,可以是弯曲的,也可以是任意形状的。一根硬棒要成为杠杆应具备两个条件:⑴要有力的作用;⑵能绕固定点转动。
2、杠杆的五要素
⑴支点:杠杆绕着转动的固定点。用字母O表示。
⑵动力:使杠杆转动的力。用字母F1表示。
⑶阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母F2表示。
说明:动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反。
⑷动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。
⑸阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。
注:画力臂方法:⑴找支点O;⑵画力的作用线(虚线);⑶画力臂(虚线,过支点垂直于力的作用线作垂线);⑷标力臂(大括号)。
二、杠杆的平衡条件
1、杠杆平衡:杠杆处于静止不动或或匀速转动。
2、探究杠杆的平衡条件(课本P65)
⑴提出问题:杠杆平衡时,动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在怎样的关系呢?
⑵猜想与假设: F1+ L1=F2+L2;F1×L1=F2×L2;F1×L2=F2×L1……
⑶设计并进行实验
实验器材:杠杆和支架、钩码、刻度尺、线。
实验步骤:
A:如课本图13.4-5所示,设计并组装好实验装置。调节杠杆两端的螺母,使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡。(这样做的目的是便于确定力臂。)
B:在杠杆的左右两边分别挂上数目不等的两串钩码,移动钩码悬挂的位置,使杠杆再次平衡。
C:记录并测量此时杠杆的动力F1、动力臂L1、阻力臂F2、阻力臂L2。
D、改变动力和阻力的大小,依照上述方法再做一次,将测得的两组数据填入下表。
⑷实验记录
实验序号
动力F1/N
动力臂L1/N
阻力F1/N
阻力臂L1/N
1
2
⑤实验结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。写成公式F1L1=F2L2。
三、杠杆的应用
名称
结构特征
特点
应用举例
省力
杠杆
动力臂大于阻力臂
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
费力、省距离
缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂
杠杆
动力臂等于阻力臂
不省力不费力
天平,定滑轮
五、其他简单机械
一、滑轮
1、滑轮:周边有槽,能够绕轴转动的小轮叫滑轮。因为滑轮可以看作是杠杆的变形,所以仍可以用杠杆原理来分析。根据使用情况的不同,滑轮可以分为定滑轮和动滑轮。
2、定滑轮:使用滑轮时,滑轮的轴固定不动,这种滑轮叫定滑轮。
3、动滑轮:使用滑轮时,滑轮的轴随物体一起运动,这种滑轮叫动滑轮。(可上下移动,也可左右移动)
4、探究:比较定滑轮和动滑轮的特点(课本P70)
⑴提出问题:①使用定滑轮、动滑轮是否省力(费力)?②使用定滑轮、动滑轮是否省距离(费距离)?③使用定滑轮、动滑轮是否能改变力的方向?
⑵猜想:定滑轮和动滑轮可能省力,也可能省距离……
⑶设计并进行实验:用如右图所示装置进行实验,绳子自由端的拉力由弹簧测力计直接读出;如图甲所示,钩码的重力由弹簧测力计直接测出;如图乙、丙所示,钩码上升的高度和绳子自由端移动的距离由刻度尺直接测出。分别使同一物体在不使用滑轮、使用定滑轮、使用动滑轮时匀速运动,记录整个过程用力的大小,物体移动距离及动力移动的距离,动力的方向,然后由数据分析得出结论。
