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第第頁人教版(2024)八年級下冊物理期末復習全冊知識點提綱詳細版第七章力一、力1.力(1)定義:物體對物體的作用,用F表示(2)產生條件:①兩個物體②物體間存在相互作用(3)施力物體與受力物體發(fā)生作用的兩個物體,施加這種作用的物體叫作施力物體,受到這種作用的叫受力物體。例如,課本對桌子的壓力,課本是施力物體,桌子是受力物體。對力的產生條件的理解:①力不能脫離物體而存在,單獨一個物體不能產生力,有施力物體一定有受力物體②物體間是否產生力跟物體是否相互接觸無關,相互接觸的物體之間不一定有力(例如兩物體并排靜止放在光滑水平面上,兩物體雖然接觸,但它們之間沒有力),沒有相互接觸的物體之間不一定沒有力(例如磁鐵可以吸引相隔一段距離的鐵釘)2.力的單位(1)單位:牛頓,簡稱牛,符號為N(2)感知力的大小用手托起兩個雞蛋的力大約是1N拿起一本物理課本的力大約是3N3.力的作用效果在物理學中,人們通常通過力的作用效果(“效果”是指當有力作用在物體上時,此物體發(fā)生的變化)來認識和描述力(1)力可以使物體發(fā)生形變(力可以改變物體的形狀)(2)力可以改變物體的運動狀態(tài)運動狀態(tài)的改變包括:①由靜止到運動②由運動到靜止③速度由快到慢④速度由慢到快⑤速度方向發(fā)生改變例:做勻速圓周運動的物體,雖然速度大小沒有變,但運動方向發(fā)生了變化,所以運動狀態(tài)發(fā)生了變化易錯:一個物體的運動狀態(tài)或形狀發(fā)生改變,則這個物體一定受到力的作用;但一個物體受到力的作用時,可能不發(fā)生形變或運動狀態(tài)不改變。4.力的三要素和力的示意圖(1)力的三要素①定義:在物理學中,把力的大小、方向、作用點叫作力的三要素;②理解:任何力都有大小、方向、作用點三個要素;三要素決定一個力,當其中一個要素改變時,力的作用效果也隨之改變。(2)力的示意圖①概念:為了簡單、方便地表示力,物理學中通常用一條帶箭頭的線段表示力。如右圖所示,在受力物體上沿著力的方向畫一條帶箭頭的線段,箭頭表示力的方向,線段的起點或終點表示力的作用點。②畫力的示意圖的步驟:一定點(力的作用點);二畫線(沿力的方向),線段末端畫箭頭,符號、大小標旁邊。5.力的作用是相互的(1)概念:一個物體對另一個物體施加力時,另一個物體也同時對它施加了方向相反的力。也就是說,物體間力的作用是相互的。(2)對“力的作用是相互的”的理解①物體間的相互作用力又稱為作用力與反作用力,如果把其中一個力叫作用力,則另一個力就叫反作用力。相互作用力特點:同時產生、同時消失,大小相等、方向相反、作用在同一直線上,作用在兩個不同的物體上。簡記為“等大、反向、共線、異體”;②物體間力的作用是相互的,說明施力物體、受力物體是相對而言的,施力物體和受力物體是相對而言的,施力物體和受力物體也是同時存在的。一個物體是施力物體還是受力物體,一般由研究對象來決定。例如:在桌面上放一本書,若研究書受到的支持力,則桌面是施力物體,書是受力物體;若研究桌面受到的壓力,則書是施力物體,桌面是受力物體。(3)力的作用是相互的在生活中的應用①劃船②火箭升空③直升機升空易錯題:①拔河比賽時,輸贏雙方受到繩子的拉力大小是相同的;②力不能傳遞,例如:人用繩子去拉車,車受到拉力的施力物體是繩子不是人。二、彈力1.形變的分類①塑性形變:物體在受力時發(fā)生形變,不受力時不能自動地恢復原狀,物體的這種形變叫作塑性形變,例如:橡皮泥、面團等;②彈性形變:物體在受力時發(fā)生形變,不受力時又恢復原狀,物體的這種形變叫作彈性形變。例如:橡皮筋、彈簧等。2.彈力(1)概念:發(fā)生彈性形變的物體,要恢復原狀,對與它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫作彈力。注意:有彈力必有形變,有形變不一定有彈力,只有彈性形變才會產生彈力(2)對彈力的理解①彈力是一種常見的力,我們平時所說的推力、拉力、壓力和支持力,都是彈力;②彈力的施力物體是發(fā)生彈性形變的物體,受力物體是使它發(fā)生彈性形變的物體。例如:茶杯對桌面的壓力,是由于茶杯發(fā)生了彈性形變,茶杯是施力物體,桌面是受力物體。③對一個彈性物體來說,在彈性限度內,物體彈性形變程度越大,產生的彈力越大;④彈力產生的兩個條件:一是兩物體直接接觸,二是物體發(fā)生了彈性形變,二者缺一不可。彈力是接觸力,物體不接觸肯定沒有彈力。⑤間接法判斷物體之間是否有彈力:設想去掉其中一個物體,看另一個物體的運動狀態(tài)是否改變,如果改變,那么原來兩物體之間就存在彈力;如果不該變,那么原來兩物體之間就不存在彈力。(3)彈力的三要素①大?。号c物體的材料和彈性形變程度有關。在彈性限度內,物體的形變程度越大,產生的彈力越大;②方向:與施力物體發(fā)生彈性形變的方向相反;③作用點:作用在受力物體上,也可等效在受力物體的重心上(4)繩子上的彈力的作用點方向:作用點在繩與被拉物體的接觸點上,方向沿著繩子指向繩子收縮的方向3.彈簧測力計(1)原理:在彈性限度內,彈簧伸長量與所受拉力成正比(2)彈簧測力計的使用方法使用前①認清零點(調零):測前檢查彈簧測力計的指針是否指在零刻度線上,如果不在,應該把指針調節(jié)到零刻度線上(調節(jié)時在力的方向上調零);②認清測量范圍:加在彈簧測力計上的力不允許超過它的最大測量值,否則會損壞彈簧測力計;③認清分度值;④沿彈簧的軸線方向輕輕來回拉動掛鉤幾次,放手后觀察指針能否回到原來的位置,以防彈簧卡殼。使用時①拉力方向與彈簧的軸線方向一致,以免掛鉤桿與外殼之間產生較大的摩擦力;②讀數時,視線要與指針對應的刻度線垂直;③記錄數據要帶單位;④待測的力(所掛物體)一定要在彈簧彈簧測力計的掛鉤一端,嚴禁倒掛(倒掛時,彈簧測力計的示數等于外殼對彈簧的拉力和重物對彈簧的拉力之和,故彈簧測力計讀數會偏大)三、重力1.重力(1)產生原因:由于地球的吸引而使物體受到的力(2)重力通常用字母G表示,重力的施力物體是地球,受力物體是研究的物體(3)重力的三個特點①普遍性:地球附近的所有物體都受到重力的作用,與物體的種類、狀態(tài)無關;②不等性:重力是由于地球的吸引而產生的,但重力不是地球對物體的吸引力;③非接觸性:重力的產生不需要接觸。