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第七章力量和运动 首先，牛顿第一定律 牛顿第一定律 （1）内容:当没有外力作用于所有物体时，它们总是保持匀速直线运动或静止状态。这就是牛顿第一定律。 （2）牛顿第一定律不可能简单地从实验中推导出来，它是以实验为基础，通过分析和科学推理得出的。 （3）力是改变物体运动状态的原因，而不是保持物体运动的原因。 （4）探索牛顿第一定律，让汽车每次在斜面上从同一高度滑下，其目的是使汽车滑向水平面的初速度相等。 ⑤牛顿第一定律的意义: ①揭示运动与力的关系。 ②力的作用得到证实: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:所有物体保持其原始运动状态不变的性质称为惯性。 （2）理解“惯性”应注意什么: ①“所有物体”包括所有受力或非受力、运动或静止的固体和液体气体。 ②惯性是物体本身的固有性质，而不是力，所以说“物体受到惯性作用”或“物体受到惯性作用”都是错误的。 ③“牛顿第一定律”应与物体的“惯性”区别开来。前者揭示了物体在不受外力时所遵循的运动规律，后者则显示了物体的基本性质。 （4）惰性有利有弊。有时我们应该利用惰性，有时我们应该防止它的危害，但它不是“产生”惰性或“消除”惰性。 ⑤同一物体，无论是静止的还是运动的，运动的快还是慢，无论受力与否，都有惯性，而且惯性是恒定的。惯性只与物体的质量有关，物体质量大，但与物体的运动状态无关。 （3）在解释一些常见的惯性现象时，我们可以分析并回答如下: ①确定研究对象。（2）了解研究对象处于何种运动状态。（3）物体在外力作用下改变其运动状态。（4）由于惯性研究对象保持原来的运动状态，另一个对象会发生什么变化？ 第二，合力 1.合力和分力 当一个力F被用来等效地代替几个力时，被代替的力称为F的分力，被代替的F称为这些分力的合力。 2.合力 求几个已知分量的合力称为力合成。 3.两力合成: 1）共线二力合成 A.两个方向相同的力的合成:F= F1+F2，方向与两个力的方向相同。 B.两个方向相反的力的合成:f =-f1-F2-方向与两个力中较大的方向一致。 （2）二力合成范围: ︱F1 - F2︱≦F≦F1 + F2 三、二力平衡 1.力量平衡 （1）平衡:当一个物体受到两个力（或多个力）的作用时，如果它能保持静止或匀速直线运动，我们就说它处于平衡状态。 （2）平衡力:使物体处于平衡状态的两种力（或力）称为平衡力。 （3）两个力平衡的条件:如果作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反，并且作用在同一条直线上，则两个力相互平衡。两个力平衡的条件可以简单地写成:相等、相反、共线和相同。当一个物体受到两个力的作用时，如果它保持静止或匀速直线运动，这两个力是平衡的。 2.一对平衡力和一对相互作用力的比较 平衡力和相互作用力的比较 4.力和运动之间的关系 （1）不受力或平衡力作用的物体保持静止或匀速直线运动。 （2）运动状态因不平衡力而改变（运动方向或速度改变）。 第八章压力 一。压力 1.压力: ⑴压力: ①原因:物体接触挤压产生的力。 ②压力是垂直作用于物体表面的力。 ③方向:垂直于应力平面。 ④压力与重力的关系:力不一定是重力引起的，所以压力不一定等于重力。只有当一个物体自由地放在水平地面上时，压力才等于重力。 (2)压力是表示压力作用的物理量，压力与压力和受力面积有关。 (3)压力的定义:在物理学中，物体所受压力与受力面积的比值称为压力。 (4)公式:p = f/s .其中p代表压强，单位为帕斯卡；f代表压力，单位为牛顿；s代表应力面积，单位为平方米。 (5)国际单位:帕斯卡，缩写为PA，符号为Pa。1Pa=lN/㎡，其物理意义是l㎡面积上的压力为1N。 2.增加和降低压力的方法 (1)增压方法:①增压；(2)减少受力面积；③增加压力副，同时减少受力面积。 （2）减压方法:①减压；（2）增加应力面积；③减小压力副，同时增大受力面积。 第二，液体压力 1.液体压力特性 （1）同一液体在同一深度的压力在所有方向上都相等。 （2）在同一液体中，深度越深，液体的压力越大。 （3）不同液体在同一深度时，液体密度越大，液体压力越大。 2.液体压力的大小 （1）液体压力与液体密度和液体深度有关。 （2）公式:p = P=ρgh。式中，p代表液体压力的单位帕斯卡（Pa）；ρ代表液体的密度，单位为千克每立方米（kg/m3）；h表示液体的深度，单位为米（m）。 3.通讯器-液体压力的实际应用 （1）原理:当通讯装置中的液体不流动时，每个容器中的液位总是相同的。 （2）应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船舶报警器、下水道弯管等。 第三，大气压 1.大气压产生的原因:由于重力的作用和空气的流动性，通过挤压产生。 2.大气压的测量-托里切利实验 （1）实验方法:将一根长约1米、一端封闭的玻璃管装满水银，用来塞住管口，然后倒插在水银槽中。当手指松开时，管中的水银液位在下降到一定高度时不会下降。此时，管内外水银柱的高度差约为76厘米。 （2）计算气压值:P0=P水银柱=ρgh= 13.6x103kg千克/立方米x 9.8牛/千克x 0.76米= 1.013x105Pa帕。因此，标准大气压的值为:P0=1.013x105Pa=76cmHg=760mmHg。 （3）以下操作对实验没有影响: ①玻璃管是否倾斜；②玻璃管的厚度；③玻璃喷嘴距离水银表面的位置，但不离开水银槽表面。 （4）如果在实验过程中玻璃管中意外泄漏了少量空气，液体高度下降，则测量值小于真实值。 （5）本实验采用等效替换的思想和方法。 3.影响大气压的因素:海拔、天气等。大气压随着海拔的升高而降低；晴天的气压比雨天高，冬天的气压比夏天高。 4.气压计-测量大气压力的仪器。类型:水银气压计、金属盒气压计（也叫无液气压计）。 5.大气压的应用:水泵等。 第四，液体压力和流量的关系 1.在气体和液体的流体中，速度越大，压力越小。 2.飞机升力的产生:飞机的机翼通常做成上凸下直的形状。当飞机在机场跑道上滑行时，机翼上方流动的空气速度快且压力低，而机翼下方流动的空气速度慢且压力大。机翼上部和下部之间的压力差形成了向上的升力。 第九章浮力 第一，浮力(阿基米德原理) 1.当物体浸在液体或气体中时，会受到一个垂直向上的力，这个力就是浮力。 2.浮力的方向是垂直向上的，浮力产生上下表面的压力差，所以:F浮=F下-F上。 3.浮力=物体的重量-液体中物体的弹簧秤读数，即F浮=G-F ' 4.阿基米德原理:浸没在液体中的物体的浮力等于它所排开的液体的重力。用公式表示为:f浮动=G行。 (1)根据阿基米德原理，得到计算浮力的数学表达式；f浮=G排=m液g=ρ液gV排。 (2)阿基米德原理对液体和气体都适用。 二、浮力的应用 1.浸没在液体中的物体的漂浮和下沉条件 (1)物体的浮沉是一个运动的过程，此时物体受到不平衡的力。沉的结果是沉到液体的底部，浮的结果是浮到表面，最后浮到表面。如表中所示: 物体起伏的测定 (2)浮和悬的共同点是浮力等于重力，在平衡力的作用下静止不动。但浮是物体在液面上的平衡状态，物体的一部分浸没在液体中。悬浮是物体浸在液体中的平衡状态，整个物体都浸在液体中。如表中所示: 物体漂浮和悬浮。 2.应用 ⑴船舶 （1）原理:将密度大于水的钢制成空心船，使其排出的沸水体积增加，从而增加其浮力，使船能浮在水面上。 ②排水量:船舶满载时排出的水的质量。 ②潜艇 原理:潜艇具有一定的体积，通过向水箱注水和排水来改变自身的重力，使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮。 ⑶气球和汽艇 原理:气球和飞艇充满密度小于空气的气体（氢气、氨气、热空气）。通过改变气囊中的气体质量，它们自身的体积发生变化，从而改变浮力。 3浮力的计算方法: ①称重法:F浮=G-F拉。 ②平衡法:F浮动=G物体(悬浮或浮动) 3压差法:F浮=F下-F上(物体浮时:F浮=F下) 4阿基米德原理法:F float = G row = m liquid G =ρliquid gV row。 第十章机械与人 一.杠杆 1.工具 (1)杠杆:能在力的作用下绕固定点转动的硬杆，就是杠杆。 (2)杠杆的五个要素: ①支点:杠杆绕其转动的固定点(O)； ②力:使杠杆转动的力(F1)； ③阻力:阻止杠杆转动的力(F2)； ④力臂:支点到力量作用线的距离(L1)； ⑤阻力臂:支点到阻力作用线的距离(l2)。 2.杠杆平衡条件 (1)杠杆平衡:当两个或两个以上的力作用在杠杆上时，杠杆能保持静止或匀速转动，那么我们说杠杆是平衡的。 (2)杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2。 3.杠杆的应用 (1)省力杠杆:动力臂的杠杆比阻力臂大，省力但费距离。 (2)费力杠杆:动力臂的杠杆比阻力臂的小，费力但节省距离。 (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、滑轮的应用 1.定滑轮 (1)本质:是一个平等的臂杆。支点是转轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。 (2)特点:可以不省力，但可以改变动力的方向。 2.移动滑轮 （1）本质:是比阻力臂省力两倍的动力臂。支点是固定在上端的绳索与移动滑轮相切的点，力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径。 （2）特点:可以节省一半的力量，但不能改变力量的方向，并且花费两倍的距离。 3.滑轮组 （1）连接:有两种方式，绳索可以从天车或从动滑轮缠绕。 （2）功能:可以节省劳动力，改变动力方向，但需要很长的距离。 （3）省力:由实际连接在动滑轮上的绳段数决定。绳段数:“奇动偶定”。张力:绳子自由端移动的距离s=nh，其中n是绳段的数量，h是物体移动的高度。 4.轮轴和斜面 （1）轴:本质上是一个可以连续转动的杠杆，是一种省力的机器。车轮和轴的中心是支点，作用在轴上的力是阻力F2，作用在车轮上的力是功率F1，轴半径R和车轮半径R有F1R=F2r，因为R》R，所以F1《F2。 （2）斜角:是一种省力的机器。斜面的坡度越小，越省力。 第三，工作 1.工作 （1）力学中的功:如果一个力作用在一个物体上，而这个物体沿着这个力的方向移动了一段距离，这个力的作用就会显示出结果，在力学中，就说这个力做了功。 （2）做功的两个因素: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经过的距离。这两个因素缺一不可。 （3）不做功的三种情况: （1）物体受力，但仍保持静止（徒劳）。 （2）物体因惯性运动而通过该距离，但不受力（不用力）。 （3）力的方向和物体的运动方向相互垂直，这个力不做功（垂直无功功率）。 2、工作的计算 （1）计算公式:在物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的乘积。即:W=Fs。 （2）符号意义及单位:W代表功，单位为焦耳（j），1j = 1n·m；f代表牛顿（n）中的力；s代表距离，单位为米（m）。 （3）计算注意事项: （1）区分哪个力对物体做功，即澄清公式中的f。 ②公式中的“s”是力F方向经过的距离，必须与“F”对应。 ③F和S的单位分别为N和M，得到的功的单位为J.. 3、功的原理——使用任何机械都不省力。 第四，权力 1.功率的概念:功率是表示物体做功速度的物理量。 2.力量 （1）定义:单位时间内所做的功称为功率，用符号“P”表示。单位是瓦特（W），常用单位是千瓦。1kW=103W。 （2）公式:p = w/t .其中p代表以瓦特（W）为单位的功率；w代表功，单位为焦耳（j）；t代表以秒为单位的时间。 ④功率和机械效率的区别: ①它们是两个不同的概念:功率表示物体做功的速度；机械效率是指机械工作的效率。 （2）它们之间的物理意义不同，没有直接联系。功率大的机械效率不一定高，机械效率高的机械也不一定高。 动词 （verb的缩写）机械效率 1.有用的工作:当使用机器时，对人有用的工作称为有用的工作。也就是人们在没有机械的情况下直接用手做的工作。举起物体时，w是有用的=Gh。 额外工作-额外工作 （1）使用机械时，对人无用但不得不做的工作称为额外工作。 （2）额外功的主要来源:①提升物体时为克服机械自重、容器重量和绳索重量所做的功。②克服机械摩擦所做的功。 3、工作总量-w总量: （1）人们在使用机械的过程中实际做的功称为总功，它等于有用功和额外功的总和。即:W总计= W有用+W额外。 (2)如果人对机械的功率是F，那么:W总是=Fs。 4、机械效率-η (1)定义:有用功与总功之比称为机械效率。 (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减少摩擦。②改进机械，减轻自重。(3)增加机械承受范围内的有用功。 六、动能和势能 1.活力 (1)物体能对外做功，就是说物体有能量，或简称能量。 (2)单位:焦耳 2.动能 (1)定义:物体因运动而具有的能量称为函数。 (2)影响动能的因素:①物体的质量；(2)物体运动的速度。一个物体的质量越大，它的运动速度就越快，动能也就越大。 （3）单位:焦耳。 3.重力势能 （1）定义:物体因其高度位置而具有的能量称为重力势能。 （2）影响重力势能的因素有:①物体的质量；（2）物体提升的高度。物体质量越大，被举得越高，其重力势能也越大。 （3）单位:焦耳 4.弹性势能 （1）定义:物体因弹性变形所具有的能量称为弹性势能。 （2）单位:焦耳。 （3）影响弹性势能的因素:物体弹性变形的程度。物体的弹性变形程度越大，其弹性势能就越大。 七、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。机械能是最常见的能量形式。 ②单位:j （3）影响机械能的因素:①动能；②重力势能的大小；③弹性势能的大小。 2.动能和势能的转化 （1）在一定条件下，动能和势能可以相互转化。 （2）分析动能和势能转化的例题时，首先要明确研究对象处于哪个过程，然后分析对象的质量、移动速度、高度和弹性变形程度的变化，从而确定能量的变化和转化。 第十一章小粒子和宇宙 一。宇宙和微观世界 1.宇宙由物质组成。 “物体”与“物质”的区别与联系:物体是指具有一定形状、占有一定空间、体积和质量的实体。物质是指构成物体的材料。比如桌子是木头做的，窗户边是铁做的。 物质由分子组成，分子由原子组成。 （1）分子的大小:如果将分子视为球体，分子的大小只有几百亿米，通常以10-10m为单位测量。 （2）原子的结构:原子由原子核和电子组成，原子核由中子和质子组成。 3.固体、液体和气体的微观模型。 （1）在固体物质中，分子排列非常紧密，并且分子具有非常强的作用力。因此，固体具有一定的体积和形状，但没有流动性。 (2)在液体物质中，分子没有固定的位置，所以自由运动，粒子间的作用力比固体小。所以液体没有确定的形状，而是有一定的体积和流动性。 (3)在气体中，分子极其分散，间距很大，高速向各个方向运动，粒子间的相互作用极小，所以容易被压缩。所以气体有很强的流动性，但是没有一定的形状和体积。 4.纳米技术 (1)纳米是长度单位。1纳米= 10-9米. (2)纳米科学技术是指纳米尺度(0.1 ~ 100纳米)的科学技术，研究对象是一小堆分子或单个原子或分子。 (3)纳米技术是现代科技的前沿，在电子与通讯、医疗、制造等方面都有应用。 第二，分子热运动 1.对分子运动理论的初步理解。 (1)物质由分子组成。 (2)所有物质的分子都在不断地不规则地运动——扩散现象。 (3)分子之间存在相互吸引和排斥的作用。 2.(1)分子运动理论的基本内容:物质由分子组成；分子不停地做随机运动；分子之间有相互作用的吸引力和排斥力。 (2)扩散现象:不同物质相互接触时相互进入的现象称为扩散。气体、液体和固体都可以扩散。扩散的速度与温度有关。扩散现象说明所有物质的分子都在不断地不规则运动，间接证明了分子之间是有空隙的。 （3）分子之间的相互作用既有引力又有斥力，引力和斥力同时存在。当两个分子之间的距离等于10-10米时，分子之间的引力和斥力相等，合力为零，称为平衡位置；当两个分子之间的距离小于10-10米时，分子间的斥力大于重力，合力表现为斥力；当两个分子之间的距离大于10-10米时，分子间引力大于斥力，合力表现为吸引力；当分子之间的距离很大时（超过分子直径的10倍），分子之间的相互作用变得很弱，可以近似认为分子之间没有相互作用。