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初二物理复习提要
一、打开物理世界的大门
1、物理研究什么
物理学研究的内容是力的、热的、光的、电的现象以及微观世界。
2、几位物理学家的贡献
哥白尼:提出日心说;伽利略:发明望远镜并观察宇宙为日心说提出了有力的证据,在比萨斜塔做著名的落体试验;牛顿:在前人的基础上建立了经典物理学体系,曾任教于英国剑桥大学;爱因斯坦:提出相对论;波尔:建立量子力学
3、科学探究的一般步骤
(1)提出问题;(2)猜想与假设;(3)制定计划与设计实验;(4)进行试验与收集证据;(5)分析与论证;(6)评估;(7)交流与合作
4、学习物理的方法
(1)重视观察和试验;(2)重视知识的理解;(3)重视知识的应用
二、运动的世界
1、长度及长度的测量
(1)长度的单位:在国际单位制中,长度的单位是米。另有实用单位km、dm、cm、mm、μm、nm。
(2)单位换算
1km=1000m 1m=10dm=100cm1000mm 1mm=1000μm 1μm=1000nm
(3)测量的工具:刻度尺
刻度尺一般可准确读到厘米或毫米。使用时要注意观察它的量程、分度值(每一小格表示的长度)、零刻线是否磨损。
使用时尺要放正,不要歪斜;要使刻线紧贴被测物体即尺的刻度面垂直于被测物体;读数时视线要与尺面垂直,并要估读到分度值的下一位;如零刻线被磨损,要从其它整数刻线开始测量;记录测量结果必须由数值和单位组成。
测量结果=准确值+一位估计值+单位
(4)长度测量的一些特殊方法
直尺三角板法(如测圆的直径);以多代少法(如测纸的厚度、细金属丝的直径);等效替代法;以直代曲法等等。
(5)误差和错误
测量值与真实值之间的差异称为误差。误差是不可避免的,只能减小,多次测量求平均值可以减小误差。
由于不遵守测量仪器的使用规则,或读取、记录测量结果是粗心等原因造成的差错叫错误,错误是应该而且是可以避免的。
2、时间及时间的测量
在国际单位制中时间的单位是秒(s),另有实用单位小时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)
1h=60min=3600s 1s=1000ms 1ms=1000μs
时间的测量工具是表,常用的有停表、机械表、石英电子表
3、动与静
一个物体相对于另一个物体位置的变化叫机械运动,运动是宇宙中的普遍现象。
(1) 参照物:我们在研究物体的运动时,假定为不动的物体叫做参照物。
注意:①参照物是可以任意选择的,一个物体相对于参照物位置发生改变我们就说这个物体是运动的,位置没有发生改变我们就说这个物体是静止的。选择不同的参照物,同一物体的运动状态可能不同。在通常情况下,或在不加说明的情况下,选的参照物为地面或是相对地面静止的物体。
②相对地面静止的物体可以作为参照物,相对地面运动的物体也可以作为参照物。
③运动和静止的相对性:同一物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。
4、快与慢
(1) 生活中比较物体运动快慢的方法有两种:(1)在相同的时间内比较物体运动距离的长短;(2)运动相同的距离比较物体所需时间的长短。
(2)在物理学中,物体运动的快慢用速度表示,在匀速直线运动中,速度等于运动物体在单位时间内通过的路程,通常用表示速度,表示路程,表示时间,速度的公式就是,速度的单位是
米/秒(),读作“米每秒”。交通运输中常用“千米/时”()作速度的单位。1=3.6。
(3)匀速直线运动和变速直线运动
快慢不变经过的路线是直线的运动叫匀速直线运动。它是最简单的机械运动。匀速直线运动的速度大小不随路程和时间的变化而变化。即速度与路程和时间无关。物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内通过的路程并不相等叫做变速直线运动。变速运动的快慢用平均速度表示,在讲平均速度时必须指明是在哪段路程或哪段时间内的平均速度,平均速度只能用进行计算。假如做变速运动的物体,中途休息,在计算平均速度时要将休息时间加在总时间内。
物理计算题的一般格式:计算每一个物理量时都是:①用文字叙述你所要求的物理量;②写出计算该物理量的公式,包括变形公式;③代入数值和单位;④写出最后结果。
5、微观世界的运动