(4)注意:物理學中的物重指的是物體的重力2.重力的大?。?)實驗結論:物體所受的重力與其質量成正比(2)重力計算:G=mgG的單位是N,m的單位是kg,g的單位是牛每千克,符號是N/kg,g≈9.8N/kg,在粗略計算時,g可取10N/kg。(3)g=10N/kg的物理意義:1kg的物體受到的重力是10N注意:在不同星球上,g的值一般不同,所以在不同星球,物體質量相同,但重力不一定相同。3.重力的方向(1)重力的方向:豎直向下(2)重力方向豎直向下的應用:①鉛垂線②水平儀4.重心(1)定義:地球吸引物體的各個部分,但是對于整個物體,重力作用的表現就好像作用在某一個點上,這個點叫作物體的重心。重心是一個物體各部分受到的重力作用的等效作用點;(2)重心位置影響因素:①形狀②質量分布質量分布對重心的影響例子:一個人從二層公交車的一層走向二層,把公交車和車上所有乘客看作一個整體,重心位置上升;(3)形狀規(guī)則、質量分布均勻物體重心位置:重心在幾何中心;(4)找不規(guī)則物體的重心位置的方法:①懸掛法(薄板)②支撐法(棍狀物體);(5)物體重心不一定在物體上,例如:形狀規(guī)則、質量分布均勻的圓環(huán)重心位置在圓心處;(6)重心高度對物體穩(wěn)定性的影響:重心越低越穩(wěn)定,例如:①用卡車裝貨物時,將重的貨物裝在下面可以提高穩(wěn)定性②不倒翁5.重力的由來重力是由于地球附近的物體受到地球的吸引而產生的,但重力的大小并不一定等于地球對物體的吸引力,除了在兩級處物體的重力等于萬有引力外,在地球其他各處物體的重力都略小于萬有引力。第八章運動和力一、牛頓第一定律1.阻力對物體運動的影響(1)兩種觀點物理學家亞里士多德伽利略生活現象①拉小車,小車走;不拉小車,它就停下來②只有不斷給足球施加力,它才會一直運動,不然就會停下來①小車開始運動是因為受到拉力,不拉之后停下來是因為受到阻力②足球開始運動是因為受到人踢足球的力,最后在地面停下來是因為受到地面的阻力觀點力是維持物體運動狀態(tài)的原因力是改變物體運動狀態(tài)的原因對錯錯誤正確2.演示:阻力對物體運動的影響實驗思路取一輛小車,讓它三次從斜面同一位置由靜止滑下。通過在水平木板表面鋪粗糙程度不同的毛巾和棉布改變小車受到的阻力大小,比較小車每次在水平面滑行的距離(距離越遠,表示小車速度減小的越慢)實驗器材小車、斜面、木板、棉布、毛巾、米尺實驗過程①在水平木板上鋪上毛巾,讓小車從斜面頂端由靜止滑下,觀察小車在阻力較大的毛巾表面滑行的距離;②在水平木板上鋪上棉布,讓小車從斜面同一位置由靜止滑下,觀察小車在阻力較小的棉布表面滑行的距離;③讓小車從斜面同一位置由靜止滑下,觀察小車在阻力更小的木板表面滑行的距離;實驗記錄表:表面狀況小車受到的阻力小車滑行的距離毛巾最大最小棉布較小較大木板最小最大實驗結論小車受到的阻力越小,小車滑行的距離越遠,速度減小的越慢進行推理如果運動的物體受到的阻力為零,物體將會一直運動下去,即物體的運動不需要力來維持(無法用實驗證明)實驗方法控制變量法、實驗推理法(理想實驗法)、轉換法3.牛頓第一定律(1)內容:一切物體在不受力或所受合力為零時,總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)(2)對牛頓第一定律的理解①由牛頓第一定律可知,一切物體都有保持原來運動狀態(tài)不變的性質,說明物體的運動不需要力來維持,不受任何力的作用時,原來運動的物體將會保持勻速直線運動狀態(tài),原來靜止的物體將保持靜止。若運動狀態(tài)發(fā)生改變,是因為物體受到了力的作用;②牛頓第一定律是在大量經驗事實的基礎上,用推理的方法概括出來的,不能用實驗直接證明。(3)牛頓第一定律常考問題蕩秋千最高點速度為零,其余位置均有速度,在最高點時外力全部消失,會立即靜止豎直上拋物體最高點速度為零,其余位置均有速度,在最高點時外力全部消失,會立即靜止斜拋物體最高點速度不為零,所有位置均有速度,在最高點時外力全部消失,會向前方做勻速直線運動注意:原來做曲線運動的物體,若外力突然消失,則立即以外力消失的那一刻的速度(曲線的切線方向)做勻速直線運動4.慣性(1)概念:物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)不變的性質叫慣性;(2)對慣性的認識①慣性的普遍性:一切物體在任何情況下都有慣性,與物體狀態(tài)、位置、是否受力無關;②慣性的影響因素:慣性大小只與質量有關,質量越大,慣性越大;③慣性的大小反映了物體保持原來運動狀態(tài)的能力,或者說反映了物體運動狀態(tài)改變的難易程度;④慣性的描述:只能說“由于慣性”、“具有慣性”、“利用慣性”,不能說“慣性力”、“受到慣性”、“受到慣性作用”等。⑤對慣性現象的解釋人在走路時,突然踩到西瓜皮,人的下半身突然向前加速,上半身由于慣性保持原來的速度,上半身速度速度小于下半身速度,所以人會向后倒;人在走路時,突然踢到石頭,人的下半身突然減速,上半身由于慣性保持原來的速度,上半身速度速度大于下半身速度,所以人會向前倒;人在勻速直線運動的列車上跳起來,由于人和列車一起做勻速直線運動,保持相對靜止,所以人在跳起來后仍然會落在原地;勻速飛行的飛機每隔一段時間扔下一枚炮彈,由于慣性,每枚炮彈在落地前水平方向速度都與飛機速度相同,在地面上的人看到的炮彈都在飛機的正下方。5.慣性的利用與防范慣性的利用利用錘頭慣性讓錘頭在錘柄上套緊利用灰塵的慣性拍打衣服上的灰塵跳遠時助跑可以跳得更遠潑水時利用水的慣性將水從盆中潑出去慣性的防范汽車安全帶(緊急剎車時起作用)汽車頭枕(突然啟動或被后車追尾時起作用)注意:系安全帶只是減小慣性帶來的危害,并沒有減小慣性;跳遠只是利用了慣性,并沒有增大慣性。二、二力平衡1.二力平衡條件(1)平衡狀態(tài)和平衡力物體受到幾個力作用時,如果保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),我們就說這幾個力相互平衡,物體處于平衡狀態(tài)。(2)二力平衡當物體受到兩個力的作用時,如果保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),我們就說這兩個力相互平衡,簡稱二力平衡。