初中物理知识梳理(六)

2017-07-24 17:27:04

初中物理知识梳理(六)
第十三章《力和机械》
一、弹力
1、弹性:物体受力发生形变,失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。  
2、塑性:在受力时发生形变,失去力时不能恢复原来形状的性质叫塑性。
3、弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力,弹力的大小与弹性形变的大小有关
 
二、重力:
⑴重力的概念:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的施力物体是:地球。
⑵重力大小的计算公式G=mg 其中g=9.8N/kg 它表示质量为1kg 的物体所受的重力为9.8N。
⑶重力的方向:竖直向下 其应用是重垂线、水平仪分别检查墙是否竖直和 面是否水平。
⑷重力的作用点——重心:
重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则物体的重心,在它的几何中心上。如均匀细棒的重心在它的中点,球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点
 
三、摩擦力:

摩擦力

 

静摩擦

 

动摩擦

 

滑动摩擦

 

滚动摩擦

1、定义:两个互相接触的物体,当它们要发生或已发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力就叫摩擦力。
2、分类:
 
 
3、摩擦力的方向:摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,有时起阻力作用,有时起动力作用。
4、静摩擦力大小应通过受力分析,结合二力平衡求得
5、在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
6、滑动摩擦力:
⑴测量原理:二力平衡条件
⑵测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。
⑶ 结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。
7、应用:
⑴理论上增大摩擦力的方法有:增大压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。
⑵理论上减小摩擦的方法有:减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动(滚动轴承)、使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬浮)。
 
四、杠杆
定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明:①杠杆可直可曲,形状任意。
②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。

五要素——组成杠杆示意图。

①支点:杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。
②动力:使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。
③阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。
说明 动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。
     动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反
④动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。
⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。
画力臂方法:一找支点、二画线、三连距离、四标签
⑴ 找支点O;⑵ 画力的作用线(虚线);⑶ 画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线);⑷ 标力臂(大括号)。
研究杠杆的平衡条件:
杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。
实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出力臂。
结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成:F1 / F2=l2 / l1
解题指导:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。(如:杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。)
解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
4、应用:

名称结 构
特 征
特 点应用举例
省力
杠杆
动力臂
大于
阻力臂
省力、
费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀
费力
杠杆
动力臂
小于
阻力臂
费力、
省距离
缝纫机踏板、起重臂
人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂
杠杆
动力臂等于阻力臂不省力
不费力
天平,定滑轮
l1说明:应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆,当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。

 
五、滑轮
定滑轮:
①定义:中间的轴固定不动的滑轮。
②实质:定滑轮的实质是:等臂杠杆
③特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G

F1绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动

的距离SG(或速度vG)
动滑轮:
①定义:和重物一起移动的滑轮。(可上下移动,
也可左右移动)
②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍
的省力杠杆。
③特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:F= 1  2G只忽略轮轴间的摩擦则  拉力F=  1  2(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)
滑轮组
①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F=  1   n G 。只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=  1  n (G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)
④组装滑轮组方法:首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
 
第十四章《压力和压强》
一、固体的压力和压强
1、压力:
⑴ 定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。
⑵ 压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在桌面上时,如果物体不受其他力,则压力F = 物体的重力G
⑶ 固体可以大小方向不变地传递压力。
⑷重为G的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。
      F+G     G – F        F-G       F
2、研究影响压力作用效果因素的实验:
   ⑴课本甲、乙说明:受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。概括这两次实验结论是:压力的作用效果与压力和受力面积有关。本实验研究问题时,采用了控制变量法。和 对比法
3、压强:
⑴ 定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。
⑵ 物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量
⑶ 公式 p=F/ S 其中各量的单位分别是:p:帕斯卡(Pa);F:牛顿(N)S:米2(m2)。
A使用该公式计算压强时,关键是找出压力F(一般F=G=mg)和受力面积S(受力面积要注意两物体的接触部分)。
B特例:对于放在桌子上的直柱体(如:圆柱体、正方体、长放体等)对桌面的压强p=ρgh
⑷ 压强单位Pa的认识:一张报纸平放时对桌子的压力约0.5Pa 。成人站立时对地面的压强约为:1.5×104 Pa 。它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为:1.5×104 N
⑸ 应用:当压力不变时,可通过增大受力面积的方法来减小压强如:铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。也可通过减小受力面积的方法来增大压强如:缝衣针做得很细、菜刀刀口很薄。
 4、一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力压强问题:
 处理时:把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定压强(一般常用公式 p= F/S )。
 