(1)、物质是由分子组成的。科学研究发现:任何物质都是由及其微小的粒子造组成这些粒子保持了物质原来的性质,意大利物理学家阿伏伽德罗第一个把这些粒子叫分子。分子有原子组成,原子由原子核和电子组成,原子的结构与太阳系十分相似,它的中心是原子核,在原子核的周围,有一定数目的电子绕核运动。原子核由中子和质子组成,质子、中子由夸克组成。质子带正电,中子不带电,电子带负电。
(2)、分子动理论的内容:①物质由分子组成,②一切分子都在永不停息的作无规则运动,③分子间存在相互作用的引力和斥力。
扩散现象:两个互相接触的物体彼此进入对方的现象叫扩散现象,它证明了分子在不停地运动,还能证明分子间有间隙。
固体有一定的形状说明分子之间有引力,固体难于被压缩说明分子间存在斥力,分子间引力和斥力同时存在,对外体现何种力取决于分子间的距离,距离增大时表现为引力,距离减小时表现为斥力,距离很大时分子间的引力和斥力几乎没有,例如气体分子间引力和斥力就几乎没有,因此气体无形状、易压缩。
分子很小,肉眼根本看不见,因此我们平时看到的细小物体的杂乱无章的运动(如阳光下看到的灰尘的飞舞)不是分子的运动。
英国科学家道尔顿证明了原子的存在;J·J汤姆孙发现了带负电的电子;卢瑟福提出了原子核式结构模型。原子的中心叫原子核,体积很小,但其密度很大,几乎集中了原子的全部质量,带负电的电子在不同的轨道上绕着原子核运动。
6、大宇宙
哥白尼提出了“日心说”;伽利略发明了望远镜,并用其探索宇宙;牛顿发现了万有引力定律;1957年10月,世界上第一颗人造卫星发射成功;1961年4月12日,人类第一次乘飞船进入太空,第一个太空人是加加林,中国第一个进入太空的是杨利伟;1969年7月20 日“阿波罗”11号首次使人类踏上月球。
宇宙是由物质构成的。宇宙是无限的,它存在于无边无际的空间和无始无终的时间之中,地球处在太阳系中,太阳系处在银河系中,在浩瀚的宇宙中还有许多象银河系这样的星系。
在天文学中,一般用光年作为距离单位,1光年=光一年通过的距离=9.46×1015米,如比邻星离地球约4.2光年。
三、声音的世界
1、声音的产生和传播
(1)声音是由物体振动产生的,一切发声体都在振动,振动停止,声音也就停止。振动是听到声音的必要条件,但物体正在振动时,人们不一定能听到声音。人要听到声音必须满足以下条件:①物体振动;②振动频率在人的听觉范围内;③有传播声音的介质;④人耳有正常的听觉。
(2)声音要靠介质传播。固体、液体和气体都可以作为传声的介质,声音在不同的介质中的传播速度一般不同,声速的大小与介质的种类有关,还与介质的温度有关。一般来说,声音在不同的介质中传播速度有。真空不能传声。在15℃时,声音在空气中的传播速度是340。
(3)声音在传播过程中遇到障碍物而反射回来的现象叫回声。要听到回声,回声与原声的间隔时间必须大于0.1,即发声体与障碍物的距离要大于17。否则原声和回声混在一起只能加强原声。在处理有关回声问题时,声音传播的路程等于声源到障碍物距离的两倍。
(4)声音的利用:①传递信息,如讲话、唱歌、铃声、B超、超声波测距等。②传递能量,如医学上的超声波碎石、超声波洁牙、超声波洗零件等。
2、乐音和噪音
(1)乐音的三要素:①音调:是指声音的高低,由发声体振动的频率决定。频率等于1内物体振动的次数,单位是赫兹(),60表示物体每秒钟振动60次。频率越大音调越高,频率越小音调越低。各种弦乐器音调的高低是由弦的松紧、长短、粗细决定的,一般来说,弦越紧、越短、越细,音调越高。② 响度:是指人耳感觉到声音的大小,由发声体的振幅和距离发声体的远近决定。声源的振幅越大,观察者与声源的距离越近,听到声音的响度越大。声音的响度一般用分贝(dB)表示,响度越大,分贝值就越大。③音色(也叫音品和音质):指声音的品质,不同发声体的音色不同,如在小提琴和二胡上弹奏同一音符时,其音调和响度均可以相同,我们仍然能够分辨出不同乐器发出的声音,主要是靠音色区分的。
比较音调和响度,音调和响度是两个根本不同的特征,音调高的声音不一定响度大,响度大的声音也不一定音调高。如蚊子发出的声音虽然响度小,但它的音调却比老牛的叫声高得多,而老牛的叫声的响度却比蚊子大得多。
(2)噪声:①噪声的概念:从物理角度看,噪声是指发声体做无规则振动发出的难听刺耳的声音叫噪声。从环境保护的角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音以及对人们要听的声音起干扰的声音,都属于噪声。 ②噪声的防止:在声源处减弱(加消声器、禁止鸣笛等),在传播途中减弱(隔音设备、植树造林种草等),在人耳处减弱(戴耳塞耳罩、吸音设备等)。