(3)實驗:探究二力平衡的條件實驗思路如圖所示,把小車放在光滑的水平桌面上,使小車在水平方向受兩個力的作用。分別改變這兩個力的大?。ㄍㄟ^改變鉤碼的數量實現)、方向、是否共線(通過扭轉小車實現)和是否同體(通過分別拉兩輛小車實現),由靜止釋放小車,觀察小車在什么條件下會保持靜止狀態(tài)不變。解析:①光滑的水平桌面是為了減小阻力對實驗的影響②物體的平衡狀態(tài)包括靜止狀態(tài)和勻速直線運動狀態(tài)。由于實驗時勻速直線運動狀態(tài)不好控制,所以我們采用讓小車處于靜止狀態(tài)來研究二力平衡的條件實驗器材小車、細線、定滑輪兩個、等質量托盤兩個、鉤碼若干實驗過程(1)如實驗裝置圖所示,將小車放在光滑的水平桌面上,安裝好實驗裝置。使兩個托盤內的鉤碼質量不相等(使小車受到的拉力大小不相等),觀察小車的運動情況;(2)在兩邊的托盤中放上數量相同的鉤碼,使兩個托盤里的鉤碼質量相等,觀察小車的運動情況;(3)保持兩邊托盤中的鉤碼質量相等,把小車在水平桌面扭轉一個角度(探究不在同一直線的兩個力能否平衡)后釋放,觀察小車的運動情況;(4)將連接小車右側托盤的細線掛于小車左側掛鉤處,使兩個力同時向左(探究兩個力方向相同時能否平衡),觀察小車的運動情況;(5)控制力的大小不變,方向保持相反,保持兩力在同一直線上,把細線掛在兩個小車的兩側(如下圖)實驗記錄小車在水平方向所受二力的情況小車的運動狀態(tài)是否改變大小方向是否作用在同一直線上是否作用在同一物體上不相等相反是是是相等相反是是否相等相反否是是相等相同是是是相等相反是否是實驗結論作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個力就彼此平衡。簡記為“等大、反向、共線、同體”實驗改進為消除小車與桌面間摩擦力的影響,也可以設計如圖所示的實驗,用小卡片(重力可忽略)代替小車做實驗。實驗中減小摩擦力的方法:①用較為光滑的桌面和帶有輪的小車,而不選用木塊;②用輕質小卡片(忽略小卡片重力對實驗的影響)代替小車;③給滑輪加潤滑油或使用質量焦大的砝碼。二力平衡拓展:(1)同一條線直線上力的合成:同向相加,反向相減;(2)多個力的平衡解法:同一直線上的力合力為零。例如:①當用力提地面上的水桶沒有提動時,水桶受到重力、支持力和拉力,此時水桶處于靜止狀態(tài)(平衡狀態(tài)),拉力+支持力=重力;②用力向前推地面上的桌子,沒有推動(平衡狀態(tài)),桌子受到重力、支持力、推力、阻力。此時重力=支持力,推力=阻力。2.二力平衡條件的應用(1)求力的大小和判斷力的方向:可根據一對平衡力中一個力的大小、方向,確定另外一個力的大小和方向;(2)判斷物體的運動狀態(tài):物體受平衡力時,應保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài);(3)判斷二力平衡①根據二力平衡條件判斷:作用在同一個物體上的兩個力,如果大小相等,方向相反,且在同一條直線上,則這兩個力平衡;②根據物體的運動狀態(tài)來判斷:若物體只受兩個力且處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài),則這兩個力平衡。3.辨析平衡力和相互作用力項目一對平衡力一對相互作用力力重力G和支持力F支壓力F壓支持力F支示意圖相同點大小相等方向相反作用在同一直線上不同點作用在同一物體上作用在不同物體上一個力不一定隨另一個力的變化而變化一個力隨另一個力的變化而變化不一定是同性質的力一定是同性質的力三、摩擦力1.摩擦力(1)定義:兩個相互接觸的物體,當它們相對運動(或有相對運動趨勢)時,在接觸面上會產生一種阻礙相對運動(或相對運動趨勢)的力,這種力叫作摩擦力,一般用字母Ff或f表示。(2)三種摩擦力項目靜摩擦滑動摩擦滾動摩擦定義兩個相互接觸的物體將要發(fā)生而尚未發(fā)生相對運動時產生的摩擦一個物體在另一個物體表面上滑動時產生的摩擦一個物體在另一個物體上滾動時產生的摩擦簡介物體推而未動在粗糙表面上推物體運動帶輪子的物體在力的作用下運動實例手握瓶子靜止時,手與瓶子之間的摩擦用黑板擦擦黑板時,黑板擦與黑板之間的摩擦正常行駛的自行車,車輪與地面之間的摩擦拓展:①摩擦力不一定是阻力,有時也是動力,如傳送帶傳送貨物時,貨物受到的摩擦力就是動力;②“相對運動方向”與“實際運動方向”不同。如人跑步時,腳用力向后蹬地,腳相對于地面有向后運動的趨勢,摩擦力阻礙腳向后運動,而成為人向前運動的動力,此時地面給鞋底的摩擦力方向與人的運動方向是相同的。(3)摩擦力產生條件①相互接觸并擠壓②有相對運動或相對運動趨勢③接觸面粗糙辨析摩擦力與彈力的關系:有摩擦力一定有彈力;有彈力不一定有摩擦力。(4)摩擦力方向:與物體相對運動或相對運動趨勢方向相反例如:人沿著桿勻速向上或者向下爬時,受到的摩擦力方向均向上。(5)摩擦力的大小物體做勻速直線運動或處于靜止狀態(tài)時受到的摩擦力大小利用二力平衡條件求解。2.滑動摩擦力大小的影響因素(1)測量滑動摩擦力①原理:二力平衡②步驟:Ⅰ把彈簧測力計在水平方向調零;Ⅱ用彈簧測力計水平拉動木塊,使它沿長木板做勻速直線運動,讀出此時彈簧測力計的示數,即為滑動摩擦力的大小。(2)探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關實驗器材彈簧測力計、帶掛鉤的長方體木塊、長木板、毛巾、桌面、鉤碼實驗過程(1)用彈簧測力計水平拉動木塊,使其在鋪有毛巾的長木板上勻速滑動,記下彈簧測力計的示數,即為此種情況下的滑動摩擦力大小,如圖甲所示;(2)把毛巾去掉,勻速拉動彈簧測力計,測出此種情況下的滑動摩擦力,如圖乙所示;(3)在木塊上加砝碼,從而改變木塊對桌面的壓力,勻速拉動彈簧測力計,測出此種情況下的滑動摩擦力,如圖丙所示;實驗數據表:實驗序號實驗條件彈簧測力示數F/N壓力情況接觸面情況1一個木塊毛巾與木塊4.02一個木塊桌面與木塊2.03一個木塊與鉤碼桌面與木塊3.0論證分析由實驗1、2可知,當壓力相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大;由實驗2、3可知,當接觸面粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大。