第七章 力 第一節(jié) 力 1、力是物體對物體的作用 ,它不能離開 物體 而單獨(dú)存在,要產(chǎn)生力至少要有 兩個(gè) 物體,它們之間 不一定 接觸,其中一個(gè)是 施力物體 ,另一個(gè)是 受力物體 。。力一般用大寫字母 F 來表示,在國際單位制中,力的單位是 牛頓 ,簡稱 牛 ,其符號是 N 。托起兩個(gè)雞蛋所用的力大約是1牛。 2、力可以產(chǎn)生 兩種 作用效果:①力可以改變物體的形狀 ,使物體發(fā)生形變;②力可以改變物體的 運(yùn)動狀態(tài)。物體由靜止開始運(yùn)動或由運(yùn)動變?yōu)殪o止、物體運(yùn)動的快慢或方向發(fā)生改變,這幾種情況都叫做物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了改變。 3、力的三要素是指:力的 大小 、方向和 作用點(diǎn)。它們都能影響力的作用效果。用一條帶箭頭的線段把 力的三要素 都表示出來的方法叫 力的示意圖 。 練習(xí):畫出放在桌面上的重力為20N的物體所受力的示意圖。 4、物體間力的作用是 相互的 ,一個(gè)物體對另一物體施力時(shí),另一個(gè)物體也同時(shí)對它施加力的作用。相互作用的力總是:大小相等,方向相反,作用在一條直線上,同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,分別作用在兩個(gè)物體上。這兩個(gè)物體互為 受力物體 和 施力物體 。它們每個(gè)物體都既是 施力物體 ,同時(shí)也是 受力物體 。 第二節(jié) 彈力 1、直尺、彈簧等物體,在受力時(shí)發(fā)生形變,不受力時(shí),又恢復(fù)到原來的形狀,物體的這種性質(zhì)叫做彈性。如橡皮泥、面團(tuán)等物體,在受力時(shí)發(fā)生形變,不受力時(shí),不能自動地恢復(fù)到原來的形狀,物體的這種性質(zhì)叫做塑性。 2、物體由于發(fā)生 彈性形變 而產(chǎn)生的力叫彈力,常見的 拉力 、提力 、壓力 、支持力 都屬于彈力。彈力的方向與物體發(fā)生彈性形變的方向相反,彈力的大小與物體發(fā)生彈性形變的大小有關(guān),與物體的材料有關(guān),在彈性限度內(nèi),同一物體,彈性形變越大,彈力越大; 3、測量力的工具是 測力計(jì) ,常用的測力計(jì)是 彈簧測力計(jì) 。彈簧測力計(jì)的工作原理是:在彈性限度內(nèi),彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長量就越長。。(在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長量跟受到的拉力成正比) 4、彈簧測力計(jì)的使用:;(1)認(rèn)清分度值和量程,所測力不能超過它的最大測量值,否則會損壞彈簧測力計(jì);(2)要檢查指針是否指在零刻度,如果不是,則要調(diào)零; (3)輕拉秤鉤幾次,看每次松手后,指針是否回到零刻度,指針、彈簧和外殼之間是否有過大的摩擦;(4)測量時(shí)力要沿著彈簧的軸線方向,以免掛鉤桿與外殼之間產(chǎn)生過大的摩擦;(5)讀數(shù)時(shí),視線必須與指針對應(yīng)的刻度線垂直。在靜止或勻速直線拉到中示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)。 練習(xí):讀出圖中彈簧測力計(jì)的示數(shù) 第三節(jié) 重力 1、地面附近的物體由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力,施力物體是地球 ,用符號 G 表示。 2、物體所受重力的大小與物體的質(zhì)量成正比 ,用公式表示是 G=mg ,其中G表示 重力 ,單位是 N ,m表示 質(zhì)量 ,單位是 kg ,g表示 重力與質(zhì)量的比 ,其值是g=G/m=9.8N/kg ,它表示的含義是:質(zhì)量為1kg的物體受到的重力大 小為9.8N 。公式變形可計(jì)算m=G/g 3、其方向總是 豎直向下 ,即與水平面相垂直。利用鉛垂線檢驗(yàn)墻壁是否豎直和利用鉛垂線與三角尺(T形架)檢驗(yàn)桌面是否水平都是根據(jù)重力的方向豎直向下這一原理工作的。 