实验器材:钩码两只、滑轮两只、弹簧测力计一只。
实验步骤:①如图甲所示测出钩码的重力;②如图乙所示安装定滑轮,让钩码匀速上升10cm,记录弹簧测力计的示数,拉力的方向及绳子自由端移动的距离。③如图丙所示安装动滑轮,让钩码匀速上升10cm,记录弹簧测力计的示数,拉力的方向及绳子自由端移动的距离。
实验记录
拉力大小(N)
物体提升10cm时绳子自由端移动的距离(cm)
拉力方向
不使用滑轮
使用定滑轮
使用动滑轮
⑷分析论证:将使用滑轮时所得实验数据与不使用滑轮时的数据相对比,验证两种滑轮省力、省距离的情况。
⑸实验结论:使用定滑轮不省力,也不费力,但能改变力的方向;使用动滑轮可以省一半的力,但不能改变力的方向,且费距离。
为了用力方便需要改变力的方向时,用定滑轮;为了省力用动滑轮。
5、定滑轮和动滑轮的实质:
⑴定滑轮实质上是一个等臂杠杆,支点在滑轮的轴上,动力臂和阻力臂都等于轮的半径,如右图甲所示,对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G。绳子自由端移动距离S(或速度v)=重物移动的距离S物(或速度v物);
⑵动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆,支点在动
滑轮的边缘上,其动力臂和阻力臂分别是轮的直径和半径,如右
图乙所示,不计轴间摩擦和动滑轮重力,则拉力F=G/2,若动滑轮重不能忽略,则拉力F=(G物+G动)/2;绳子自由端移动距离S(或速度v)=2倍的重物移动的距离S物(或速度v物)。
二、滑轮组
1、定义:由定滑轮与动滑轮组合在一起构成的装置叫做滑轮组。如右图所示。滑轮组既可以省力又可以改变力的方向,但在费距离。
2、省力情况:不计轮轴间的摩擦、绳重和动滑轮的重力,使用滑轮组匀速提升物体时,有几段绳子吊着动滑轮,提起物体所用的力就是物体重力的几分之一,即加在绳子自由端的拉力F与物体重力G的关系是F=G/n;若要考虑动滑轮的重力,则拉力F=(G物+G动)/n。绳子自由端移动距离s与物体上升高度h的关系是s=nh;绳子自由端移动速度v与物体上升速度v物的关系是v=nv物。(n为吊着动滑轮的绳子的段数)
注:吊着动滑轮的绳子段数包括系在动滑轮钩子上和绕过动滑轮的绳子。
三、轮轴和斜面
1、轮轴
⑴定义:由一个大轮的一个小轮组成的、能绕共同的轴线转动的简单机械叫做轮轴。通常将大轮叫做轮,小轮叫做轴。汽车方向盘、辘轳、卷扬机、螺丝刀都属于轮轴。
⑵实质:是一个可以连续转动的杠杆,支点在轮和轴的轴线上,如右图所示。
⑶特点:若动力加在轮上,阻力加在轴上,则两个力臂分别是轮半径和轴半径,由杠杆平衡条件可知
2、斜面:如右图所示,斜面是一种省力的简单机械。对于同样高度的斜面,斜面越长越省力。使用斜面可以省力,但要费距离。盘山公路、螺丝钉等可看成斜面。
五、其他简单机械
一、滑轮
1、滑轮:周边有槽,能够绕轴转动的小轮叫滑轮。因为滑轮可以看作是杠杆的变形,所以仍可以用杠杆原理来分析。根据使用情况的不同,滑轮可以分为定滑轮和动滑轮。
2、定滑轮:使用滑轮时,滑轮的轴固定不动,这种滑轮叫定滑轮。
3、动滑轮:使用滑轮时,滑轮的轴随物体一起运动,这种滑轮叫动滑轮。(可上下移动,也可左右移动)
4、探究:比较定滑轮和动滑轮的特点(课本P70)
⑴提出问题:①使用定滑轮、动滑轮是否省力(费力)?②使用定滑轮、动滑轮是否省距离(费距离)?③使用定滑轮、动滑轮是否能改变力的方向?