實驗結論滑動摩擦力的大小由壓力大小和接觸面粗糙程度共同決定實驗改進實驗中可以固體彈簧測力計不動,拉動長木板運動如圖所示。優(yōu)點:①不必控制長木板做勻速直線運動,實驗更容易操作;②彈簧測力計靜止,示數穩(wěn)定,便于讀數。注意:滑動摩擦力大小與運動速度和接觸面積大小均無關。3.靜摩擦力(1)概念:兩個相互接觸的物體將要發(fā)生而尚未發(fā)生相對運動時產生的摩擦力。例如:用手拿著杯子,由于重力作用,杯子有向下的運動趨勢,因此手需要給杯子一個向上的靜摩擦力來抵消重力產生的影響。(2)方向:與相對運動趨勢方向相反常見現象:人走路靜摩擦力方向向前(動力)騎自行車后輪(主動輪)靜摩擦力方向向前,前輪(從動輪)靜摩擦力方向向后推自行車前后輪靜摩擦力方向均向后(3)大?。红o摩擦力無固定大小,是一個范圍,靜摩擦力的大小只能根據二力平衡去分析例如:用5N的力推桌子,沒有推動,則靜摩擦力大小為5N,改用15N的力推桌子仍未推動,則此時靜摩擦力變?yōu)?5N。4.摩擦的利用和防止(1)增大有益摩擦的方法和例子方法實例增大壓力剎車時用力捏車閘增大接觸面粗糙程度輪胎表面有花紋、冬天汽車車輪裝防滑鏈變滾動為滑動汽車緊急剎車時,車輪由滾動變?yōu)榛瑒樱?)減小有害摩擦的方法和例子方法實例減小壓力體操運動員握單杠不能握太緊減小接觸面粗糙程度滑冰場冰面光滑變滑動為滾動行李箱裝滾輪使接觸面分離轉動部分加潤滑油、氣墊船、磁懸浮列車(3)自行車上的“有益”、“有害”摩擦①有益摩擦:剎車時捏車閘、塑料套緊套在車把上,且上面有花紋、輪胎上的花紋、腳踏板凹凸不平;②有害摩擦:車軸處裝有滾珠、在轉動部分加潤滑油、車輪做成圓形。四、同一直線上二力的合成1.合力與分力:如果一個力單獨作用的效果與幾個力共同作用的效果相同,這個力就叫作那幾個力的合力,組成合力的每一個力叫作分力。對合力與分力的理解:①同一性:幾個力必須是同時作用在同一物體上;②非重復性:合力并不是物體受到的又一個力。對物體進行受力分析時,考慮了合力,就不能再考慮分力,考慮了分力,就不能再考慮合力,即合力與分力不能同時存在;③等效性:合力并不是分力的總和,而應從力的作用效果來判斷,運用等效替代的原則,即合力的實質為幾個分力的“等效力”。2.力的合成:在物理學中,求幾個力的合力的過程叫力的合成。3.研究同一直線上二力的合成實驗器材橡皮筋、細繩、小圓環(huán)、彈簧測力計橡皮筋作用:通過橡皮筋在力的作用下伸長的長度來反映力的作用效果實驗過程①如圖所示,將橡皮筋一端固定,另一端與小圓環(huán)相連。把兩個彈簧測力計分別通過細繩與小圓環(huán)相連后,沿水平方向向右拉橡皮筋,將小圓環(huán)拉至O點,標下此時小圓環(huán)的位置,并記錄兩個彈簧測力計的示數F1、F2;②用一個彈簧測力計拉橡皮筋,將小圓環(huán)再次拉至O點,記下彈簧測力計的示數F合;再次拉至O點目的:保證拉力F合的作用效果和拉力F1、F2共同作用的效果相同。③改變拉力F1、F2的大小,多做幾次實驗。將F合與F1、F2的示數進行比較,并分析F合與F1、F2方向的關系;④如圖所示,用兩個彈簧測力計沿相反的方向水平拉橡皮筋,標記下此時小圓環(huán)的位置O’,并記下兩個彈簧測力計的示數F1’、F2’;⑤再用一個彈簧測力計將小圓環(huán)拉到O’點,記下彈簧測力計的示數F合’;⑥改變拉力F1’、F2’的大小,多做幾次實驗。將F合’與F1’、F2’的示數進行比較,并分析F合’與F1’、F2’方向的關系。實驗數據記錄表表一F1、F2同向實驗序號項目F1/NF2/NF合/N1大小2.01.23.2方向右右右2大小2.21.84.0方向右右右表二F1’、F2’反向實驗序號項目F1’/NF2’/NF合’/N1大小3.41.42.0方向右左右2大小4.01.62.4方向右左右實驗結論①同一直線上的兩個力,如果方向相同,合力的大小等于這兩個力的大小之和,合力的方向與這兩個力的方向相同;②同一直線上的兩個力,如果方向相反,合力的大小等于這兩個力的大小之差,合力的方向與較大的力的方向相同;注意:對于合力的幾點理解①平衡力的合力為零;②合力的作用效果與分力共同作用的效果相同,所以只有作用在同一物體上的幾個力才能合成;③同一直線上的兩個力,當力的方向相同時,合力一定大于任何一個分力,方向相反時,合力比較大的分力小;④“求合力”和“求合力的大小”的要求是不同的,“求合力”包括求合力的大小和方向。4.力與運動的關系受平衡力運動狀態(tài)不變靜止或勻速直線運動受非平衡力運動狀態(tài)改變合力方向與運動方向相同加速運動合力方向與運動方向相反減速運動合力方向與運動方向不在同一直線曲線運動第九章壓強一、壓強1.壓力(1)定義:垂直作用在物體表面的力(2)大?。翰灰欢ǖ扔谥亓Γ挥挟斘矬w單獨放在水平桌面時,物體對桌面的壓力大小才與重力大小相等(3)方向:垂直于接觸面,并指向受力物體(4)壓力與重力的區(qū)別與聯(lián)系項目木塊對斜面的壓力木塊受到的重力區(qū)別力的示意圖施力物體木塊地球受力物體斜面木塊性質彈力引力產生原因物體間相互接觸、擠壓產生彈性形變地球的吸引大小有時與重力有關且大小相等,有時與重力有關但大小不相等,有時與重力無關G=mg方向垂直于受力面指向受力物體豎直向下作用點受力物體表面重心聯(lián)系當物體處于水平面且豎直方向只受重力和支持力時,物體對水平面的壓力大小、方向與重力的大小、方向相同,但不能認為壓力就是重力(5)找壓力大小的方法:對壓力的施力物體進行受力分析,找出該物體受到的支持力,根據相互作用力大小相等,即可知道壓力的大小。例如:將一本書放在桌子上,求書對桌子的壓力。對書進行受力分析,書受到重力和支持力,根據二力平衡可知,支持力等于重力,根據相互作用力特點,壓力等于支持力,所以可得書對桌面的壓力等于書重力。2.壓強(1)探究壓力作用效果的影響因素實驗設計①如何體現壓力的作用效果:觀察海綿的凹陷程度②如何改變受力面積:利用小桌的桌面和桌腿改變受力面積③如何改變壓力:通過在小桌上加鉤碼改變壓力實驗過程①按照圖甲所示將小桌放在海綿上,觀察海綿的凹陷程度;注意:此實驗是通過受力物體的形變程度來體現壓力的作用效果,而木板等一些比較硬的物體形變程度不明顯,所以不選用木板這類物體,而選用海綿(或沙子)這類形變程度明顯的物體。②在小桌上放上鉤碼,按照圖乙所示將小桌放在海綿上,觀察海綿的凹陷程度;③在小桌上放上鉤碼,按照圖丙所示將小桌倒放在海綿上,觀察海綿的凹陷程度。