3、超声和次声
1、人耳只能听到频率为20Hz~20000Hz之间的声音,我们把频率低于20Hz的声音叫次声,高于20000Hz的声音叫超声。超声波和次声波不能被人耳听到,但有些动物(如猫、狗等)可以听到。如有些动物可以听到地震前的次声波从而预测地震。
2、超声的应用:利用超声导航制成超声雷达(声呐)可以探测海底的深度、暗礁、鱼群的位置等;利用超声的穿透能力强制成B超检查疾病、探测金属内部的缺陷等;利用超声的破碎能力强可以均匀混合液体、灭菌消毒、破碎人体内的结石等,经过超声处理的种子可以缩短发芽期,提高发芽率。
3、次声的危害:地震、火山爆发、风暴、海啸、核爆炸和导弹发射都可以产生能量很大的次声,能量大的次声可以使机械设备破碎、飞机解体、建筑物遭到破坏,使人恶心、晕眩、旋转,严重的可以使人的内脏破裂出血,危及生命。
四、多彩的光
1、光的直线传播
(1)光源:通常指自身发光的物体,如太阳、萤火虫(自然光源),电灯、烛焰(人造光源),月亮不是光源,月光是反射的太阳光。
(2)光的传播:光的传播不需要介质(透光的物质称为介质),但可在介质中传播,光在真空中的传播速度最大,为C=3×108m/s=3×105km/s。光在空气中的传播速度略小于在真空中的速度,我们一般也认为是3×108m/s,光在水中的速度为C,光在玻璃中的速度为C。光在真空或同种均匀的介质中是沿直线传播的,光在同种介质中不一定沿直线传播,如早晨看见的太阳光。小孔成像、影子的形成、日食和月食的形成都是由于光的直线传播造成的。
(3)光线:用一根带箭头的直线表示光的传播路线和方向,这就是光线.光线是人们假想的一种理想化的模型,它并不是客观存在的,而是人为画出来的。
光线 光束(平行光)
2、光的反射
(1) 光在同种均匀的介质中沿直线传播,在遇到障碍物时,光在障碍物的表面发生发射,改变传播方向。一般来说,各种物体的表面都能发射光。我们能够看到本身不发光的物体,就是因为它们发射的光进入了我们的眼睛。
(2)光的反射定律
注意以下名词:
入射点(O):光线射到镜面上的点。 法线(ON):通过入射点,垂直于镜面的直线。
入射角(i):入射光线(AO)与法线的夹角。 反射角(r):反射光线(OB)与法线的夹角。
反射定律的内容:①反射光线、入射光线、法线在同一平面内;②反射光线和入射光线分居在法线两侧;反射角等于入射角。
说明:光的传播光路是可逆的,即若BO是入射光线则OA一定是反射光线。当入射角等于零时,则反射角也等于零。
(3)镜面反射和漫反射:①镜面反射:平行光光射到光滑表面上时,经反射后仍平行射出,叫镜面反射,如黑板反光。②漫反射:漫反射就是投射在粗糙面上的光线向各个方向反射的现象。漫反射和镜面反射的每一条光线都遵循光的反射定律。我们能从不同的方向看到物体,就是因为物体发生了漫反射的缘故。
3、平面镜成像
(1)平面镜成像的特点:①平面镜成的是虚像;②像与物体到镜面的距离相等;③像与物体的连线垂直于镜面;④平面镜所成的像与物体的大小相等;⑤像与物关于平面镜对称。
(2)实像和虚像:①实像:实际光线会聚而成的像,实像可以用光屏承接到。②虚像:虚像是实际光线的反向延长线会聚而成的,不可以用光屏承接到。
A
B
A’
B’
(3)平面镜成像的光路图
S
S’
物体 虚像
(4)凸镜和凹镜:①凹镜:凹镜对光具有会聚作用。应用:汽车头灯、手电筒灯罩、太阳灶等。
凹镜光路图
② 凸镜:凸镜对光具有发散作用。应用:汽车观后镜,平面镜、凹镜和凸镜组合起来可以组成哈哈镜。
4、光的折射及光的色散
(1)光的折射
光的折射现象:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向通常会发生改变,这种现象叫做光的折射。
光的折射规律:①折射光线、入射光线、法线在同一平面内;②折射光线和入射光线分居在法线两侧;③若光从空气斜射入水或其它透明体中时,折射角小于入射角;若光从水或其它透明体斜射入空气中时,折射角大于入射角。注意:折射角随入射角的改变而改变,入射角增大时,折射角也增大;入射角减小时折射角也减小。当入射角等于零时,折射角也等于零。
空气
水
(2)光的色散:复色光分解为单色光的现象叫光的色散,白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的,叫做复色光。红、橙、黄、绿等色光叫做单色光。太阳光通过三棱镜可分解为七色光带。
