第七章 力與運動

一、牛頓第一定律

1.牛頓第一定律

(1)内容：一切物體在沒有受到外力作用時，總保持勻速直線運動狀态或靜止狀态。這就是牛頓第一定律。

(2)牛頓第一定律不可能簡單從實驗中得出，它是通過實驗為基礎、通過分析和科學推理得到的。

(3)力是改變物體運動狀态的原因，而不是維持運動的原因。

(4)探究牛頓第一定律中，每次都要讓小車從斜面上同一高度滑下，其目的是使小車滑至水平面上的初速度相等。

(5)牛頓第一定律的意義：

①揭示運動和力的關系。

②證實了力的作用效果：力是改變物體運動狀态的原因。

③認識到慣性也是物體的一種特性。

2.慣性

(1)慣性：一切物體保持原有運動狀态不變的性質叫做慣性。

(2)對“慣性”的理解需注意的地方：

①“一切物體”包括受力或不受力、運動或靜止的所有固體、液體氣體。

②慣性是物體本身所固有的一種屬性，不是一種力，所以說“物體受到慣性”或“物體受到慣性力”等，都是錯誤的。

③要把“牛頓第一定律”和物體的“慣性”區别開來，前者揭示了物體不受外力時遵循的運動規律，後者表明的是物體的基本屬性。

④慣性有有利的一面，也有有害的一面，我們有時要利用慣性，有時要防止慣性帶來的危害，但并不是“産生”慣性或“消滅”慣性。

⑤同一個物體不論是靜止還是運動、運動快還是運動慢，不論受力還是不受力，都具有慣性，而且慣性大小是不變的。慣性隻與物體的質量有關，質量大的物體慣性大，而與物體的運動狀态無關。

(3)在解釋一些常見的慣性現象時，可以按以下來分析作答：

①确定研究對象。②弄清研究對象原來處于什麼樣的運動狀态。③一個物體在外力作用下發生了運動狀态改變。④另一物體由于慣性研究對象保持原來的運動狀态于是出現了什麼現象。

二、力的合成

1.合力、分力

用一個力F來等效代替幾個力時，被代替的幾個力叫F的分力，用來代替的F叫這幾個分力的合力。

2.力的合成

求幾個已知分力的合力叫力的合成。

3.二力合成：

(1)共線二力合成

A、方向相同的二力合成：F= F1 F2 方向與二力的方向一緻。

B、方向相反的二力合成：F=︱F1 - F2︱ 方向與二力中較大的力方向一緻。

(2)二力合成取值範圍：

︱F1 - F2︱≦F≦F1 F2

三、二力平衡

1.力的平衡

(1)平衡狀态：物體受到兩個力(或多個力)作用時，如果能保持靜止或勻速直線運動狀态，我們就說物體處于平衡狀态。

(2)平衡力：使物體處于平衡狀态的兩個力（或多個力）叫做平衡力。

(3)二力平衡的條件：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。二力平衡的條件可以簡單記為：等大、反向、共線、同體。物體受到兩個力的作用時，如果保持靜止狀态或勻速直線運動狀态，則這兩個力平衡。

2.一對平衡力和一對相互作用力的比較

平衡力和相互作用力的比較

4.力和運動的關系

(1)不受力或受平衡力 物體保持靜止或做勻速直線運動

(2)受非平衡力 運動狀态改變（運動方向或速度大小改變）

第八章 壓強

一、壓強

1.壓強：

(1)壓力：

①産生原因：由于物體相互接觸擠壓而産生的力。

②壓力是垂直作用在物體表面上的力。

③方向：垂直于受力面。

④壓力與重力的關系：力的産生原因不一定是由于重力引起的，所以壓力大小不一定等于重力。隻有當物體自由放置于水平地面上時壓力才等于重力。

(2)壓強是表示壓力作用效果的一個物理量，壓強的大小與壓力大小和受力面積有關。

(3)壓強的定義：在物理學中，把物體所受的壓力與受力面積的比叫做壓強。

(4)公式：P=F/S。式中P表示壓強，單位是帕斯卡；F表示壓力，單位是牛頓；S表示受力面積，單位是平方米。

(5)國際單位：帕斯卡，簡稱帕，符号是Pa。1Pa=lN/㎡，其物理意義是：l㎡的面積上受到的壓力是1N。

2.增大和減小壓強的方法

(1)增大壓強的方法：①增大壓力；②減小受力面積；③增大壓力對的同時減小受力面積。

(2)減小壓強的方法：①減小壓力；②增大受力面積；③減小壓力對的同時增大受力面積。

二、液體壓強

1.液體壓強的特點

(1)同種液體相同深度處向各個方向壓強相等。

(2)同種液體中，深度越深，液體壓強越大。

(3)不同液體在深度相同時，液體密度越大，液體壓強越大。

2.液體壓強的大小

(1)液體壓強與液體密度和液體深度有關。

(2)公式：P=ρgh。式中，P表示液體壓強單位帕斯卡(Pa)；ρ表示液體密度，單位是千克每立方米(kg/m3）；h表示液體深度，單位是米(m)。

3.連通器——液體壓強的實際應用

(1)原理：連通器裡的液體在不流動時，各容器中的液面高度總是相同的。

(2)應用：水壺、鍋爐水位計、水塔、船鬧、下水道的彎管等。

三、大氣壓強

1.大氣壓産生的原因：由于重力的作用，并且空氣具有流動性，因此發生擠壓而産生的。

2.大氣壓的測量——托裡拆利實驗

(1)實驗方法：在長約1m、一端封閉的玻璃管裡灌滿水銀，用于指将管口堵住，然後倒插在水銀槽中。放開于指，管内水銀面下降到一定高度時就不再下降，這時測出管内外水銀面高度差約為76cm。

