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[!--downpath--]第八章运动和力
一、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律
(1)内容：一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(2)牛顿第一定律不可能简单的从实验中得出，它是通过实验为基础、通过分析和科学推理得到的。
(3)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动的原因。
(4)探究牛顿第一定律中，每次都要让小车从同一斜面上同一高度滑下，其目的是使小车滑至水平面上的初速度相等。
(5)牛顿第一定律的意义：
①揭示运动和力的关系。
②证实了力的作用效果：力是改变物体运动状态的原因。
③认识到惯性也是物体的一种特性。
2.惯性
(1)惯性：一切物体保持原有运动状态不变的性质叫做惯性。
(2)对“惯性”的理解需注意的地方：
①“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体。
②惯性是物体本身所固有的一种属性，不是一种力，所以说“物体受到惯性”或“物体受到惯性力”等，都是错误的。
③要把“牛顿第一定律”和物体的“惯性”区别开来，
前者揭示了物体不受外力时遵循的运动规律，后者表明的是物体的属性。
④惯性有有利的一面，也有有害的一面，我们有时要利用惯性，有时要防止惯性带来的危害，但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。
⑤同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢，不论受力还是不受缺敬毁力，都具有惯性，而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关，质量大的物体惯性大，而与物体的运动状态无关。
(3)在解释一些常见的惯性现象时，可以按以下来分析作答：
①确定研究对象。 ②弄清研究对象原来处于什么样的运动状态。
③发生了什么样的情况变化。 ④由于惯性研究对象保持原来的运动状态于是出现了什么现象。
二、二力平衡
1.力的平衡
(1)平衡状态：物体受到两个力(或多个力)作用时，如果能保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说物体处 于平衡状态。
(2)平衡力：使物体处于平衡状态的两个力(或多个力)叫做平衡力。
(3)二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，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。二力平衡的条件可以简单记为：同物、等大、反向、共线。物体受到两个力的作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力平衡。
2.一对平衡力和一对相互作用力的比较
平衡力(二力平衡)
相互作用力
相同点
两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上
不同点
作用在同一个物体上
没有时间关系
作用在不同物体上
同时产生，同时消失
3.二力平衡的应用
(1)己知一个力的大小和方向，可确定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的受力情况，判断物体是否处于平衡状态或寻求物体平衡的方法、措施。
4.力和运动的关系
三、摩擦力
1.摩擦力两个相互接触的物体，当它们将要发生或已经发生相对运动时在接触面产生一种阻碍相对运动的力。
2.摩擦力产生的条件
(1)两物接触并挤压。(2)接触面粗糙。(3)将要发生或已经发生相对运动。
3.摩擦力的分类
(1)静摩擦力：将要发生相对运动时产生的摩擦力叫静摩擦力。
(2)滑动摩擦力：相对运动属于滑动，则产生的摩擦力叫滑动摩擦力。
(3)滚动摩擦力：相对运动属于滚动，则产生的摩擦力叫滚动摩擦力。
4.静摩擦力
(1)大小：0﹤f≦Fmax(静摩擦力)(2)方向：与相对运动趋势方向相反。
5.滑动摩擦力
(1)决定因素：物体间的压力大小、接触面的粗糙程度。
(2)方向：与相对运动方向相反。
(3)探究方法：控制变量法。
(4)在测量滑动摩擦力的实验中，用弹簧测力计沿水平匀速直线拉动木块。根据二力平衡知识，稿脊可知弹簧测力计对木块的拉力大小与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
6.增大与减小摩擦的方法
(1)增大摩擦的主要方法：①增大压力;②增大接触面的粗糙程度;③变滚动为滑动。
(2)减小摩擦的主要方法：①减少压力;②减小接触面的粗糙程度;③用滚动代替滑动伏备;④使接触面分离(加润滑油、用气垫的方法)。
第九章压强
一、压强
1.压强：
(1)压力：
①产生原因：由于物体相互接触挤压而产生的力。
②压力是垂直作用在物体表面上的力。
③方向：垂直于接触面。
④压力与重力的关系：力的产生原因不一定是由于重力引起的，所以压力大小不一定等于重力。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力。