⑵猜想:定滑轮和动滑轮可能省力,也可能省距离……
⑶设计并进行实验:用如右图所示装置进行实验,绳子自由端的拉力由弹簧测力计直接读出;如图甲所示,钩码的重力由弹簧测力计直接测出;如图乙、丙所示,钩码上升的高度和绳子自由端移动的距离由刻度尺直接测出。分别使同一物体在不使用滑轮、使用定滑轮、使用动滑轮时匀速运动,记录整个过程用力的大小,物体移动距离及动力移动的距离,动力的方向,然后由数据分析得出结论。
实验器材:钩码两只、滑轮两只、弹簧测力计一只。
实验步骤:①如图甲所示测出钩码的重力;②如图乙所示安装定滑轮,让钩码匀速上升10cm,记录弹簧测力计的示数,拉力的方向及绳子自由端移动的距离。③如图丙所示安装动滑轮,让钩码匀速上升10cm,记录弹簧测力计的示数,拉力的方向及绳子自由端移动的距离。
实验记录
拉力大小(N)
物体提升10cm时绳子自由端移动的距离(cm)
拉力方向
不使用滑轮
使用定滑轮
使用动滑轮
⑷分析论证:将使用滑轮时所得实验数据与不使用滑轮时的数据相对比,验证两种滑轮省力、省距离的情况。
⑸实验结论:使用定滑轮不省力,也不费力,但能改变力的方向;使用动滑轮可以省一半的力,但不能改变力的方向,且费距离。
为了用力方便需要改变力的方向时,用定滑轮;为了省力用动滑轮。
5、定滑轮和动滑轮的实质:
⑴定滑轮实质上是一个等臂杠杆,支点在滑轮的轴上,动力臂和阻力臂都等于轮的半径,如右图甲所示,对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G。绳子自由端移动距离S(或速度v)=重物移动的距离S物(或速度v物);
⑵动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆,支点在动
滑轮的边缘上,其动力臂和阻力臂分别是轮的直径和半径,如右
图乙所示,不计轴间摩擦和动滑轮重力,则拉力F=G/2,若动滑轮重不能忽略,则拉力F=(G物+G动)/2;绳子自由端移动距离S(或速度v)=2倍的重物移动的距离S物(或速度v物)。
二、滑轮组
1、定义:由定滑轮与动滑轮组合在一起构成的装置叫做滑轮组。如右图所示。滑轮组既可以省力又可以改变力的方向,但在费距离。
2、省力情况:不计轮轴间的摩擦、绳重和动滑轮的重力,使用滑轮组匀速提升物体时,有几段绳子吊着动滑轮,提起物体所用的力就是物体重力的几分之一,即加在绳子自由端的拉力F与物体重力G的关系是F=G/n;若要考虑动滑轮的重力,则拉力F=(G物+G动)/n。绳子自由端移动距离s与物体上升高度h的关系是s=nh;绳子自由端移动速度v与物体上升速度v物的关系是v=nv物。(n为吊着动滑轮的绳子的段数)
注:吊着动滑轮的绳子段数包括系在动滑轮钩子上和绕过动滑轮的绳子。
三、轮轴和斜面
1、轮轴
⑴定义:由一个大轮的一个小轮组成的、能绕共同的轴线转动的简单机械叫做轮轴。通常将大轮叫做轮,小轮叫做轴。汽车方向盘、辘轳、卷扬机、螺丝刀都属于轮轴。
⑵实质:是一个可以连续转动的杠杆,支点在轮和轴的轴线上,如右图所示。
⑶特点:若动力加在轮上,阻力加在轴上,则两个力臂分别是轮半径和轴半径,可见轮半径是轴半径的几倍,动力就是阻力的几分之一,因此使用轮轴可以省力,但要费距离。
2、斜面:如右图所示,斜面是一种省力的简单机械。对于同样高度的斜面,斜面越长越省力。使用斜面可以省力,但要费距离。盘山公路、螺丝钉等可看成斜面。
一、压强
一、压力:
1、定义:垂直压在物体表面的力叫压力。
2、方向:总是垂直于物体的接触面且指向被压物体。
3、压力和重力的区别
压力和重力是两个不同的物理量,要区分清楚,压力并不都是由重力引起的。
压力(F)
重力(G)
定义
垂直压在物体表面上的力
由于地球的吸引而使物体受到的力
施力物体
与物体接触并挤压它的物体
地球
力的性质
弹力
引力
产生方式
两物体相互接触并挤压
不需要接触
力的作用点
受力物体表面
重心
方向
垂直于物体的接触面且指向被压物体
总是竖直向下的
大小
1、有时F与G有关且大小相等如放在水平面上的物体对水平面的压力F=G。
2、有时F与G有关,但不相等,如放在斜面上的物体对斜面的压力F
3、有时F与G无关,如用手将木块压在墙上,木块对墙的压力F与G无关。
与物体的质量成正比G=mg
二、探究:压力的作用效果跟什么有关(课本P76)
1、提出问题:压力的作用效果跟什么有关?
