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第11章.多彩的物质世界
一、宇宙的微观世界:
1、宇宙是由 物质 组成的。2、物质是由 分子 组成的:分子---原子(分子的直径大约为10-10m)。
3、固体、液体、气体的微观模型:
(1)固态分子排列十分紧密,分子间有强大的作用力。因此,固体具有一定的体积和形状。
(2)液态分子比较自由,分子间作用力比固体小。因此,液体有一定的体积,没有确定的形状,具有流动性。
(3)气态分子间距很大,分子向四面八方运动,作用力很小。因此,气体没有一定的体积和形状,易被压缩,具有很强的流动性。
4、原子及其结构:物质---分子--原子。原子由位于中心的带正电的原子核 和绕核高速运动的带负电的电子 组成的原子核又由 质子 和 中子 组成。
二、质量: 1.质量(m):是物体所含物质的多少。单位是 千克(kg)。物体的质量不随物体的 形状、状态、位置 及温度的变化而变化。1t=1000kg ,1kg=1000g ,1g=1000mg ,1千克=1公斤 , 1斤=10两=500克 。
2、实验中常用 托盘天平 来测量物体的质量,使用方法是:
(1)使用前先把天平放在 水平台 上,把游码置于标尺左端的 零刻度线 处。
(2)调节横梁右端的平衡螺母,使指针指在分度盘的 中线 处,这时横梁平衡。
(3)使用时被测物体放在 左 盘,砝码放在 右 盘,用镊子向右盘加减砝码并调节 游码 在标尺上的位置,直到天平横梁再次平衡,此时物体质量 = 砝码质量 + 游码所对的刻度值 。
三、密度: 单位体积的 某种物质的 质量 叫做这种物质的 密度(ρ)。密度是物质的一种 特性 ,与质量和体积的大小无关。计算密度的公式为:ρ= m/V 。纯水的密度是 1×103 kg/m3= 1 g/cm3,它表示 1 m3纯水的质量是 1×103 kg 。1 m3 = 1000 dm3(升)= 106 cm3 (毫升)= 109 mm3。
四、测量物质的密度: 要测物体的密度,应首先测出被测物体的 质量m 和 体积V ,然后利用密度公式 ρ=m/ V 求出密度值。量筒的使用:视线与 凹形底面 相平,测液体质量与体积时“先总后剩”。
五、密度与社会生活:密度的应用: (1)已知m、ρ求V。(2)已知V、ρ求m。 (3)已知V、m求ρ,可鉴别物质。
第12章. 运动和力
一、运动的描述: 1、 物理学里把 物体位置的变化 称为机械运动。作为 标准的,事先假定为不动 的物体叫 参照物 。2、同一物体是运动还是静止,取决于所选的 参照物 ,这就是运动和静止是相对性。
二、运动的快慢: 速度是用来表示 物体运动快慢 的物理量,用符号 v 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 。速度的计算公式是: v=s/t ;速度的单位是:米/秒, 1m/s= 3.6 km/h 。
平均速度=总路程÷总时间。
三、长度、时间及其测量: 1、长度测量的基本工具是: 刻度尺 。长度的国际单位是:米(m),常用的单位有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)。1m=10 dm =100 cm =1000mm=106μm=109nm。
使用刻度尺的规则:
(1)"看"使用前要注意观察它的 量程 、零刻线 和 最小刻度值(分度值)。
(2)"放"测量时尺要沿着所测长度,尽量靠近被测物体,不用磨损的零刻度线。
(3)"读"读数时视线要与尺面 垂直 ,在精确测量时要 估读到最小分度值的下一位。
(4)"记"测量值是由 数字 和 单位 组成,测量结果的记录形式为: 准确值、估计值、单位;测量结果的倒数第二位是 准确 值,最末一位是 估计 值。
2、时间的测量的工具:钟表,单位换算: 1h=60min=3600s 。
3、误差:测量时的误差是不可能绝对 避免 的,多次测量取平均值 可以减少误差。错误是由于不遵守测量规则或粗心等原因造成的,是应该消除而且能够消除的。
四、力:力(F)是 物体对物体的作用 ;所以力不能离开 物体 而单独存在,一个物体受到了力,一定有别的 对它施加这种力。物体间力的作用是 相互的 。力的作用效果是:①力可以改变物体的 运动状态 (指速度大小或方向的改变);②力可以改变物体的 形状 。
力的 大小、方向、作用点,叫做力的三要素。只要有一个要素发生变化,力的作用效果就会改变。
五、牛顿第一定律: 1.维持运动需要力吗?(不需要) (平面上运动的小车会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故。)
2.牛顿第一定律: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。这就是著名的牛顿第一定律也叫 惯性 定律。我们把物体保持 运动状态不变 的性质叫惯性。
六、二力平衡: 物体在受到几个力的作用时,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 彼此平衡 。作用在 一 个物体上的两个力,如果大小 相等,方向 相反,并且 作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡(合力为零)。
同物、等大、反向、同线
二力平衡
物体保持静止状态或匀速直线运动状态
第13章. 力和机械
一、弹力:测量力的大小的工具叫做 测力计 ,实验室常用的测力计是 弹簧测力计 ,它是根据 弹簧的伸长与所受的拉力成正比 的原理制成的。使用弹簧秤应注意:使用前要观察它的 量程 和 最小刻度值(分度值),指针调到零刻线 处,加在弹簧测力计上的力不能超过它的 量程 。力 (F) 的单位是:牛顿(N) 。