(2)压强是表示压力作用效果的一个物理量，它的大小与压力大小和受力面积有关。
(3)压强的定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
(4)公式：p=F/S。式中p表示压强，单位是帕斯卡;F表示压力，单位是牛顿;S表示受力面积，单位是平方米。
(5)国际单位：帕斯卡，简称帕，符号是Pa。1Pa=lN/m2，其物理意义是：lm2的面积上受到的压力是1N。
2.增大和减小压强的方法
(1)增大压强的方法：①增大压力：②减小受力面积。
(2)减小压强的方法：①减小压力：②增大受力面积。
二、液体的压强
1.液体压强产生的原因：由于重力的作用，并且液体具有流动性，因此发发生挤压而产生的。
2.液体压强的特点
(1)液体向各个方向都有压强。
(2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。
(3)同种液体中，深度越深，液体压强越大。
(4)在深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。
3.液体压强的大小
(1)液体压强与液体密度和液体深度有关。
(2)公式：p=ρgh。式中，
p表示液体压强，单位帕斯卡(Pa);ρ表示液体密度，单位是千克每立方米(kg/m3);h表示液体深度，单位是米(m)。
3.连通器——液体压强的实际应用
(1)原理：连通器里的液体在不流动时，各容器中的液面高度总是相同的。
(2)应用：水壶、锅炉水位计、水塔、船闹、下水道的弯管。世界上的人造连通器是三峡船闸。
三、大气压强
1.大气压产生的原因：由于重力的作用，并且空气具有流动性，因此发生挤压而产生的。
2.马德堡半球实验证明了大气压强是存在的，并且大气压强很大。
3.大气压的测量——托里拆利实验
(1)实验方法：在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，用于指将管口堵住，然后倒插在水银槽中。放开于指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时测出管内外水银面高度差约为76cm。
(2)计算大气压的数值：p0=p水银=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
所以，标准大气压的数值为：P0=1.013Xl05Pa=760mmHg。
(3)以下操作对实验没有影响 ①玻璃管是否倾斜;②玻璃管的粗细;
③在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。
(4)若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气，液体高度减小，则测量值要比真实值偏小。
(5)这个实验利用了等效替换的思想和方法。
3.影响大气压的因素：高度、天气等。在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa。
4.气压计——测定大气压的仪器。种类：水银气压计、金属盒气压计(又叫做无液气压计)。
5.大气压的应用：抽水机等。一切抽吸液体的过程都是由于大气压强的作用。
四、流体压强与流速的关系
1.在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。
2.飞机的升力的产生：飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。当飞机在机场跑道上滑行时，流过机翼上方的空气速度快、压强小，流过机翼下方的空气速度慢、压强大。机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
第十章浮力
一、浮力
1.当物体浸在液体或气体中时会受到一个竖直向上的托力，这个力就是浮力。
2.浮力产生的原因：上、下表面受到液体对其的压力差，这就是浮力产生的原因。
3.称重法测量浮力：浮力=物体重力-物体在液体中的弹簧秤读数，即F浮=G-F′
4.决定浮力大小的因素：物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。与浸没在液体中的深度无关。
二、阿基米德原理
1.阿基米德原理：浸在液体里的物体受的浮力，大小等于它排开的液体受的重力。公式：F浮=G排。
(1)根据阿基米德原理可得出计算浮力大小的数学表达式;F浮=G排=m液g=ρ液gV排。
(2)阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。
2.正确理解阿基米德原理
⑴阿基米德原理阐明了浮力的三要素：浮力作用点在浸在液体(或气体)的物体上，其方向是竖直向上，其大小等于物体所排开的液体(或气体)受到的重力，即F浮=G排液。
⑵“浸在”既包括物体全部体积都没入液体里，也包括物体的一部分体积在液体里面而另一部分体积露出液面的情况;“浸没”指全部体积都在液体里，阿基米德原理对浸没和部分体积浸在液体中都适用。
⑶“排开液体的体积”V排和物体的体积V物，它们在数值上不一定相等。
当物体浸没在液体里时，V排=V物，此时，物体在这种液体中受到浮力。
如果物体只有一部分体积浸在液体里，则V排<v物，这时v物=v排+v露。 p=>