分析論證①比較圖甲和圖乙可得:受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;②比較圖乙和圖丙可得:壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。實驗結論壓力的作用效果與壓力大小和受力面積大小有關。①當受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;②當壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。實驗拓展比較圖甲和圖丙,不能得出壓力的作用效果與壓力大小的關系,因為沒有控制受力面積相同。實驗方法控制變量法、轉換法(2)壓強物理意義:壓強是用來表示壓力作用效果的物理量。壓強越大,壓力的作用效果越明顯。(3)壓強定義:在物理學中,物體所受壓力大小與受力面積之比叫作壓強,用符號p表示。p=對壓強公式的理解:①該公式為壓強的定義式,適用于所有物體間壓強的計算,即固體、液體、氣體均可以使用此公式計算壓強;②公式中的S為受力面積,指的是相互接觸的面積;③特殊公式:當質量分布均勻的柱形固體直接放在水平面上時(即固體只受重力和支持力),壓強公式可以變形為p=適用范圍:質量分布均勻的柱體、直接放在水平面上且受力面積等于柱體的底面積。(4)單位:在國際單位制種,力的單位是N,面積的單位是m2,所以壓強p的單位是N/m2,讀作牛每平方米,壓強的專用單位是帕斯卡,簡稱帕,符號為Pa,常用單位還有千帕(kPa)和兆帕(MPa)。1kPa=103Pa1MPa=106Pa100Pa表示每平方米受到的壓力為100N。(5)增大和減小壓強的方法和實例目的方法實例減小壓強增大受力面積書包帶比較寬、鐵軌鋪在枕木上、滑雪板面積較大減小壓力空心磚、載重汽車限載同時增大受力面積和減小壓力卡車限載且輪子很多增大壓強減小受力面積針頭很尖、切肉前磨菜刀增大壓力壓路機的碾子質量很大同時減小受力面積和增大壓力用力按圖釘帽二、液體壓強1.液體壓強(1)產生原因:①液體有重力②液體有流動性(2)特點:向各個方向均有壓強2.探究液體壓強的影響因素(1)測量工具:壓強計——轉換法原理U型管液面高度差的大小表示橡皮膜所受壓強的大小常見問題使用前應先檢查是否漏氣。具體操作是用手輕按橡皮膜,若壓強計U型管的高度差發(fā)生變化說明不漏氣,若不變說明漏氣,需要將軟管拆掉重新組裝當壓強計的橡皮膜沒有受到壓強時,U型管中的液面應該是相平的,若出現高度差,需要將橡皮管取下重新組裝,不能從U型管往外倒液體或者向U型管內倒入液體(2)實驗探究探究問題控制變量現象及分析結論探究在液體同一深度處向各個方向的壓強是否相等控制探頭在液體中的深度、液體密度相同,改變探頭的方向U型管兩側液面的高度差不變,即液體內部壓強不變,說明同種液體內部同一深度處的壓強大小與方向無關液體內部向各個方向都有壓強,同種液體在同一深度處,向各個方向的壓強都相等探究液體壓強與深度的關系控制液體的密度、探頭的方向相同,增大探頭在液體中的深度U型管兩側液面的高度差變大,即液體內部壓強變大。由于液體的密度、探頭的方向都是相同的,所以壓強變大是因為深度變大同種液體內部壓強隨深度的變大而變大探究液體壓強與液體密度的關系控制探頭的方向、深度相同,增大液體的密度U型管兩側液面的高度差變大,即液體內部壓強變大。由于深度、探頭的方向都是相同的,所以壓強變大是因為液體密度變大不同液體同一深度壓強不同,密度越大,壓強越大歸納總結:①在液體內部的同一深度,向各個方向的壓強都相等;②深度越大,壓強越大;③液體內部壓強還與液體密度有關,在深度相同時,液體密度越大,壓強越大。3.液體壓強公式推導設在液面下深度為h處有一個水平放置的“平面”,這個平面上方的水組成一個豎直液柱,該液柱對平面的壓力等于液柱所受的重力。平面的面積為S,如右圖所示。則這個平面上方液柱對平面的壓力F=G=mg=ρVg=ρShg;所以壓強p=由于液體內部同一深度向各個方向的壓強均相等,所以知道液體豎直向下的壓強,也就知道了這一深度向各個方向的壓強。辨析深度、高度和長度液面:液體與大氣接觸的水平面深度液面到某點的豎直距離,即高度是從上往下測的高度容器底部到某點的豎直距離,即高度是從下往上測的長度物體兩端間的距離4.液體對容器底部壓力與液體重力的關系(1)計算液體對容器底部壓力的一般步驟①根據p=ρgh②根據F=pS計算液體對容器底部的壓力。結合①②得F=ρghS=ρVg=mg=G(V=Sh只適用于柱體),即只有柱形容器內液體對容器底部壓力等于液體重力。(2)三種不同形狀容器中壓力與重力的大小關系容器類型液體對容器底部壓力的定性分析液體對容器底部壓力的定量分析由于液體所受重力的方向是豎直向下的,可以認為柱狀容器中液體重力全部作用在容器底部,所以F壓=G液液體對容器底部壓力F壓=pS=ρghS=ρgV在口大底下的敞口容器中,虛線外那一部分液體的重力作用在側壁上,液體對容器底部壓力只等于以其底面積大小形成的液柱的重力,所以F液體對容器底部壓力F壓=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,因為V柱<在口小底大的縮口容器中,側壁會受到液體垂直側壁向上的壓力,因為物體間力的作用是相互的,所以側壁不但不起支撐作用,反而給液體施加一個斜向下的壓力,因此容器底部不僅要承受液體的重力,而且還要承受側壁對液體施加的向下的壓力,所以F液體對容器底部壓力F壓=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,因為V柱>5.連通器(1)定義:上端開口、下端聯(lián)通的容器注意:壓強計不是連通器(2)特點:同種均勻液體在連通器內靜止時,連通器各部分液面總是相平的(3)利用液體壓強解釋連通器特點如右圖所示,當液體不流動時,設想在連通器底部液體中有一個豎直方向很薄的液片。對液片分析可得:①液片靜止;②液片處于平衡狀態(tài);③由二力平衡可得F1=F2;④由p=FS可知p1=p2;⑤由h=pρg(4)連通器的應用茶壺、船閘、洗手間下水管、自動喂水器、水塔供水系統(tǒng)、過路涵洞6.