二、重力: (1) 重力(G):物体由于 地球吸引 而受到的力叫做重力。施力物体是地球,受力物体是被吸引的物体。
(2) 重力的大小:可用 弹簧测力计来测量,物体所受重力跟它的 质量 成正比;即 G=mg=ρgV ,式中g是常数,g=9.8牛顿/千克 ,它表示: 质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛顿 。
(3) 重力的方向:重力的方向总是 竖直向下的 。应用:重垂线。
(4) 重心:重力在物体上的作用点叫做重心。
三、摩擦力:
两个相互接触的物体,当它们之间要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种 阻碍相对运动 的力这种力就叫摩擦力(f)。 摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向 反 。滑动摩擦力的大小跟 压力 大小有关,还跟 接触面的粗糙程度 有关。 压力 越大,滑动摩擦力越大;接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
增大有益摩擦的方法:①增大压力,②使接触面粗糙,③变滚动为滑动。
减小有害摩擦的方法:①减小压力,②使接触面光滑,③变滑动为滚动, ④使接触面彼此分开。
四、杠杆: 在力的作用下,能够绕 固定点 转动的硬棒(可以是弯曲的)叫做杠杆,这个固定点叫 支点(O)。使杠杆转动 的力叫动力(F1), 阻碍杠杆转动 的力叫阻力(F2),从支点到动力作用线的垂直距离叫做动力臂(L1),从支点到阻力作用线的垂直距离叫做阻力臂(L2)。 杠杆的平衡条件是: F1×L1= F2×L2 。
三种杠杆:(1)省力杠杆:动力臂 > 阻力臂,动力 < 阻力;这种杠杆,省了 力 ,费了 距离 。
(2)费力杠杆:动力臂 < 阻力臂,动力 > 阻力;这种杠杆,费了 力 ,省了 距离 。
(3)等臂杠杆:动力臂 = 阻力臂,动力 = 阻力;这种杠杆,既不省力也不费力。
五、其他简单机械: (1) 定滑轮实质上是 等臂 杠杆;使用定滑轮不省 力 ,但能改变 力的方向 。
(2)动滑轮实质上是个动力臂是阻力臂 2 倍的杠杆;使用动滑轮能省 一半力 ,但不能改变 力的方向 。
(3)使用滑轮组既可以省力,又可以改变动力的方向;使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的 几分之一 ,即F=G/n 。
第14章. 压强和浮力
一、压强: 垂直压在物体表面上的力叫 压力 。压力的方向是 垂直 于受力面。压力的作用效果由 压力大小 和 受力面积的大小 共同决定的。物体 单位面积 上受到的 压力 叫压强(p)。压强是描述 压力作用效果 的物理量。压强的定义式是: p=F/S ,压强(p)的单位是 帕斯卡( pa) ,1帕= 1 牛/米2。1m2=100dm2=10000cm2 。
由公式P=F/S可知:受力面积一定时,增大 压力 就可以增大压强;压力一定时,增大 受力面积 可以减小 压强 ,即压力分散,减小 受力面积 ,可增大 压强 ,即压力集中。
二、液体的压强: 液体的压强是由于 液体受到重力的作用 而产生的,由于液体具有流动性,使液体对容器的侧壁和底部都有压强,液体内部向各个方向都有压强。液体内部的压强随 深度 的增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强 相等 。
计算液体压强的公式是: p=ρgh 。由公式可知:液体的压强只与 液体的密度 和 深度 有关;液体的压强与液体重力的大小,液体质量的大小,体积的大小无关,与容器的形状和大小无关。
上端开口,下部连通的容器叫连通器。当连通器里盛有同种液体,在液体不流动 的情况下,各容器中的液面总保持 相平 (原因是压强相等)。应用:船闸,水壶,水位计,水塔,涵洞,
三、大气压强: 大气压强是由于 大气受到重力的作用 而产生的。活塞式抽水机和离心式水泵就是利用 大气压把水抽上来的。马德堡半球 实验是证明大气压存在的著名实验。托里拆利 实验是测定大气压值的重要实验,在这个实验中,当管内水银面下降到某一高度后,管内上方是 真空 、管外水银面受 大气压 作用,是 大气压 支持着管内一定高度的水银柱,这一定高度的水银柱产生的压强跟大气压强 相等 。通常把 1.013×105 Pa的压强叫标准大气压,它相当于 760 毫米高水银柱产生的压强,760mmHg=76cmHg=1.013×105 Pa 。大气压强可以用 气压计 测量。
大气压值随高度的增加而 减小 。一切液体的沸点,都是气压减小时 降低 ;气压增大时 升高 。
四、流体压强与流速的关系: 在气体和液体中, 流速越大的位置压强越小 。
五、浮力: ①浮力等于物体受到液体对它向上和向下的压力差。即:F浮=F向上-F向下。 浮力的方向总是 竖直向上 的。
②浮力等于物体的重力减去物体浸在液体中称得的重力。即: F浮=G物-G浸 。
③阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力、浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
F浮=G排=ρ液gv排 浮力的大小只跟 液体的密度 和 排开液体的体积 有关。
④物体 漂浮或悬浮 时, F浮=G物 ,(ρ液gv排 =ρ物gv物 )。
物体浮沉条件:物体的浮沉决定于它受到的 浮力 和 重力 的大小。物体浸没在液体中时:①如果F浮<G物,物体下沉 ,ρ液<ρ物;②如果F浮>G物,物体上浮 ,ρ液>ρ物 ;③如果F浮=G物,物体漂浮或悬浮,悬浮时ρ液=ρ物 。
六. 浮力的应用: 1.轮船:大小(排水量m水) 由河到海---浮起一些. 由海到河---沉下一些。为什么?