4、重力的作用點(diǎn)叫 重心 ,質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上 ,質(zhì)量分布不均勻、形狀不規(guī)則的物體的重心,可以采用 懸掛法或平衡法 來確定。 練習(xí):畫出下列物體所受重力的示意圖。 第八章 運(yùn)動與力 第一節(jié) 牛頓第一定律 1、在探究“阻力對物體運(yùn)動的影響”的實(shí)驗(yàn)中,讓小車從斜面的同一高度滑下,是為了使小車到達(dá)水平面時(shí)的初始速度相同,觀察小車在粗糙程度不同的物體表面滑行的距離的長短。 可得結(jié)論是:平面越光滑,小車運(yùn)動的距離越長,說明小車收到的阻力越小,速度減小的越慢,由此可推出,如果運(yùn)動物體不受力,它將做勻速直線運(yùn)動。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以推理得出的物理學(xué)基本定律是牛頓第一定律,本實(shí)驗(yàn)采用的方法是控制變量法, 2、牛頓第一定律:一切物體在 沒有受到外力作用 時(shí),總保持 靜止 或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),或者說總保持 原來的運(yùn)動 狀態(tài),原來 運(yùn)動 的則會做 勻速直線運(yùn)動 ,原來 靜止 的仍保持 靜止。 牛頓第一定律也說明 力不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,而是 改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。牛頓第一定律也叫 慣性定律 ,是在大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過進(jìn)一步的推理而概括出來的,因而不能用實(shí)驗(yàn)來證明這一定律。 3、物體保持原來運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性 。 慣性是一切物體所固有的一種屬性,任何物體在任何時(shí)候、任何狀態(tài)下都具有慣性。慣性的大小只與物體的質(zhì)量大小有關(guān),與物體的運(yùn)動快慢無關(guān)。 解釋慣性想象的步驟:(1).確定研究對象你,闡明其原來的運(yùn)動狀態(tài); (2).說明哪個(gè)物體或物體的哪一部分受到力而改變了運(yùn)動狀態(tài); (3). 說明哪個(gè)物體或物體的哪一部分由于慣性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài); (4).說明結(jié)果。 練習(xí):解釋下列現(xiàn)象:行駛中的汽車突然剎車時(shí),乘客的身體為什么會向前傾? 答:乘客原來隨行駛的汽車一起處于運(yùn)動狀態(tài),汽車突然剎車時(shí),乘客的腳已隨車停止運(yùn)動,而身體的上部由于慣性還要保持原來向前的運(yùn)動狀態(tài),因此 身體會向前傾。 4、利用慣性的實(shí)例:跳遠(yuǎn)助跑,緊固錘頭,扔鉛球、標(biāo)槍,拍灰塵, 防止慣性造成的危害:系安全帶,保持車距,限速限載, 5、力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,慣性是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因, 力越大,運(yùn)動狀態(tài)越易改變;慣性越大,運(yùn)動狀態(tài)越難改變, 第二節(jié) 二力平衡 1、平衡力:物體受到幾個(gè)力的作用時(shí),如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),我們就說這幾個(gè)力相互平衡,物體處于平衡狀態(tài)。 物體處于平衡狀態(tài)時(shí)受到的幾個(gè)力稱為 平衡力 。 物體在受平衡力時(shí)處于 靜止?fàn)顟B(tài) 或 勻速直線運(yùn)動狀態(tài) 稱為 平衡狀態(tài) , 在不受力時(shí)處于 靜止?fàn)顟B(tài) 或 勻速直線運(yùn)動狀態(tài) 不能稱為 平衡狀態(tài)。 