液體對容器底部壓力、壓強和容器對桌面壓力、壓強的計算(1)求液體對容器底部的壓力、壓強,一般先根據p=ρgh計算液體對容器底部的壓強;再根據F=pS計算液體(2)求容器對桌面的壓力、壓強,一般先根據容器對桌面的壓力大小等于總重力大小,即F=G總=三、大氣壓強1.大氣壓強(1)定義:包圍在地球周圍的空氣層叫大氣層,大氣產生的壓強叫作大氣壓強,簡稱大氣壓或氣壓;(2)產生原因:①大氣有重力;②大氣具有流動性;(3)特點:①向各個方向都有壓強;②在同一高度向各個方向的壓強相等;(5)大氣壓強存在的現象及應用:①吸管喝飲料;②覆杯實驗;③吸盤掛鉤;④鋼筆吸墨水;⑤拔火罐;⑥活塞式抽水機2.與大氣壓強有關的兩個實驗(1)實驗名稱及作用馬德堡半球實驗證明了大氣壓強的存在托里拆利實驗測出了大氣壓強的數值(2)托里拆利實驗過程及分析實驗過程在長約1m、一端封閉的玻璃管內灌滿水銀Ⅰ,用戴手套的手指將管口堵住,然后倒插入水銀槽中。放在手指,管內水銀面下降到一定高度時不再下降,這時管內外水銀面的高度差約為760mm,水銀處于靜止狀態(tài)Ⅱ,把玻璃管傾斜,水銀柱長度變長,但豎直高度差不變Ⅲ。Ⅰ:管中要充滿水銀,不能混入氣泡。若玻璃管內混入了少量空氣,由于這部分空氣也有壓強,則p大氣Ⅱ:水銀處于靜止狀態(tài),受到平衡力的作用,管內水銀柱的重力與大氣對這段水銀柱向上的壓力是一對平衡力,大小相等;Ⅲ:水銀柱的高度是指管內外水銀面的豎直高度差,不是指管傾斜時水銀柱的長度,所以實驗過程中,只要測量正確(測量高度差),玻璃管是否傾斜不影響實驗結果。實驗分析玻璃管水銀面的上方是真空,沒有大氣壓,管外水銀面的上方是空氣,玻璃管內的水銀面之所以能夠高于水銀槽內的水銀面,是因為大氣壓支撐著管內這段水銀柱使它不會落下實驗結論大氣壓的數值等于它支撐的這段水銀柱產生的壓強,即p(3)對托里拆利實驗的幾點認識①水銀柱的高度只與外界大氣壓有關,而與管的粗細、長度、形狀、插入水銀槽的深度均無關;②若玻璃管內進入空氣,此時水銀柱上方不再是真空,會使水銀柱高度變小,使得測量值比實際大氣壓的值偏??;③若在管的頂部開一小孔,則玻璃管和水銀槽構成連通器,管中液面會下降,最終管內外液面相平。(4)標準大氣壓:用字母p0表示,大小與760mm高的水銀柱產生的壓強大小相等,約為1.013×105Pa。3.氣壓的測量(1)氣壓計:測量大氣壓的儀器叫作氣壓計(2)氣壓計種類:①水銀氣壓計②金屬盒氣壓計(無液氣壓計)③自制氣壓計自制氣壓計原理:在溫度不變的條件下,一定質量的氣體,體積減小,壓強增大;體積增大,壓強減小。瓶內氣體質量不變,由于玻璃管較細,可認為瓶內氣體體積不變,則瓶內壓強不變,瓶內氣壓大于大氣壓,p瓶內(3)其它測量大氣壓的方法①吸盤拉力法;②注射器拉力法原理分析:利用吸盤或注射器測出大氣對吸盤或者注射器活塞產生的壓力,再根據p=F4.大氣壓與高度的關系:大氣壓隨海拔的升高而降低5.沸點與氣壓的關系:沸點隨氣壓的降低而降低。注意:在標準大氣壓下,水的沸點為100℃五、流體壓強與流速的關系1.流體:物理學中把具有流動性的液體和氣體統(tǒng)稱為流體2.流體壓強與流速的關系:流體在流速大的地方壓強小3.流體壓強與流速的關系的應用①香蕉球②站臺警戒線③飛機的升力第十章浮力一、浮力1.浮力(1)定義:浸在液體或氣體中的物體受到液體或氣體給的向上的力(2)方向:豎直向上2.浮力的測量——稱重法測浮力①用彈簧測力計測出物體的重力G;②把物體掛在彈簧測力計下,然后把物體浸沒在液體中,讀出彈簧測力計的示數F拉;③物體所受浮力大小F浮=G-F拉。3.浮力大小的影響因素:物體在液體中所受浮力的大小,跟它浸在液體中的體積有關,跟液體的密度有關。當液體密度相同時,浸在液體中的體積越大,物體所受浮力越大;當浸在液體中的體積相同時,液體的密度越大,物體所受浮力越大。注意:物體所受浮力大小與物體本身的體積和密度無關,與物體浸在液體中的深度無關。4.浮力產生的原因(1)浮力產生原因:上下表面壓力差,F浮=F向上-F向下(2)根據浮力產生原因探究浮力的兩種特殊情況①當物體部分浸在液體中時,如圖甲所示,上表面不受液體壓力,則F浮=F向上;②若浸沒在液體中的物體下表面和容器底部緊密接觸(即下表面與液體不接觸),如圖乙所示,則液體對物體向上的壓力F向上為零,物體將不受浮力,只受到向下的壓力,如在水中的橋墩、深陷在淤泥中的沉船等。二、阿基米德原理1.阿基米德的啟示阿基米德的困惑如何測量不規(guī)則王冠的體積阿基米德的靈感物體浸在液體中的體積,等于物體排開液體的體積阿基米德的啟示①物體浸在液體中的體積越大,液體的密度越大,受到的浮力越大;②用“物體排開液體的體積”取代“物體浸在液體中的體積”來陳述這個結論;③物體排開液體的體積越大,液體的密度越大,受到的浮力越大;④排開液體體積越大,液體密度越大,根據m排=ρ進一步猜想浮力大小與物體排開液體所受重力有關2.探究浮力大小與物體排開液體所受重力的關系實驗思路(1)浸在液體中的物體所受浮力大小可以用稱重法測出來;(2)物體排開液體所受重力可以用溢水杯、小桶和彈簧測力計測出:溢水杯中盛滿液體,再把物體浸在液體中,讓排開的液體流入一個小桶中,桶中的液體就是被物體排開的液體,用彈簧測力計測出排開液體的重力;(3)比較浮力大小與物體排開液體所受重力的大小關系實驗器材彈簧測力計、細線、小石塊、燒杯、溢水杯、小桶、水實驗過程(1)將小桶掛在彈簧測力計的掛鉤上,測出其重力G1(如圖甲所示);(2)將小石塊用細線系住,掛在彈簧測力計的掛鉤上,如圖乙所示,測出小石塊的重力G;(3)將水倒入溢水杯中,使水面恰好到達溢水杯的溢水口(使小石塊排開的水全部流入小桶中),將小桶放在溢水口下水能正好流入小桶的位置,然后將小石塊慢慢浸入水中,讀出此時彈簧測力計示數F拉,如圖丙所示;(4)利用公式F浮=G-F拉,計算出小石塊此時受到的浮力;(5)測出此時小桶和排開水的總重力G2(如圖?。?,并算出排開水的重力G排=G2-G1;(6)換用不同質量的小石塊,重復以上步驟多次實驗。實驗序號123小桶重力G1/N1.01.01.0小石塊重力G/N2.21.73.6小石塊浸在水中時彈簧測力計示數F拉/N1.41.12.3小桶和排開水的總重力G2/N1.81.62.3小石塊所受浮力F浮/N0.80.61.3排開水的重力G排/N0.80.61.3實驗結論小石塊所受浮力等于排開水的重力交流評估(1)實驗中要先測空桶的重力,再測排開的水和小桶的總重力,可避免因小桶內壁殘留水造成計算得出的排開水的重力偏?。