2.潜水艇:所受浮力不变, 靠改变自身重力来实现浮沉。
3.气球和飞艇:靠改变自身体积来实现浮沉。
第15章. 功和机械能
一、功: 功(W)包含两个必要的因素:一是作用在物体上的力(F);二是 物体在力的方向上移动的距离(S)。功的计算公式: W=FS=Gh=Pt ,功(W)的国际单位是 焦耳 ( J ) ,1J= 1 N·m 。使用任何机械都不能省功,这个结论叫做 功的原理 。
二、机械效率: 机械效率( )是有用功跟总功的比值, =W有用/W总=Gh/FS 。 <1(因为有用功总小于总功)。
三、功率: 单位时间里完成的 功 叫做 功率(P) 。功率是表示物体 做功快慢 的物理量。
计算功率的公式是: P=W/t=Fv ,功率(P)的国际单位是 瓦特 ( W ),1 W= 1 J/S。
四、动能和势能: 一个物体 能够做功 ,我们就说它具有能量。能量的单位是 焦耳 ,用符号 J 表示。
1、动能:物体由于 运动 而具有的能叫动能,质量越 大 ,速度越 大 ,则物体动能越大。
2、势能:(1)重力势能:物体由于 被举高 而具有的能,质量越 大 ,举得越 高 ,重力势能越大。
(2)弹性势能:物体由于 发生弹性形变 而具有的能,弹性形变越 大 ,弹性势能越大。
五、机械能及其转化: 动能和势能的相互转化:动能和重力势能、弹性势能,可以相互转化。
机械能:动能 和 势能 统称为机械能,与整个物体的 机械运动 情况有关。
动能和势能转化过程中,若不考虑其它能量损耗,则总机械能不变。机械能=动能+势能。
第16章. 热和能
一、分子热运动:1、物质是由大量 分子 组成的;2、分子是在 不停地做无规则的 运动(宏观表现为 扩散);
3、分子间存在相互作用的 引力 和 斥力 。
二、内能: 物体的内能是指物体内部所有分子做无规则运动的 动能 和 分子势能 的总和。内能的大小与物体的 温度 有关,所以内能也称 热 能,分子的无规则运动也称为 热运动 。
改变内能的两种方法:做功和热传递对改变物体的内能是 等效 的。
1、做功:(1)外界对物体做功(压缩气体做功、克服摩擦做功),物体内能 增加 ,此时 机械 能转化为 内 能。(2)物体对外做功(气体膨胀),物体内能 减少 ,此时 内 能转化为 机械 能。
2、热传递:是指能量从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程;在热传递过程中,传递 能量 的多少叫热量(Q),单位是 焦耳 。
三、比热容: 单位质量 的某种物质温度升高(或降低) 1 ℃时,吸收(或放出)的热量,叫做这种物质的比热容(c)。水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃) ,它表示:1千克的水温度升高(或降低)1 ℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。
热量的计算:Q放 = cm(t-t0) , Q吸 = cm(t0-t) 。
四、热机: 1、燃料的热值(q):1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。单位是焦/千克(J/kg)。
燃烧过程是 化学 能转化为 内 能的过程。
2、燃料燃烧放出的热量公式: Q放=qm 。
3、热机是利用内能来做功的机器。热机的一个工作循环分为四个冲程,即:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。其中只有做功冲程对外做功,其余三个冲程要靠飞轮的惯性 完成。在做功冲程中内能转化为机械能,在压缩冲程中机械能转化为内能。
五、能量守恒定律: 能量既不会消灭,也不会创生;它只会从一种形式 转化 为其他形式,或者从一个物体 转移 到另一个物体,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
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