運(yùn)動狀態(tài)不變是指物體處于靜止?fàn)顟B(tài) 或 勻速直線運(yùn)動狀態(tài)兩種狀態(tài),如物體處于不是這兩種狀態(tài)的其它狀態(tài)時(shí),則一定運(yùn)動狀態(tài)在改變。 2、二力平衡:物體受到兩個(gè)力作用時(shí),如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),我們就說這兩個(gè)力平衡。 二力平衡的條件:作用在同一物體上的兩個(gè)力,如果大小相等、方向相反、并且在同一條直線上,這兩個(gè)力就彼此平衡。 3、二力平衡的條件的應(yīng)用: (1) 判斷物體是否受一對平衡力 A根據(jù)狀態(tài):物體受兩個(gè)力的作用→物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)→所受兩個(gè)力是一對平衡力 B根據(jù)二力平衡的條件:物體受兩個(gè)力符合二力平衡的條件→所受兩個(gè)力是一對平衡力→物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài) (2)求不能直接測量的未知力(如支持力,摩擦阻力和空氣阻力)的大小和方向 物體受兩個(gè)力的作用→處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)→所受兩個(gè)力是一對平衡力→兩個(gè)力符合二力平衡的條件→未知力與已知力大小相等,方向相反。 練習(xí):跳傘運(yùn)動員在空中勻速直線下降,如果已知人和傘所受的總重力是1000N,說出所受阻力的大小和方向。 解: ∵ 跳傘運(yùn)動員做勻速直線運(yùn)動 ∴ G和f是一對平衡力 ∵ f=G=1000N ∴ 方向是豎直向上 4、物體保持運(yùn)動狀態(tài)不變的條件:不受力或受到平衡力作用 物體運(yùn)動狀態(tài)改變的條件:受非平衡力作用 第三節(jié) 摩擦力 1、兩個(gè)相互接觸的物體發(fā)生相對滑動時(shí),在接觸面間上產(chǎn)生的阻礙物體相對運(yùn)動 的力,叫滑動摩擦力。作用效果:阻礙物體相對運(yùn)動 滑動摩擦力產(chǎn)生的條件:(1)兩個(gè)物體相互接觸(2)接觸面粗糙且相互存在 壓力(3)發(fā)生 相對滑動(要發(fā)生是指靜摩擦力) 滑動摩擦力作用點(diǎn):在物體間的接觸面上,一般把作用點(diǎn)畫在物體的 重心 上。 方向:與物體相對運(yùn)動的方向相反 ,理解時(shí)注意:滑動摩擦力的方向 與物體相對運(yùn)動的方向相反,與物體的運(yùn)動方向不一定相反,如人在行走時(shí)摩擦力與人行走的方向相同,用傳輸帶運(yùn)送貨物時(shí)摩擦力與物體運(yùn)動的方向相同。 2、滑動摩擦力的測量:根據(jù)二力平衡的知識,當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動時(shí),彈簧測力計(jì)對物體的拉力與物體受到的滑動摩擦力大小相等。 3、滑動摩擦力的大小與 壓力 的大小 和 接觸面的粗糙程度 有關(guān), 接觸面越粗糙程度一定時(shí),壓力越大 滑動摩擦力越大, 壓力一定時(shí),接觸面越粗糙 滑動摩擦力越大。 4、在“研究影響滑動摩擦力的大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,采用的研究方法是控制變量法,最大的問題是很難做到勻速拉動,且讀數(shù)時(shí)彈簧測力計(jì)是運(yùn)動的,不易讀準(zhǔn)示數(shù)。將實(shí)驗(yàn)改為拉動木板,而不拉木塊,這種設(shè)計(jì)從實(shí)驗(yàn)操作角度來說,不必控制勻速拉動,實(shí)驗(yàn)操作容易;從實(shí)驗(yàn)誤差角度來說,讀數(shù)時(shí)彈簧測力計(jì)是靜止的,容易讀準(zhǔn)示數(shù)。 5、摩擦力共有三種:滑動摩擦力 、滾動摩擦力 、靜摩擦力 ,在相同情況下,滾動摩擦力 小于 滑動摩擦力。 