2、猜想与假设:可能跟压力的大小有关,可能跟受力面积的大小有关。
3、设计并进行实验:只改变某一个可能的量让压力产生不同的作用效果,再根据实验现象总结结论,即采用控制变量法。
实验器材:小桌、砝码、泡沫塑料。
实验步骤:⑴如图甲所示,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上,观察泡沫塑料被压下的深度。⑵如图乙所示,在小桌上放一个砝码,观察泡沫塑料被压下的深度。⑶如图丙所示,把小桌翻过来,观察泡沫塑料被压下的深度。
4、分析与论证:⑴如课本图甲、乙两种情况,受力面积相同,乙中压力比甲大,乙中泡沫塑料的凹陷程度比甲大。⑵如课本P图乙、丙两种情况,压力相同,乙中受力面积比丙中小,乙中泡沫塑料的凹陷程度比丙大。
5、实验结论:压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。
三、压强:
1、定义:物体单位面积上受到的压力叫做压强。用字母P表示。
2、物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量。
3、计算公式:这个公式广泛适用于固体、液体、气体的压强计算。公式中的S为受力面积,即压力的有效作用面积,不一定是物体的底面积或表面积。使用该公式计算压强时,关键是找出压力F(一般F=G=mg)和受力面积S(受力面积要注意两物体的接触部分)。特例:对于放在桌子上的直柱体对桌面的压强
4、单位:帕斯卡(Pa),简称帕,1Pa=1N/m2,表示物体
四、增大、减小压强的方法
由公式可知,S一定时,P与F成正比;F一定时,P与S成反比,所以增大、减小压强的方法可从F与S两方面考虑。
1、增大压强的方法:⑴在受力面积不变时,增大压力;⑵在压力不变时,减小受力面积;⑶增大压力同时减小受力面积。
2、减小压强的办法:⑴在受力面积不变时,减小压力;⑵在压力不变时,增大受力面积;⑶减小压力同时增大受力面
二、液体的压强
一、液体压强的产生:液体压强是由于液体所受的重力产生的。由于液体具有流动性,所以液体对容器侧壁也有压强。
二、探究:液体压强的特点
1、提出问题:液体压强的特点是什么?
2、猜想与假设:液体内部的压强可能与液体的密度和液体的深度有关。
3、设计实验并进行实验:把液体压强计的探头放入盛水容器中同一深度,改变探头方向压强大小;增大探头在水中的深度,压强的变化;换用不同的液体,看看在深度相同时压强是否现液体的密度有关。实验过程中要采用控制变量法。(U型管两侧出现高度差就说明液体对探头有压强,出就是液体内部有压强)
⑴实验器材:液体压强计、水、水槽、盐水、煤油
4、分析与认证:
⑴U型管两侧的液面有高度差且高度差不变,说明液体内部有压强且压强不变。
⑵探头在水中越深,U型管两侧的液面高度差越大,说明深度越大,液体的压强越大。
⑶在同一深度处,液体的密度大,U型两侧的液面高度差越大,说明在同一深度处,液体的压强与液体的密度有关。
5、得出结论:
液体内部压强的特点:液体内部向各个方向都有压强;在同一深度,各个方向的压强相等;深度增大,液体的压强增大;液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,液体压强越大。
三、液体压强的大小
1、液体压强公式:
2、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。
3、对于液体产生的压强、压力来说,明确压强是关键,一般先利用
四、连通器:
1、定义:上端开口、下端连通的容器叫连通器。
2、原理:连通器中如果只有一种液体,在液体不流动的情况下,各容器中的液面高度总是相同的。
3、应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸、过路涵洞、自来水管等都是根据连通器原理来工作的。
三、大气压
一、大气压的存在
1、定义:大气对浸在其中的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压,。
2、产生原因:大气压强是由于大气受重力作用而产生的。因为空气具有流动性,所以大气内部向各个方向都有压强。
3、大气压的存在──实验证明
历史上第一个证明大气压存在的著名的实验:马德堡半球实验。
小实验──覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验、塑料挂钩的吸盘、用吸管吸饮料、钢笔吸墨水等都有力地证明了大气压的存在。
二、大气压的测量
1、托里拆利实验(历史上第一个准确地测出了大气压值的实验)。
⑴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,当管水银面不再下降时,用刻度尺测出水银的竖直高度(即管内外水银面的高度差),这个水银柱产生的压强就等于大气压的值,根据液体压强公式
⑵、注意事项:①托里拆利实验中玻璃管中要灌满水银,不能留有气泡。②在做实验时要将玻璃竖直放置。③测量高度时要测水银槽的水银面到玻璃管中液面的竖直高度。