唬?)溢水杯中的水面必須到達溢水口,且溢出的水全部流入小桶中,這樣溢出水的體積才等于排開水的體積,否則,測得排開水的體積將偏小,G排偏小。實驗改進利用兩個相同的彈簧測力計A和B、飲料瓶和吸管組成如圖所示裝置。向下移動水平橫桿,使物體緩慢浸入盛滿水的溢水杯中,觀察到A的示數逐漸變小,B的示數逐漸變大,且A、B示數的變化量相等,則可得F浮=G排。改進后優(yōu)點:①彈簧測力計固定,示數更穩(wěn)定;②能同步觀察彈簧測力計A、B示數的變化。讓溢水杯中水面恰好到達溢水口的方法:在溢水杯中加入過量水,水從溢水口溢出,當水不流出時,水面恰好到達溢水口。3.阿基米德原理(1)內容:浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小等于物體排開液體的重力。(2)公式及推導式:F(3)適用范圍:液體、氣體均可使用(4)注意事項:“浸在液體中的物體”包含兩種狀態(tài)。①物體全部浸在液體中,此時V排=V物;②物體的一部分浸在液體中,此時V物=V排+V露,即V排<V物。三、物體的浮沉條件及應用1.物體浮沉的原因浸沒在液體中的物體,一般受到兩個力的作用:一個是豎直向下的重力G,另一個是豎直向上的浮力F浮。物體在液體中上浮還是下沉,取決于二者之間的大小關系。2.物體浮沉的幾種狀態(tài)狀態(tài)上浮下沉懸浮漂浮沉底圖示F浮與G的大小關系F浮>GF浮<GF浮=GF浮=GF浮+F支=Gρ液與ρ物的關系ρ液>ρ物ρ液<ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液<ρ物V排與V物的關系V排=V物(露出液面前)V排=V物V排=V物V排<V物V排=V物力與運動的關系處于動態(tài)(運動狀態(tài)不斷改變),受非平衡力作用可以停留在液體中的任何深度處是“上浮”過程的最終狀態(tài)是“下沉”過程的最終狀態(tài)處于靜止狀態(tài),受平衡力作用漂浮問題“五規(guī)律”(1)“二力平衡”,即物體漂浮在液體中,所受浮力大小等于它的重力;(2)“浮力恒等”,即同一物體在不同液體里漂浮,所受浮力相同;(3)“密大浸少”,即同一物體在不同液體里漂浮,在密度大的液體里浸入的體積??;(4)“比例相等”,即漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾,物體密度就是液體密度的幾分之幾;(5)“質量相等”,即排開液體質量等于物體自身質量。3.浮力大小的四種計算方法(1)稱重法(2)壓力差法(3)公式法(阿基米德原理)(4)平衡法:物體漂浮或懸浮時,物體處于平衡狀態(tài),F浮=G。4.浮力的應用(1)增大浮力的方法①增大液體密度(水中加鹽)②增大物體排開液體體積(輪船做成空心)(2)浮沉條件的應用①輪船:空心法,即把密度比水大的鋼鐵制成空心的,能使它排開更多的水,增大可利用的浮力。排水量:輪船滿載時排開水的質量,m排=m船+m貨。②潛水艇:通過改變自身重力實現上浮或下沉③氣球和飛艇:通過充入密度比空氣小的氣體來實現升降④密度計原理:根據物體漂浮時受力平衡以及阿基米德原理制成刻度特點:刻度上小下大,上稀下密5.液面升降的判斷浮冰熔化類型:要判斷液面的升降,必須比較冰排開液體的體積與冰熔化成水體積之間的關系。冰未熔化時,若它漂浮在液面上,則所受浮力與重力相等,即F浮=G冰。冰塊所受浮力F浮=ρ液gV排,冰塊重力G冰=m冰g,所以V排=F浮當液體為水時,V化=V排,液面不變;當ρ液>ρ水時,V化>V排,液面上升;當ρ冰<ρ液<ρ水時,V化<V排,液面下降。第十一章功和機械能一、功1.功(1)概念:如果一個力作用在物體上,物體沿這個力的方向上移動了一段移動了一段距離,就說這個力對物體做了功。(2)做功的兩個必要因素:①物體受力②在力的方向上移動了距離(3)不做功的三種情況①有力無距離(推桌子未推動);②有距離無力(足球離開腳以后向前滾動過程中,人對足球不做功);③力與距離垂直(提著水桶向前走,力豎直向上,速度向前)。2.功的計算(1)公式:W=Fs注意:s不是路程,例如,人提物體上樓時,人對物體做功,此時s是物體被提升的高度。所以W=Fs=Gh特例:克服摩擦力做功:W=Ffs(2)單位:焦(耳),符號為J。1J=1N·m將兩個雞蛋舉高1m做功大約為1J(3)當力的方向與運動方向相同時,我們說這個力對物體做功;當力的方向與運動方向相反時,我們說物體克服這個力做功。二、功率1.比較物體做功快慢的方法①相同時間比做功多少②相同做功比時間③比較單位時間做功的多少2.功率(1)定義:在物理學中,功與做功所用時間的比值叫作功率,(2)公式:P=(3)單位:瓦(特),符號為W。1W=1J/s常用單位:kWMW1kW=103W1MW=106W50W表示物體在1s內做50J的功(4)物理意義:表示物體做功快慢易錯:功率只表示做功快慢,不表示做功多少(5)功率計算的推導公式P=Fv①推導:因為W=Fs,所以P=W②v的單位必須用m/s;③應用:駕駛功率一定的機車,上坡時總要減速行駛,,原因是根據P=Fv可知,當功率P一定時,減小車速v,可增大牽引力F,這樣更容易上坡。3.功率的測量實驗目的測量自己上樓的平均功率實驗原理P=實驗器材體重計、皮尺、秒表實驗步驟(1)用體重計測出自己的質量m;(2)用皮尺測出上樓的高度h;(3)用秒表測出自己上樓的時間t;(4)計算出自己爬樓的功率。表達式推導P=三、動能和勢能1.能量(1)概念:物體能夠對外做功(2)實質:物體做功的過程就是能的轉化過程。物體做的功越多,說明某種能轉化為別的形式的能就越多。即能量是表示物體做功本領的物理量,功是能量轉化的量度。注意:有能量不一定做功,但做功一定有能量(3)單位:焦(耳),符號為J2.動能(1)概念:物體由于運動而具有的能量(2)探究動能的影響因素猜想假設①“十次車禍九次快”,所以動能可能與物體的運動速度有關;②速度相同的足球和鉛球相比,鉛球能夠做的功比足球大得多,猜想動能可能與物體的質量有關。實驗思路讓鋼球從斜面上滾下,撞到木塊上,推動木塊做功。在同樣的水平面上,木塊被推得越遠,鋼球對木塊做的功就越多,則鋼球的動能就越大實驗方法控制變量法——控制質量或速度相同轉換法:①把速度轉換成高度②把動能大小轉換成木塊被推動的距離大小實驗過程①讓同一個鋼球從不同高度滾下,觀察哪次木塊被推得遠;②換用質量不同的鋼球,讓它們從同一高度滾下,觀察哪個鋼球把木塊推得遠。