(3)光的三原色:红、绿、蓝。红、绿、蓝三色光混合成白色。颜料的三原(基)色:红、黄、蓝。红、黄、蓝三种颜料混合成黑色。
(4)物体的颜色:当光照到物体上时,一部分光被物体反射,一部分光被物体吸收。①透明物体的颜色由透过它的色光决定。②不透明物体的颜色由它反射的色光决定。
4、凸透镜成像
(1)透镜种类:①凸透镜:中央比边缘厚的透镜。它对光具有会聚作用,又叫会聚透镜。②凹透镜:中央比边缘薄的透镜,它对光具有发散作用,又叫发散透镜。
f
F
(2)透镜有关的几个概念:①主光轴:通过透镜两个球心的直线。②光心(O):透镜的几何中心,通过光心的光线不改变传播方向。③焦点:跟主光轴平行的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上的一点,这一点叫凸透镜的焦点,用F表示,它是实际光线的会聚点,也叫实焦点。跟主光轴平行的光线通过凹透镜后成为发散光线,这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点,这一点叫凹透镜的焦点,同样用F表示,它不是实际光线的会聚点,也叫虚焦点。④焦距:从焦点到透镜光心的距离。用f表示。透镜两侧各有一个焦点。两个焦距相等。
(3)透镜的三条特殊光线:①平行于主光轴的光线经透镜镜折射后通过焦点;②通过焦点的光线经透镜镜折射后平行于主光轴;③通过光心的光线经透镜镜折射后不改变传播方向。
(4)凸透镜成像的规律
物距(u)
像的性质
像距(v)
应用
大于二倍焦距:u>2f
倒立缩小的实像
大于焦距小于二倍焦距:f<v<2f
照相机
等于二倍焦距:u=2f
倒立等大的实像
等于二倍焦距:v=2f
大于焦距小于二倍焦距:f<u<2f
倒立放大的实像
大于二倍焦距:v>2f
幻灯机
等于焦距:u=f
不成像
小于焦距:u<f
正立放大的虚像
像距大于物距:v>v
放大镜
注意:①物体到透镜光心的距离叫物距,用u表示。像到透镜光心的距离叫像距,用v表示。
②u=2f点是物体通过凸透镜成“缩小”还是“放大”的实像的分界点。u>2f成缩小的像,u<2f成放大的像。③u=f点是物体通过凸透镜成“实像”还是“虚像”的分界点。u>f成实像,u<f成虚像④当u>f成实像时,物距增大,像距减小,像也变小;物距减小,像距增大,像也变大。
5、眼睛与神奇的眼睛
(1) 眼睛的构造:眼睛由瞳孔、晶状体、视网膜、视神经等组成。晶状体的凸度可以自动调节,使远近不同的物体在视网膜上成像。看近处的物体时晶状体的凸度变大,焦距变小。
(2) 近视眼的形成和矫正:近视眼是由于经常看近处的物体,使晶状体凸度变大而不能恢复原状,从而使远处的物体成在视网膜的前方,因此近视眼只能看清近处的物体而不能看清远处的物体。近视眼应该配戴凹透镜,利用凹透镜对光的发散作用使成在视网膜前方的物体的像后移,重新成在视网膜上,达到矫正近视眼的目的。
(3) 远视眼的形成和矫正:远视眼是由于老人的晶状体肌肉松弛,不能调节晶状体的凸度,从使而近处的物体成在视网膜的后方,因此远视眼只能看清远处的物体而看不清近处的物体。远视眼应该配戴凸透镜,利用凸透镜对光的会聚作用使成在视网膜后方的物体的像前移,重新成在视网膜上,达到矫正远视眼的目的。
(4) 神奇的眼睛:显微镜由两组凸透镜组成,通过物镜和目镜两次放大,达到把微小物体放大的目的。望远镜由透镜和三棱镜组成,能使远处的物体成像在眼前。
六、密度和浮力
1、质量和质量的测量
概念: 物体中含有物质的多少叫质量。质量的符号:m
特点:质量是不随物体的形状、状态、空间位置、温度的变化而变化。
单位:国际单位:千克(kg),其他单位:吨(t)、克(g)、毫克(mg)
单位的换算:1t=1000kg ,1kg=1000g ,1g=1000mg
托盘天平的构造:底座、横梁、托盘、平衡螺母、指针、分度盘、游码、标尺。
标尺上“0”刻线在左边,游码放在标尺零刻线处时,是游码的左边与“0”对齐,因此游码读数时以左边的边线为准。
托盘天平的调节:①天平放在水平桌面上,游码放在标尺左边的零刻线处。②调节平衡螺母使横梁平衡,即使指针指在分度盘的中线处,如指针在分度盘中央左右摆动的格数相等,横梁也平衡。
天平的使用:①物体放左盘,砝码放右盘;②用镊子向天平盘加砝码要由大到小逐步替换;③物体质量等于砝码和游码的质量相加;④测量结束后,砝码放回砝码盒,游码移回零刻线。