6、增大摩擦力的方法:(1)增大壓力 ,例如車閘(2)增大接觸面的粗糙程度, 例如各種花紋,(3)變滾動為滑動,例如緊急剎車 7、減小摩擦力的方法:(1)減小壓力 ,(2)減小接觸面的粗糙程度 ,例如滑雪板很光滑(3)變滑動為滾動,例如滾動軸承,(4)使接觸面分離,例如加潤滑油,滑冰有水膜,氣墊船用高壓氣,磁懸浮列車用電磁場 第九章 壓強(qiáng) 第一節(jié) 壓強(qiáng) 1、垂直作用在物體表面上的力叫 壓力 , 壓力的方向是垂直于受力面指向其內(nèi)部,作用點(diǎn)在受力面上 壓力并不都是由重力引起的,(1)有的和重力有關(guān);如把物體放在水平桌面上時(shí),(如果物體不受其他力)則壓力的大小F = G物: (2)有的和重力無關(guān)。 練習(xí):重力為G的物體在承面上靜止不動。畫出下列各圖所受壓力的示意圖。 2、探究“壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),通過觀察海綿的凹陷程度來顯示壓力的作用效果,主要應(yīng)用的研究方法是控制變量法。 得出的結(jié)論是:壓力的作用效果與 壓力的大小 和受力面積大小 有關(guān): 受力面積一定時(shí),壓力 越大 ,壓力的作用效果越明顯。 壓力一定時(shí), 受力面積 越小,壓力的作用效果越明顯。 為了研究壓力的作用效果引入壓強(qiáng)的概念,即壓強(qiáng)表示壓力的作用效果。 3、物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強(qiáng) ,計(jì)算公式:P=F/S ,其中P代表 壓強(qiáng),單位是帕斯卡,簡稱帕,符號是Pa,F(xiàn)代表 壓力,單位是N,S表示 受力面積,單位是m2 。壓強(qiáng)在數(shù)值上等于物體單位面積上所受的壓力。 1 Pa=1 N/ m2,表示物體1米2面積上受到的壓力是1牛。 公式變形還可計(jì)算:F=PS S=F/P。比例公式為 P1/P2=F1/F2 ·S2/S1 。 6、增大壓強(qiáng)的方法:(1) 受力面積不變,增大壓力;(2)壓力不變,減小受力面積;例如:蚊子的口器很尖,鋸、剪刀、斧頭、針要很薄很尖,啄木鳥的喙堅(jiān)而長、破窗錘做成錐狀 (3)同時(shí)增大壓力,減小受力面積。 減小壓強(qiáng)的方法:(1) 受力面積不變,減小壓力;;(2)壓力不變,增大受力面積;例如:滑雪板面積大,駱駝的腳掌大,拖拉機(jī)、坦克用履帶,鐵軌撲在枕木上,書包帶要寬,多輪的平板貨車;(3)同時(shí)減小壓力,增大受力面積。 第二節(jié) 液體的壓強(qiáng) 1、液體能產(chǎn)生壓強(qiáng)是由于液體具有重力和流動性。 2、液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn):①液體對容器底部和側(cè)壁都有壓強(qiáng),液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng);②在同種液體內(nèi)部的同一深度,液體內(nèi)部向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等;③同種液體,深度越深,壓強(qiáng)越大;④液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體的密度有關(guān),在不同液體的同一深度,液體的密度越大,壓強(qiáng)越大。 3、液體壓強(qiáng)公式:P=ρgh,其中P表示 壓強(qiáng),單位是Pa,ρ表示 液體的密度,單位是kg/m3, h表示 液體的深度,指液體自由液面到液體內(nèi)部某點(diǎn)的豎直距離,單位是 m 。公式變形還可計(jì)算:ρ= P/gh h=P/ρg 據(jù)液體壓強(qiáng)公式:液體的壓強(qiáng)只與液體的密度和深度有關(guān),而與液體的體積和質(zhì)量等無關(guān)。ρ一定,h越大,p越大, h一定,ρ越大,p越大, p一定,h越大,ρ越小, 4、液體的壓力和壓強(qiáng)的計(jì)算題:先計(jì)算壓強(qiáng)P=ρgh,后計(jì)算壓力F=PS, 液體對容器底部的壓力F與容器所盛液體的重力G液的關(guān)系:①上大下小容器F<G液②上下大小相同容器F=G液③上小下大容器F>G液 。 