⑷根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排-。即F浮的大小只跟ρ液、V排有关，而与物体自身的重力、体积、密度、形状无关。浸没在液体里的物体受到的浮力不随物体在液体中的深度的变化而改变。
⑸阿基米德原理也适用于气体：F浮=ρ气gV排，浸在大气里的物体，V排=V物。例如：热气球受到大气的浮力会上升。
三、物体的浮沉条件及应用
1.浸在液体中物体的浮沉条件
(1)物体上浮、下沉是运动过程，此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部，上浮的结果是浮出液面，最后漂浮在液面。
(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力。但漂浮是物体在液面的平衡状态，物体的一部分浸入液体中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态，整个物体浸没在液体中。
F浮与G物的关系
ρ液与ρ物的关系
漂浮
F浮=G物
ρ液﹥ρ物
上浮
F浮﹥G物
ρ液﹥ρ物
悬浮
F浮=G物
ρ液=ρ物
下沉
F浮﹤G物
ρ液﹤ρ物
2.应用
(1)轮船
①原理：把密度大于水的钢铁制成空心的轮船，使它排开水的体积增大，从而来增大它所受的浮力，故轮船能漂浮在水面上。
②排水量：轮船满载时排开的水的质量。m排=m船+m满载时的货物
(2)潜水艇
原理：潜水艇体积一定，靠水舱充水或排水来改变自身重力，使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。
(3)气球和气艇
原理：气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气)，
通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积，从而改变所受浮力大小。
3.浮力大小的计算方法：①称量法：F浮=G-F拉; ②压力差法：F浮=F向上-F向下;
③阿基米德原理法：F浮=G排=m排g=ρ液gV排; ④平衡法：F浮=G物(悬浮或漂浮)
第十一章功和机械能
一、功
1、功
(1)力学中的功：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向移动了一段距离，这个力的作用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。
(2)功的两个因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上通过的距离。两因素缺一不可。
(3)不做功的三种情况：①有力无距离;②有距离无力;③有力有距离，但是力垂直距离。
2、功的计算
(1)计算公式：物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的乘积。即：W=Fs。
(2)符号的意义及单位：W表示功，单位是焦耳(J)，1J=1N·m;F表示力，单位是牛顿(N);s表示距离，单位是米(m)。
(3)计算时应注意的事项：
①分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F。
②公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离，必须与“F”对应。
③F、s的单位分别是N、m，得出的功的单位才是J。
二、功率
1、功率的概念：功率是表示物体做功快慢的物理量。
2、功率
(1)定义：功与做功所用的时间叫做功率，用符号“P”表示。
单位是瓦特(W)常用单位还有kW。1kW=103W。
(2)公式：P=W/t。式中P表示功率，单位是瓦特;W表示功，单位是焦耳;t表示时间，单位是秒。
三、动能和势能
1、能量(1)物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能。(2)单位：焦耳(J)
2、动能
(1)定义：物体由于运动而具有的能，叫做功能。
(2)影响动能大小的因素：①物体的质量;②物体运动的速度。物体的质量越大，运动速度越大，物体具有的动能就越大。
3、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)影响重力势能大小的因素：①物体的质量;②物体被举高的高度。物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。
4、弹性势能
(1)定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。
(2)影响弹性势能大小的因素：物体发生弹性形变的程度。物体的弹性形变程度越大，具有的弹性势能就越大。
四、机械能及其转化
1、机械能(1)定义：动能和势能统称为机械能。机械能是最常见的一种形式的能量。(2)单位：J。
2、动能和势能的转化
(1)在一定的条件下，动能和势能可以互相转化。
(2)如果只有动能和势能香菇转化，尽管动能、势能的大小会变化，但是机械能的总和不变，或者说机械能是守恒的。
(3)在分析动能和势能转化的实例时，首先要明确研究对象是在哪一个过程中，再分析物体质量、运动速度、高度、弹性形变程度的变化情况，从而确定能的变化和转化情况。
3、水能和风能的利用