2、密度和密度的测量
密度的概念:单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度。
密度的公式:
密度的单位:千克/米3
1g/cm3=1kg/dm3=1t/m3=103kg/m3
物质的密度是物质的一种特性,它只与物质的种类有关,与物质的质量和体积无关。
固体密度的测量:①用天平测出固体的质量m;②在量筒里倒入适量的水,读出水的体积V1;③用细线拴住固体轻轻放入量筒内的水中,读出水和固体的总体积V2;④算出固体的密度:。
液体密度的测量:①用天平测出液体和容器的总质量m1;②往量筒里倒入一部分液体,读出量筒内液体的体积V;③用天平测出容器和剩下的液体的总质量m2;④算出液体的密度:
初二物理下期复习提要
七、陌生而熟悉的力
1、力
(1)概念:力是物体对物体的作用,力总是出现在两个相互作用的物体之间,对于一个力来说,总是一个物体为受力物体,另一个物体为施力物体。
注意:①物体间力的作用是相互的,且相互作用力同时产生,同时消失。②两个相互接触的物体能产生力的作用,不接触的两个物体也能产生力的作用。
(2)力的作用效果:力可以使物体发生形变,力可以使物体的运动状态发生改变。
(3)力的测量:在实验室,常用弹簧测力计测量力的大小;在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。
(4)力的示意图:①力的三要素:力的大小、方向和作用点,都能影响力的作用效果,叫做力的三要素。②力的示意图:在某些情况下,只要定性地表示物体的受力情况。用一根带箭头的线段来表示力的三要素,此时对长度不严格要求。这就是力的示意图。
2、弹力
(1) 弹性与塑性:①弹性:受力时形状发生改变,不受力时又能恢复到原来的形状的性质叫弹性。
如橡皮筋、弹簧等。②塑性:变形后不能自动恢复到原来的形状,物体的这种特性叫塑性。如橡皮泥、面粉等。
(2) 弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力。压力、支持力的实质就是弹力。
(3) 弹簧测力计:①原理:弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长越长。②使用方法:先看清它的量程,使用时不能超过它的量程;使用前要使指针指在零刻线处;另外要来回拉动几次,以防弹簧被外壳卡住。③弹簧测力计读数时,要注意量程和分度值。
3、来自地球的力
(1) 概念:在地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。简称“物重”
(2) 大小:物体受到的重力跟它的质量成正比。在试验中,一般用弹簧测力计来测量。
(3) 公式:G=mg,其中g=9.8N/kg。它表示物体受到的重力跟它的质量的比值为9.8N/kg。
(4) 方向:重力的方向总是竖直向下的。
(5) 重心:重力在物体上的作用点叫重心。
4、摩擦力
(1) 概念:两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,在接触面上产生的一种阻碍物体相对运动的力,这种力叫做摩擦力。物体要发生相对运动但还没有发生相对运动时产生的摩擦力叫静摩擦力;一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力;一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫滚动摩擦力。滚动摩擦比滑动摩擦要小得多。
(2) 滑动摩擦力的大小:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,接触面越粗糙,摩擦力越大,压力越大,摩擦力越大。
(3) 增大有益摩擦的方法有:增大压力,增大接触面的粗糙程度。减小有害摩擦力的方法有:减小压力,减小接触面的粗糙程度,以及通过加润滑油、利用滚动代替滑动、利用气垫、磁悬浮等也可以减小摩擦力。
八、运动和力
1、 牛顿第一定律
(1)、 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,叫牛顿第一定律。以上结论是由英国物理学家牛顿通过大量的试验,进一步概括、推理得出来的。原来静止的物体在不受外力作用时,将保持静止状态。(2)、原来运动的物体在不受外力时,将作匀速直线运动状态。