分析論證①同一鋼球從不同高度滾下,鋼球碰撞木塊時的速度不同。高度越高,鋼球滾下時的速度越大,木塊被推得越遠,說明物體動能的大小與物體的速度有關;②不同鋼球從同一高度滾下,鋼球碰撞木塊時的速度相同。質量大的鋼球將木塊推得遠,說明物體動能的大小與物體的質量有關。實驗結論物體動能的大小與物體的質量和運動速度有關3.重力勢能(1)概念:物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能,叫作重力勢能(2)探究重力勢能的影響因素猜想假設①重力勢能是由于物體處在一定高度而具有的能,所以重力勢能可能與物體所處位置的高度有關②位置高度相同的足球和鉛球下落到地面,鉛球對地面做的功比足球大得多,推測重力勢能可能與物體質量有關實驗方法控制變量法——控制質量或下落高度相同轉換法:把重力勢能大小轉換成小桌陷入沙中的深度實驗過程①把質量為m的重物第一次從h高處從靜止放下,第二次從2h高處由靜止放下,比較兩次把小桌砸入細沙中的深度;②將重物都從h高度處由靜止放下,第一次重物質量為m,第二次質量為2m,比較兩次把小桌砸入細沙中的深度。分析論證重物的質量相等時,高度大的把小桌砸入細沙中的深度大,說明質量相等時,高度大的重物的重力勢能大;重物的高度相等時,質量大的把小桌砸入細沙中的深度大,說明高度相等時,質量大的重物的重力勢能大。實驗結論物體重力勢能的大小與物體的質量和所處高度有關4.彈性勢能(1)概念:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量(2)影響因素:材料、彈性形變程度四、機械能及其轉化1.機械能(1)概念:動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能(2)影響因素:質量、速度、所處高度、彈性形變程度等2.機械能守恒(1)概念:如果只有動能和勢能相互轉化,盡管動能、勢能的大小會變化,但動能和勢能的總和不變,或者說,機械能是守恒的例如:①物體從高度自由下落時,如果忽略空氣阻力,則物體的機械能守恒,此時物體的動能增加,重力勢能減少,且增加的動能等于減少的重力勢能②足球在地面滾動時,由于受到地面的摩擦力,機械能不守恒,機械能減少,內能增加,機械能轉化為內能(2)條件:不考慮摩擦力、阻力或者除重力和彈力外的其它力與摩擦力、阻力相互抵消(3)判斷機械能是否守恒的方法①無外力(除重力、彈力之外的力)情況下的機械能轉化②根據機械能=動能+勢能判斷,例如一輛汽車勻速上坡,此時,汽車的質量和速度都不變,但高度增加,所以動能不變,重力勢能增加,機械能也增加(4)人造地球衛(wèi)星的能量轉化人造地球衛(wèi)星圍繞地球轉動過程中,不受空氣阻力,只有動能和勢能相互轉化,機械能守恒。在近地點動能最大,重力勢能最??;在遠地點,重力勢能最大,動能最小第十二章簡單機械一、杠桿1.杠桿(1)概念:可以繞固定點轉動的硬棒(不一定是直的)(2)杠桿五要素支點:杠桿繞著轉動的點(O點)動力:使杠桿轉動的力(F1)動力臂:從支點O到動力F1作用線的距離(l1)阻力:使杠桿轉動的力(F2)阻力臂:從支點O到阻力F2作用線的距離(l2)(3)杠桿五要素注意事項①支點一定在杠桿上,同一杠桿使用方法不同,支點位置可能改變②動力和阻力的作用點都在杠桿上,動力和阻力的方向可能相同也可能相反,但分別使杠桿向相反方向轉動,動力和阻力是相對的③力臂是支點對力的作用線的距離,不是支點到力的作用點的距離;力臂不一定在杠桿上;若力的作用線過支點,則力臂為0(4)力臂的畫法①確定支點②畫出動力和阻力的作用線。從動力、阻力作用點沿力的方向(或反方向)分別畫虛線,即為動力、阻力作用線③引垂線,即畫出動力臂和阻力臂。由支點向力的作用線作垂線,從支點到垂足的距離就是力臂,并標明動力臂與阻力臂的符號“l(fā)1”“l(fā)2”2.杠桿的平衡條件(1)杠桿平衡:當杠桿在動力和阻力作用下靜止(或勻速轉動)時,我們說杠桿處于平衡狀態(tài)(2)實驗:探究杠桿的平衡條件實驗器材杠桿和支架、鉤碼、刻度尺實驗過程①調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母Ⅰ,使杠桿在不掛鉤碼時,保持水平并靜止Ⅱ,達到平衡狀態(tài);②在杠桿兩側掛上不同數量的鉤碼Ⅲ,調節(jié)鉤碼的位置,使杠桿重新在水平位置平衡,這時杠桿兩側受到鉤碼的作用力的大小都等于鉤碼所受重力的大小。把支點右側的鉤碼對杠桿施加的力當成動力F1,支點左側的鉤碼對杠桿施加的力當成阻力F2;讀出杠桿平衡時的動力臂l1和阻力臂l2;把記錄的數據填入實驗表格中③改變動力F1和動力臂l1的大小,相應地調節(jié)阻力F2和阻力臂l2的大小,再做兩次實驗,將結果填入實驗表格中Ⅰ:調節(jié)原則是“左偏右調,右偏左調”Ⅱ:①支點在重心原因:消除杠桿自身重力的影響②使杠桿在水平位置平衡原因:便于測量力臂Ⅲ:在掛鉤碼時,兩側鉤碼數量一般不相同,目的是使動力和阻力不相等,避免結論的偶然性實驗結論杠桿平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2)注意:在利用杠桿平衡條件解題時,動力和阻力可以均為鉤碼數量,動力臂和阻力臂可以均為杠桿上的格數,只需要統(tǒng)一單位即可(3)杠桿轉動方向的判斷:影響杠桿轉動的因素,不是力F1、F2的大小,也不是力臂l1、l2的大小,而是力和力臂乘積的大小,可根據F1l1和F2l2的大小判斷杠桿的轉動方向。(4)確定最小動力當阻力和阻力臂一定時,如何確定最小動力?思路:由杠桿的平衡條件F1l1=F2l2可知,阻力和阻力臂一定,當l1最長時F1最小方法:(1)找最長動力臂①當動力作用點已知時,支點與動力作用點之間的線段為最大動力臂②當動力作用點未知時,杠桿上距離支點最遠的點與支點之間的線段為最大動力臂(2)作出最小動力①作動力作用線:過動力作用點作最長動力臂的垂線②確定動力的方向:根據實際情況確定動力的方向3.生活中的杠桿項目省力杠桿費力杠桿等臂杠桿示意圖力臂的大小關系l1>l2l1<

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