⑶原理分析: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=水银柱产生的压强。
⑷实验结果:托里拆利最早通过实验测得大气压的值等于
⑸说明:①实验前玻璃管里灌满水银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为10.3m。③玻璃管的粗细、长短、倾斜程度及将管提起还是下压都不会影响实验结果,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。
2、测量大气压的工具——气压计
⑴水银气压计:特点是测量准确,但携带不便。常用于气象站和实验室。水银气压计的原理是托里拆利实验,使用时必须挂竖直,若水银气压计挂斜,则测量结果变大。
⑵金属盒气压计:又叫无液气压计,在金属盒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高度计。特点是携带方便。
三、大气压的变化
1、大气压随高度增加而减小,但是大气压强随高度减小的变化是不均匀的,在海拔
2、大气压对沸点的影响:液面上的气压越低,液体的沸点越低;气压越高,液体的沸点也越高。
3、大气压的值与地点、天气、季节、气候的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
四、大气压的应用:活塞式抽水机、离心式水泵、圆球笔、中性笔及吸管都是利用大气压原理来工作的。
五、气体的压强与体积的关系:在温度不变时,一定质量的气体,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。应用:解释人的呼吸,打气筒原理,风箱原理。
四、流体压强和流速的关系
1、流体压强和流速的关系: 。
2、机翼的升力:机翼的形状上下不对称,当气流沿着机翼流过时,在相等的时间内,机翼上方的气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方的气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大,因此在机翼的上下表面产生了压强差,这就是向上的升力。
五、浮力
1、浮力的产生
⑴浮力的定义: 。
⑵浮力方向: ;施力物体: 。
⑶浮力产生的原因(实质): 。
2、探究:浮力的大小等于什么(课本P95)
⑴提出问题:浮力的大小等于什么
⑵制定计划与设计实验:①使用弹簧测力计分别测量塑料块在空气中和完全浸没在水中的重力;②用小桶收集塑料块排开水的重力;③分析比较所测数据间的关系得出结论。
⑶实验器材:弹簧测力计、塑料块、细线、烧杯、小桶、木块。
⑷实验步骤:①如课本P95图14.5-3 ⑴所示,用弹簧测力计测出塑料块在空气中的重力G1;②如课本P95图14.5-3 ⑵所示,在烧杯的底部垫一木块,在烧杯中加入水至与杯口相平;把塑料块全部浸没在水中,用小桶收集溢出的水,同时记录弹簧测力计示数G2;③如课本P95图14.5-3 ⑶所示,再用弹簧测力计测出小桶中水的重力G。
⑸实验结论:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。
3、阿基米德原理
⑴内容:
⑵公式: ;适用范围:
⑶由公式可知浮力的大小只与 和 有关。
六、浮力的应用
1、物体的浮沉条件:
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
F浮 G
F浮 G
F浮 G
F浮 G
F浮+F支=G
ρ液 ρ物
ρ液 ρ物
ρ液 ρ物
V排 V物
ρ液 ρ物
V排 V物
ρ液 ρ物
处于运动状态,受非平衡力作用
可以停留在液体的任何深度处
是“上浮”过程的最终状态
是“下沉”过程的最终状态
处于平衡状态,受平衡力作用
说明:①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。②判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮 与G或比较ρ液与ρ物。③物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为:ρ物=Gρ/(G-F)。④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。
2、漂浮问题“五规律”:(历年中考频率较高)
规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律二:同一物体在不同液体里,所受浮力相同;
规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
3、轮船工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
排水量:轮船满载时排开水的质量。单位t,由排水量m可计算出:排开液体的体积
4、潜水艇工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