固體的壓力和壓強(qiáng)的計(jì)算題:先計(jì)算壓力(物體放在水平桌面上) F=G=mg=ρvg, 后計(jì)算壓強(qiáng)P=F/S, 規(guī)則柱形容器底部液體的壓強(qiáng)也可以用固體的壓強(qiáng)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。 規(guī)則柱體固體對水平面的壓強(qiáng)也可以用液體的壓強(qiáng)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。 5、上端開口下部相連通的容器叫 連通器, 連通器特點(diǎn)是:連通器中的同種液體不流動時(shí)液面總保持相平, 茶壺、船閘、鍋爐水位計(jì) 等都是連通器的應(yīng)用。 第三節(jié) 大氣壓強(qiáng) 1、大氣對對浸在它里面的物體的壓強(qiáng)叫大氣壓強(qiáng),簡稱大氣壓,它產(chǎn)生的原因是空氣受重力并且有流動性,證明大氣壓存在的著名實(shí)驗(yàn)是馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。 2、測出大氣壓強(qiáng)值的實(shí)驗(yàn)是 托里拆利實(shí)驗(yàn),1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓= 760mm水銀柱的壓強(qiáng)= 10.3m水柱的壓強(qiáng) = 1.013×105 Pa 。 水銀柱的高度是指水銀管內(nèi)外水銀面的高度差,它不隨管的傾斜、粗細(xì)、上提、下壓而變,水銀管水銀面上方是真空,若管中混入少量空氣,則會使高度差減小,若管頂開孔,則管內(nèi)水銀面會下降至內(nèi)外相平為止。 3、常用氣壓計(jì):水銀氣壓計(jì)、金屬盒(無液)氣壓計(jì),(用于氧氣瓶和滅火器上。 4、大氣壓強(qiáng)隨海拔高度的增加而減小,液體的沸點(diǎn)隨表面氣壓的減小而降低,隨氣壓的增大而升高,這一性質(zhì)的應(yīng)用:高壓鍋。 在海拔3000m以內(nèi),大約每升高10 m,大氣壓減小100 Pa。 5、用吸管喝水、活塞式抽水機(jī)、醫(yī)生用針筒抽藥水,吸盤都利用了大氣壓。 第四節(jié) 流體的壓強(qiáng) 1、把具有流動性的液體和氣體統(tǒng)稱 流體 。 2、在氣體和液體中, 流速越大的位置,壓強(qiáng)越小。 3、飛機(jī)升力產(chǎn)生的原因:空氣對飛機(jī)機(jī)翼上下表面產(chǎn)生的壓力差 。飛機(jī)升力產(chǎn)生的過程:機(jī)翼形狀上下表面不對稱(上凸),使上方空氣流速大,壓強(qiáng)小,下方空氣流速小,壓強(qiáng)大,因此在機(jī)翼上下表面形成了壓強(qiáng)差,從而形成壓力差,這樣就形成了升力。同理應(yīng)用有:賽車的尾翼,鳥的翅膀 練習(xí):為什么火車行駛時(shí)嚴(yán)禁人們進(jìn)入安全線以內(nèi)的區(qū)域? 答:因?yàn)楦咚龠\(yùn)動的火車會帶動旁邊的空氣高速運(yùn)動,因而人靠近火車一側(cè)的空氣流速大,壓強(qiáng)小,遠(yuǎn)離火車一側(cè)的空氣流速小,壓強(qiáng)大,產(chǎn)生一個(gè)推向火車方向的壓強(qiáng)差,因而就會對人產(chǎn)生向火車一側(cè)的推力,因而可能發(fā)生事故,所以必須站在安全線以內(nèi)。 第十章 浮力 第一節(jié) 浮力 1、浸在液體(或氣體)中的物體受到豎直向上的力 叫 浮力,其作用點(diǎn)在重心上,方向是 豎直向上,施力物體是液體(或氣體),受力物體是浸入的物體 2、浮力的測量:在液體中下沉的物體F浮=G物—F示(G一定,F示越小,F浮越大) 3、浮力產(chǎn)生的原因:浸沒在液體中的物體,其上、下表面受到液體對它的的壓力差。(F向上>F向下)F浮=F向上-F向下 (計(jì)算時(shí)只適用于形狀規(guī)則的物體) 4、浮力的大小與物體浸在液體中的體積 和 液體的密度有關(guān)(控制變量法) 液體的密度一定時(shí),物體浸在液體中的體積越大,浮力越大。 物體浸在液體中的體積一定時(shí),液體的密度越大,浮力越大。 浮力的大小與物體的密度、物體的體積、物體浸沒的深度、物體的形狀均無關(guān)。
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