(2)、物体保持静止状态或匀速直线运动状态(即保持运动状态不变)的性质叫做惯性。它是物体本身具有的属性,一切物体在任何状态下都具有惯性,一个物体的惯性与它的受力情况、运动状态无关。惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
(3)、惯性现象的解释:①指出原来物体处于什么运动状态;②指出哪个物体(或同一物体的哪个部分)由于受到外力要改变原来的运动状态;③指出另一个物体(或同一物体的另一个部分)由于惯性要保持原来的运动状态而发生某种现象。
二、力的合成
(1) 如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力。组成合力的每一个力叫分力。求几个力的合力叫做力的合成。
(2) 同一直线上二力的合成:①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。即F=F1+F2。
②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。F=F1-F2。
(3) 不在同一直线上的二力的合成用平行四边形的法则,任何两个力的合力都大于或等于两力之差小于或等于两力之和,即F1-F2≤F≤F1+F2。
三、二力平衡
(1)、物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态我们就说这几个力相互平衡。
(2)、作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡,平衡力的合力为零。
(3)、平衡状态有两种:静止状态和匀速直线运动状态。物体在没有受力或受到平衡力时,会处于平衡状态。
(4)、平衡力和相互作用力的区别
一对平衡力
一对相互作用力
相同点
1、大小相等
2、方向相反
3、作用在一条直线上
1、大小相等
2、方向相反
3、作用在一条直线上
不同点
1、作用在同一物体上
2、不一定同时存在
3、不一定是同种性质的力
1、分别作用在两个物体上
2、同时产生,同时消失
3、一定是同种性质的力
九、浮力
(1)、浮力
浸在液体(或气体)中的物体受到的液体(或气体)的竖直向上托的力叫做浮力。一切浸入液体或气体种的物体都受到浮力。浮力的方向总是竖直向上的。如果物体的下表面和容器底接触紧密,不能渗进液体,那么物体就没有受到浮力的作用。
(2)、阿基米德原理
浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。(阿基米德原理还适用于气体)。
表达式:
由上式可知:浮力的大小只与液体的密度、物体排开液体的体积(即物体浸入液体中的体积)有关,而与物体浸入液体的深度无关。
(3)、浮力的应用
应用之一:轮船、密度计 在液体中受到的浮力不变,浸入液体中的体积改变,所以轮船从河里开到海里所受浮力不变,但船体要上浮一些。
应用之二:潜水艇是通过向水舱内充水和向外排水来改变自身重力,从而实现浮沉的。
应用之三:氢气球、热气球、飞艇是利用空气的浮力浮在空中的,一般充入密度小于空气的气体。
(4)、物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体()
物体浮沉情况
最后状态
>即>
上浮
漂浮,物体在上浮过程中,在尚未露出液面之前,物体所受浮力不变,露出液面后,所受浮力逐渐减小,最后=,<
=即=
悬浮
可以停留在液体的任意深度=,=
<即<
下沉
沉底,物体在下沉的过程中所受浮力不变<,=
(5)、浮力的计算
称量法:用弹簧测力计测出物体在空气中的重力,再将物体浸入液体中,读出弹簧测力计的示数,则前后两次示数之差就是物体在该液体中受到的浮力。
=-
利用这个方法可以测量物体的密度:=;
阿基米德原理法:;
平衡法:=(悬浮和漂浮的情况)
解浮力计算题一般还要用以下一些辅助公式:=g、=等。
十、压强
1、压力和压强
(1)、压力
垂直作用在物体表面的力叫压力。压力与重力不是同一个力,压力不都由重力产生,只有放在水平
面的物体产生的压力才等于重力。压力的作用点在被压物体表面,方向垂直指向被压物体。重力是地球产生的,作用在物体的重心上。
(2)、压强
注意:受力面积是指两个物体产生压力的时候相互接触的那部分面积。