二、液体的压强
1、液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性。
2、测量:压强计  用途:测量液体内部的压强。
3、液体压强的规律:
⑴ 液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
⑵ 在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
⑶ 液体的压强随深度的增加而增大;
⑷ 不同液体的压强与液体的密度有关。
4、压强公式:
 ⑴ 推导压强公式使用了建立理想模型法,前面引入光线的概念时,就知道了建立理想模型法,这个方法今后还会用到,请认真体会。
⑵推导过程:(结合课本)
液柱体积V=Sh ;质量m=ρV=ρSh
液片受到的压力:F=G=mg=ρShg .
液片受到的压强:p= F/S=ρgh
⑶液体压强公式p=ρgh说明:
A、公式适用的条件为:液体
B、公式中物理量的单位为:p:Pa;g:N/kg;h:m
C、从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。
D、液体压强与深度关系图象:
F=G    F<G     F>G
6、计算液体对容器底的压力和压强问题:
一般方法:㈠首先确定压强p=ρgh;㈡其次确定压力F=pS
特殊情况:压强:对直柱形容器可先求F 用p=F/S  
压力:①作图法  ②对直柱形容器 F=G
7、连通器:⑴定义:上端开口,下部相连通的容器
⑵原理:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平
⑶应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
 
三、大气压
1、概念:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压,一般有p0表示。说明:“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。
2、产生原因:因为 空气受重力并且具有流动性。
3、大气压的存在——实验证明:
历史上著名的实验——马德堡半球实验。
小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。
4、大气压的实验测定:托里拆利实验。
(1)实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760 mm。
(2)原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。
(3)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)
(4)说明:
A实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。
B本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m
C将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。

h

D若外界大气压为H cmHg 试写出下列各种情况下,被密封气体的压强(管中液体为水银)。
 H cmHg  (H+h)cmHg  (H-h)cmHg  (H-h)cmHg   (H+h)cmHg  (H-h)cmHg  (H-h)cmHg
E标准大气压: 支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
1标准大气压=760 mmHg=76 cmHg=1.01×105 Pa  
2标准大气压=2.02×105 Pa,可支持水柱高约20.6 m
5、大气压的特点:
(1)特点:空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
(2)大气压变化规律研究:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa
6、测量工具:
定义:测定大气压的仪器叫气压计。
分类:水银气压计和无液气压计
说明:若水银气压计挂斜,则测量结果变大。 在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
7、应用:活塞式抽水机和离心水泵。
8、沸点与压强:内容:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
应用:高压锅、除糖汁中水分。
9、体积与压强:内容:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。
应用:解释人的呼吸,打气筒原理,风箱原理。
 
三、浮力
1、浮力的定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力 叫浮力。
2、浮力方向:竖直向上,施力物体:液(气)体
3、浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差 即浮力。
4、物体的浮沉条件:
(1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。

(2)请根据示意图完成下空。


                  下沉               悬浮            上浮          漂浮
              F浮  < G           F浮  = G        F浮  > G         F浮  = G 
              ρ液<ρ物         ρ液 =ρ物       ρ液 >ρ物       ρ液 >ρ物
(3)、说明:
① 密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为(2/3)ρ  

F分析:F浮  = G   则:ρ液V排g =ρ物Vg

    ρ物=( V排/V)·ρ液= 2 3ρ液
③ 悬浮与漂浮的比较
相同:  F浮  = G 
不同:悬浮ρ液 =ρ物 ;V排=V物
漂浮ρ液 <ρ物;V排<V物
④判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮  与G或比较ρ液与ρ物 。
⑤ 物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为:ρ物= Gρ/ (G-F)
⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。
5、阿基米德原理:
(1)、内容: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。
(2)、公式表示:F浮  = G排 =ρ液V排g 从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
(3)、适用条件:液体(或气体)
6、漂浮问题“五规律”:(历年中考频率较高,)
规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律二:同一物体在不同液体里,所受浮力相同;
规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
7、浮力的利用:
(1)、轮船:
工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
 (2)、潜水艇:
工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
(3)、气球和飞艇:
工作原理:气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如:氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。
(4)、密度计:
原理:利用物体的漂浮条件来进行工作。
构造:下面的铝粒能使密度计直立在液体中。
刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大
8、浮力计算题方法总结:
(1)、确定研究对象,认准要研究的物体。
(2)、分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。
(3)、选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。
计算浮力方法:
①称量法:F浮= G-F(用弹簧测力计测浮力)。
②压力差法:F浮= F向上  - F向下(用浮力产生的原因求浮力)
③漂浮、悬浮时,F浮=G (二力平衡求浮力;)
④F浮=G排 或F浮=ρ液V排g (阿基米德原理求浮力,知道物体排开液体的质量或体积时常用)
⑤根据浮沉条件比较浮力(知道物体质量时常用)
 
(江门补习)
本文出自:http://www.jmminghan.com


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