(1)从能量的角度来看，自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。让水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉;船靠风力鼓起帆来推动航行。到19世纪，人类开始利用水能发电。
(2)修筑拦河坝来提高上游的水位，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。风能也可以用来发电，风吹动风车可以带动发电机发电。
4.人造地球卫星
(1)人造地球卫星沿椭圆轨道绕地运行，所以存在动能和势能。
(2)卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。
(3)当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能减小、动能增大;当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能增大、动能减小。
第十二章简单机械
一、杠杆
1.杠杆
(1)杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。
(2)杠杆的五要素：
①支点：杠杆绕着转动的固定点(O);
②动力：使杠杆转动的力(F1);③阻力：阻碍杠杆转动的力(F2);
④动力臂：从支点到动力作用线的距离(l1);⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离(l2)。
2.杠杆的平衡条件
(1)杠杆的平衡：当有两个力或几个力作用在杠杆上时，杠杆能保持静止或匀速转动，则我们说杠杆平衡。
(2)杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即：F1l1=F2l2
(3)在探究杠杆的平衡条件实验中，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，此时杠杆自重的力臂为0;给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，目的是方便直接从杠杆上读出力臂的大小;实验中要多次试验的目的是获取多组实验数据归纳出物理规律。
3.杠杆的应用
(1)省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆，省力但费距离。
(2)费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆，费力但省距离。
(3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，既不省力也不费力。
二、滑轮
1.定滑轮
(1)实质：是一个等臂杠杆。支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。
(2)特点：不能省力，但可以改变动力的方向。
2.动滑轮
(1)实质：是一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径。
(2)特点：能省一半的力，但不能改变动力的方向，且多费一倍的距离。
3.滑轮组
(1)连接：两种方式，绳子可以先从定滑轮绕起，也可以先从动滑轮绕起。
(2)作用：既可以省力又可以改变动力的方向，但是费距离。
(3)省力情况：由实际连接在动滑轮上的绳子段数决定。绳子段数：“动奇定偶”。
拉力 ，绳子自由端移动的距离s=nh，其中n是绳子的段数，h是物体移动的高度。
4.轮轴和斜面
(1)轮轴：实质是可以连续旋转的杠杆，是一种省力机械。轮和轴的中心是支点，作用在轴上的力是阻力F2，作用在轮上的力是动力F1，轴半径r，轮半径R，则有F1R=F2r，因为R>r，所以F1<f2。 p=>
(2)斜面：是一种省力机械。斜面的坡度越小，省力越多。
三、机械效率
1、有用功——W有用：使用机械时，对人们有用的功叫有用功。
也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功。在提升物体时，W有用=Gh。
2、额外功——W额外
(1)使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功。
(2)额外功的主要来源：
①提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功。②克服机械的摩擦所做的功。
3、总功——W总：
(1)人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，它等于有用功和额外功的总和。即：W总= W有用+ W额外。
(2)若人对机械的动力为F，则：W总=F•s
4、机械效率——η
(1)定义：有用功与总功的比值叫机械效率。
(2)公式：η= W有用/ W总。
(3)机械效率总是小于1。
(4)提高机械效率的方法：①改进结构，使它更合理、更轻巧;②经常保养，使机械处于良好的状态。
(3)功率与机械效率的区别：
①二者是两个不同的概念：功率表示物体做功的快慢;机械效率表示机械做功的效率。
②它们之间的物理意义不同，也没有直接的联系，功率大的机械效率不一定大，机械效率高的机械，功率也不一定大，</f2。> </v物，这时v物=v排+v露。>