部分面积单位的换算:1㎝2=10-4m2
1㎜2=106m2
压力的作用效果用压强来描述,压强等于物体在单位面积上受到的压力。压强的大小与压力的大小有关,与受力面积的大小有关。
压强的计算公式:
压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号Pa
减小压强的方法:减小压力,增大受力面积。
如履带推土机、坦克、铁轨铺在枕木上都是为了减小压强。
增大压强的方法:增大压力,减小受力面积。如把刀磨锋利、图钉尖做的很细是为了增大压强。
2、液体的压强
(1)、产生的原因
液体受到重力作用,且能流动,因此对浸在它里面的物体和阻碍它流散开的容器底和侧壁都有压强。
(2)、特点
液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度的增加而增大;在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;不同液体的压强还跟液体的密度有关。
(3)、计算公式
上式表明:液体的压强只与液体的密度和深度有关。与容器的形状、横截面积、液体自身体积的多少无关。
液体对容器底部的压力不一定等于其重力,要看容器的形状,一般口大底小的容器,压力小于重力;口小底大的容器,压力大于重力。
固体和液体的压力和压强的计算有一定的顺序,通常计算固体的压力和压强,应先求压力,再根据计算压强;计算液体的压力和压强,应先根据计算压强,再根据计算压力。
(4)、帕斯卡定律
加在密闭液体里的压强能大小不变地被液体向各个方向传递,这个规律叫帕斯卡定律。液压机、千斤顶就是根据这个规律制成大的。用公式表示为:
(5)、连通器
上端开口,下端连通的容器叫连通器,连通器装同种液体其不流动时,各容器的液面保持相平,其用应实例有茶壶、锅炉水位计,船闸等。
3、大气压强
地球周围包围着厚厚的空气层,这些空气同样受到重力,同时空气是可以流动的,因此对浸在空气中的物体表面产生压强,并且与液体一样,在大气层内部向各个方向都有压强。大气对浸在它里面的物体
产生的压强叫大气压强,简称大气压或气压。
证明大气压存在的著名实验是马德堡半球实验,吸盘、注射器、吸饮料、钢笔吸墨水、抽水机都是利用大气压的例子。
大气压的值最早是由托里拆利用水银测出来的,因此,这个实验叫托里拆利实验。托里拆利实验的结果不受下列因素的影响:①玻璃管是否倾斜;②玻璃管粗细;③玻璃管的长短。但是如果玻璃管上方进入少量空气将使得测量值比真实值小。
托里拆利实验中,玻璃管中水银柱的高度约为760mm,它是由大气压支持的,通常把760mm水银柱
产生的压强叫做1标准大气压,1标准大气压=760mmHg=1.013×105Pa,1标准大气压大约能支持10多米的水柱。
大气压随高度的增加而减小,大气压的值可用气压计进行测量。大气压的大小影响液体的沸点,一切液体的沸点都是气压减小时降低,气压增大时升高。如高压锅的应用。
在气体和液体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的地方压强越大。飞机飞行时产生的升力是由于迎面吹来的风分别流经机翼上下表面,上表面气流通过的距离长,流速大;下表面气流通过的距离短,流速小。这样机翼受到的向上的压强就大于向下的压强,形成压力差,产生升力。
十一、人与机械
1、杠杆
(1)、定义:在力的作用下绕某一固定点转动的硬棒叫做杠杆。硬棒可以是直的,也可以是弯的,甚至可以是园的。
(2)、杠杆的五要素:①支点(O):杠杆绕着转动的点;②动力(F1):使杠杆转动的力;③阻力(F2):阻碍杠杆转动的力;④动力臂(L1)从支点到动力作用线的距离;⑤阻力臂(L2)从支点到阻力作用线的距离;力臂不是支点到作用点的距离,而是支点到力的作用线的距离。
(3)、杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用公式表示为:F1×L1= F2×L2
(4)、杠杆的应用:①省力杠杆:动力臂>阻力臂,即L1>L2平衡时F1< F2省力,但要费距离,常见的有撬棍、瓶启子、铡刀、钳子、动滑轮等。②费力杠杆:动力臂<阻力臂,即L1<L2平衡时F1>F2费力,但省距离,常见的有镊子、食物夹、筷子、缝纫机踏板、理发用剪刀、钓鱼的鱼竿、铁锹等。③等臂杠杆:动力臂=阻力臂,即L1=L2平衡时F1=F2既不省力也不费力,不省距离也不费距离,常见的有天平、定滑轮。