5、气球和飞艇工作原理:气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如:氢气、氦气或热空气。
6、密度计:
原理:利用物体的漂浮条件来进行工作。
构造:下面的铝粒能使密度计直立在液体中。
刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大。
7、浮力计算题方法总结:
⑴确定研究对象,认准要研究的物体。
⑵分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。
⑶选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。
8、计算浮力方法:
⑴称量法:F浮=G-F(用弹簧测力计测浮力)。
⑵压力差法:F浮=F向上 -F向下(用浮力产生的原因求浮力)。
⑶平衡法:漂浮、悬浮时,F浮=G(二力平衡求浮力)。
⑷阿基米德原理法:F浮=G排或F浮=ρ液V排g (阿基米德原理求浮力,知道物体排开液体的质量或体积时常用)。
一、功
一、功
1、定义:如果一个力作用在物体上,物价枯这个力的方向上移动了一段距离,这个力的作用就显示出成效,力学中就说这个力做了功。用W表示。
2、做功的两个必要因素: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、力对物体不做功的三种情况
⑴物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段距离,也就是没有力做功(有距离无力);⑵物体受到力的作用,但没有移动距离(有力无距离);⑶物体受到力的作用,也移动了距离,得移动的距离不是在力的方向上移动距离(力和距离垂直)。
二、功的计算
⑴功的计算:力与物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。
⑵功的计算公式:W=Fs;⑶功的单位:焦耳,符号J,1J=1N·m。
⑷应用功的公式注意:
①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;
②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。
三、功的原理
1、实验探究:课本P106
2、功的原理内容:使用任何机械都不省功。
3、说明:⑴功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。⑵功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。⑶使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、或者可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。⑷我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时,人们所做的功(FS)=直接用手对重物所做的功(Gh)。
4、应用:斜面
⑴理想斜面:斜面光滑;理想斜面遵从功的原理;
⑵理想斜面公式:FL=Gh,其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面长;G:物重;h:斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为f,则:FL=fL+Gh;这样F做功就大于直接对物体做功Gh。
二、机械效率
一、有用功和额外功
1、有用功:
⑴定义:为了过到一定目的而必须要做的功。符号:W有用。
⑵计算:有用功在数值上等于机械作用在物体上的力与物体在力的方向上移动距离的乘积;或不用机械直接用手完成时,有用功等于直接作用在物体上的力与物体在力的方向上移动距离的乘积。竖起匀速提升物体时W有用=Gh。
2、额外功
⑴定义:并非需要但又不得不做的功。符号:W额外。
⑵计算:在数值上额外功等于机械自身重力与机械上升距离的乘积,即W额外=G机h;或等于机械间摩擦力与摩擦力作用点移动距离的乘积,即W额外=fs,或者等于二者之和。
3、总功:
⑴定义:完成某项任务时总共做的功,即有用功加上额外功是总功。符号:W总。
⑵计算:总功等于作用在机械上的动力与动力作用点移动距离的乘积,即W总=FS。W总=W有用+W额,对于斜面:W总= fL+Gh=FL。
二、机械效率:
1、定义:有用功跟总功的比值叫机械效率。
2、公式:
由公式可知,如果该机械的额外功W额一定,有用功W有用越大,机械效率越η大;如果有用功W有用一定,额外功W额越小,则机械效率越大。
3、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。
4、提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起的重物,充分发挥机械的作用。
5、探究:斜面的机械效率
⑴提出问题:斜面的机械效率可能与哪些因素有关呢?
⑵进行猜想:斜面的机械效率可能与斜面的高度、斜面长度、倾斜程度、斜面粗糙程度、所拉物体重力有关。
⑶设计并进行实验:在探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系时,控制斜面的粗糙程度和物体重力一定,改变斜面的倾斜程度。分别就较缓、较陡、最陡做三次。
实验原理:
实验记录:
斜面的
倾斜程度
小车重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面
拉力F/N
斜面长
s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率
η
较缓
较陡
最陡
⑸实验结论:在斜面粗糙程度相同时,倾斜程度越大的,拉力越大,机械效率越高。
6、滑轮组的机械效率
⑴原 理:
⑵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
⑶实验器材:1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组,2个定滑轮和2个动滑轮组成的滑轮组,刻度尺,钩码(或重物),弹簧测力计,铁架台,细绳。
⑷实验步骤: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。
⑸实验结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:①所提升物体的重力:对于同一滑轮组,提升物体越重,滑轮组的机械效率就越高。②滑轮组中动油轮的重力:对于提升相同的重物,动滑轮越少,越轻的滑轮组,机械效率越高。③摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。
三、功率
一、比较做功快慢的方法:
1、在相同时间里比较做功的多少;
2、在做相同的功的情况下比较做功的时间。
二、功率
1、定义:单位时间内所做的功叫做功率,用P表示。
2、物理意义:功率是表示做功快慢的物理量。
3、公式:
4、单位:基本单位:瓦特(W);常用单位:千瓦(kW)。换算关系:1kW=103W。
5、机械效率和功率的区别:功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。功率大的机械,机械效率不一定大;机械效率大的机械,功率不一定大。
三、功率知识在实际中的应用
1、比较功率大小的三种方法
⑴在相同时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大;
⑵在完成相同的功的情况下,比较做功时间的长短,用时越短的物体功率越大;
⑶如果做的功和所用的都不相同,通过公式P=W/t求出功率后再比较其大小。
2、运动物体功率的计算:当物体在力F的作用下,以速度v匀速运动时,则有 P=Fv,即功率等于力与力的方向上运动速度的乘积。利用P=Fv
可以知道:汽车在上坡时,在功率一定的情况下,减慢速度是为了增大牵引力,这样有利于上坡。
四、动能和势能
一、能
1、定义:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能量,简称能。
2、物理意义:能量是表示物体做功本领大小的物理量。物体做功的过程就是能量转化的过程。能量可以用能够做功的多少来衡量。一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。
3、单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳(J),能的单位也是焦耳(J)。
二、动能
1、定义:物体由于运动而具有的能,叫做动能。一切运动的物体都具有动能。
2、探究:动能的大小与什么因素有关
⑴提出问题:运动的物体具有动能,能对物体做功。动能的大小与什么因素有关?
⑵猜想与假设:物体动能的大小与物体的质量和物体运动的速度有关。
⑶设计并进行实验:如课本图所示,让钢球从斜面上滚下,打到小木块上,推动小木块做功,记下木块移动的距离。让同一个钢球从不同高度滚下,看哪次木块被推得远,说明了什么问题?换用质量不同的钢球,让它们从同一个高度滚下,看哪个钢球把木块推得远,比较动能的大小,得出结论。
⑷分析与论证,得出结论:质量相同的物体,运动速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
⑸实验说明:如何判断动能大小:看小钢球能推动木块做功的多少。如何控制速度不变:使钢球从同一高度滚下,则到达斜面底端时速度大小相同。如何改变钢球速度:使钢球从不同高度滚下。
三、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、探究:重力势能的大小和哪些因素有关
⑴提出问题:重力势能的大小和哪些因素有关
⑵猜想与假设:重力势能的大小可能与物体的质量和物体所处的高度有关。
⑶设计并进行实验:a、记同一物体从不同高度自由下落冲击小方桌(小方桌的桌腿是四根钉,并放置在沙面上,比较小放桌下陷的深度,进而推断重物具有的重力势能与重物所在的高度的关系。b、让两个不同质量的物体从同一高度自由下落冲击小放桌,比较小方桌下陷的深度,进而推断重物具有的重力势能与重物的质量的关系。
⑷分析论证得出结论:质量相同的物体,被举得越高,重力势能越大;被举高度相同的物体,质量越大,策略势能越大。
四、弹性势能
1、定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能。
2、影响因素:物体的弹性形变的程度。
五、机械能及其相互转化
一、动能和势能的相互转化
1、动能和势能的相互转化
⑴动能和重力势能可以相互转化。当动能转化为重力势能时,动能减小,重力势能增加;当重力势能转化为动能时,重力势能减小,动能增加。
2、动能和弹性势能也可以相互转化。当动能转化为弹性势能时,动能减小,弹性势能增加;当弹性势能转化为动能时,弹性势能减小,动能增加。
3、动能与势能转化问题的分析:
⑴首先分析决定动能大小的因素,决定重力势能(或弹性势能)大小的因素──看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化。
⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大──如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能势能转化过程中机械能不变。
⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失──机械能守恒;“斜面上匀速下滑”表示有能量损失──机械能不守恒。
二、机械能及机械能守恒
1、机械能:动能与势能统称为机械能。一个物体既有动能,又有势能,那么动能和势能的和就是它的机械能。
2、机械能守恒:如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和不变,或者说机械能守恒。