2、滑轮和滑轮组
(1)、定滑轮和动滑轮:轴固定不动的滑轮叫定滑轮,它的实质是一个等臂杠杆,所以定滑轮不能省力,但可以改变动力的方向。相关公式:F=G,S=h;与物体一起移动的滑轮叫动滑轮,它的实质是一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆,所以使用动滑轮可以省一半力,但不能改变施力的方向。相关公式:F=G,S=2h。
(2)、滑轮组:用一根绳子把动滑轮和定滑轮按一定方式绕过,就组成滑轮组,它的作用是有时既能省力又能改变力的方向,所用力F与物重关系为F=G(不考虑摩擦和动滑轮重),F=(G物+G动)(不考虑摩擦,但考虑动滑轮重力),n为承担吊着物体的绳子的段数,即与动滑轮相连绳子的段数,物体升高h时,绳子自由端移动的距离为S,则S=。当n为奇数时,绳子的固定端应在动滑轮的挂钩上,当n为偶数时,绳子的固定端应在定滑轮的挂钩上,简称奇动偶定。
3、功和功率
(1)、功和功率
做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。不做功的情况有以下几种:①不劳无功,物体由于惯性而保持运动的,虽然通过了距离,但并非外力造成,所以此时没有力对它做功;②物体受到力的作用却没有运动,或者虽然运动了,但运动方向与受力方向是垂直的。
功的计算:功=力×力的方向上移动的距离,公式:,功的单位是焦耳,简称焦,符号J。
单位时间内所做的功叫功率。功率表示物体做功的快慢。,公式:,还有
一个推导公式:P=FV ,这些公式中,W表示做功的多少,t表示做这些功用的时间,F表示做功用的力,V表示物体移动距离时的速度,P表示功率;W和t的单位分别是J和s,F和V的单位分别是N和m/s,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号W,1W=1J/s。
4、机械效率
(1)、有用功:为了达到某一目的而必须做的功,如提砂子上楼是对砂子做的功就是有用功;
(2)、额外功:人们完成某件事情时为了省时、省力等目的不得不做的多余的功,如提砂子上楼时对桶、滑轮等做的功就是额外功;
(3)、总功:使用机械时,动力做的功,总功=有用功+额外功。
(4)、凡是用机械来提升物体,有用功等于被提升高物体的重力与其提升高度的乘积,即:W有用=Gh,凡是动力做的功就是总功,即W总=Fs,
机械效率等于有用功与总功的比值,即,机械效率总小于1,表明有用功在总功中所占的比例越大,做功的效率越高。
(5)、滑轮组机械效率的测量:需要测量的物理量:钩码的重力G,钩码上升的高度h,拉力的大小F,拉力移动的距离s。需要的器材:铁架台、钩码、滑轮组、细绳、弹簧测力计、刻度尺。
滑轮组的机械效率:(提升重物时)
(水平拉物体时)。
滑轮组的机械效率与绳子的摩擦和动滑轮的重力有关,与提升物体的重力有关。摩擦越大,动滑轮越重机械效率越低,提升的物体重力越大,机械效率越高。
十二、机械能
(1、) 动能:物体由于运动而具有的能,叫做动能。动能的大小与物体的质量和速度有关,相同质量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;
(2)、重力势能:物体由于被举高而具有的能量,叫重力势能。重力势能的大小与被举重物的质量和被举高的高度有关,质量越大,举得越高,重力势能就越大。
(3)、弹性势能:物体由于弹性形变而具有的能量,叫弹性势能。弹性势能的大小与弹性物体的本身和弹性形变的弹性有关。
(4)机械能的相互转化: 动能和势能之间的相互转化:在一定的条件下动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块石头从低处抛向高处,再从高处下落的过程中,先是动能转化为重力势能,后来又是重力势能转化为动能。动能和弹性势能之间的转化:在一定的条件下动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳板跳水运动员,在起跳的过程中,压跳板是动能转化为弹性势能,跳板使运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。
(5)、 机械能:动能和势能统称为机械能
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