(2)計算氣壓的數值：P0=P水銀=ρgh=13.6x103kg/m3x9.8N/kgx0.76m=1.013x105Pa。所以，标準大氣壓的數值為：P0=1.013x105Pa=76cmHg=760mmHg。

(3)以下操作對實驗沒有影響：

①玻璃管是否傾斜；②玻璃管的粗細；③在不離開水銀槽面的前提下玻璃管口距水銀面的位置。

(4)若實驗中玻璃管内不慎漏有少量空氣，液體高度減小，則測量值要比真實值偏小。

(5)這個實驗利用了等效替換的思想和方法。

3.影響大氣壓的因素：高度、天氣等。大氣壓随着海拔高度的增加而減小；晴天比雨天氣壓高，冬天比夏天氣壓高。

4.氣壓計——測定大氣壓的儀器。種類：水銀氣壓計、金屬盒氣壓計(又叫做無液氣壓計)。

5.大氣壓的應用：抽水機等。

四、液體壓強與流速的關系

1.在氣體和液體的流體中，流速越大的位置壓強越小。

2.飛機的升力的産生：飛機的機翼通常都做成上面凸起、下面平直的形狀。當飛機在機場跑道上滑行時，流過機翼上方的空氣速度快、壓強小，流過機翼下方的空氣速度慢、壓強大。機翼上下方所受的壓力差形成向上的升力。

第九章 浮力

一、浮力(阿基米德原理)

1.當物體浸在液體或氣體中時會受到一個豎直向上托的力，這個力就是浮力。

2.浮力的方向是豎直向上，浮力産生上下表面的壓力差，故：F浮=F下-F上。

3.浮力=物體重-物體在液體中的彈簧秤讀數，即F浮=G-F′

4.阿基米德原理：浸在液體裡的物體受的浮力，大小等于它排開的液體受的重力。用公式表示為；F浮=G排。

(1)根據阿基米德原理得出計算浮力大小的數學表達式；F浮=G排=m液g=ρ液gV排。

(2)阿基米德原理既适用于液體也适用于氣體。

二、浮力的應用

1.浸在液體中物體的浮沉條件

(1)物體上浮、下沉是運動過程，此時物體受非平衡力作用。下沉的結果是沉到液體底部，上浮的結果是浮出液面，最後漂浮在液面。如表：

物體浮沉判斷

(2)漂浮與懸浮的共同點都是浮力等于重力，在平衡力的作用下靜止不動。但漂浮是物體在液面的平衡狀态，物體的一部分浸入液體中。懸浮是物體浸沒在液體内部的平衡狀态，整個物體浸沒在液體中。如表：

物體漂浮、懸浮

2.應用

(1)輪船

①原理：把密度大于水的鋼鐵制成空心的輪船，使它排開水的體積增大，從而來增大它所受的浮力，故輪船能漂浮在水面上。

②排水量：輪船滿載時排開的水的質量。

(2)潛水艇

原理：潛水艇體積一定，靠水艙充水、排水來改變自身重力，使重力小于、大于或等于浮力來實現上浮、下潛或懸浮的。

(3)氣球和氣艇

原理：氣球和飛艇體内充有密度小于空氣的氣體(氫氣、氨氣、熱空氣)，通過改變氣囊裡的氣體質量來改變自身體積，從而改變所受浮力大小。

3浮力的計算方法：

①稱量法：F浮=G-F拉

②平衡法：F浮=G物（懸浮或漂浮）

3壓力差法：F浮=F下-F上 （當物體漂浮時：F浮=F下）

4阿基米德原理法：F浮=G排=m液g=ρ液gV排

第十章 機械與人

一、杠杆

1.杠杆

(1)杠杆：在力的作用下能繞着固定點轉動的硬棒就是杠杆。

(2)杠杆的五要素：

①支點：杠杆繞着轉動的固定點(O)；

②動力：使杠杆轉動的力(F1)；

③阻力：阻礙杠杆轉動的力(F2)；

④動力臂：從支點到動力作用線的距離(l1)；

⑤阻力臂：從支點到阻力作用線的距離(l2)。

2.杠杆的平衡條件

(1)杠杆的平衡：當有兩個力或幾個力作用在杠杆上時，杠杆能保持靜止或勻速轉動，則我們說杠杆平衡。

(2)杠杆平衡的條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即：F1l1=F2l2

3.杠杆的應用

(1)省力杠杆：動力臂大于阻力臂的杠杆，省力但費距離。

(2)費力杠杆：動力臂小于阻力臂的杠杆，費力但省距離。

(3)等臂杠杆：動力臂等于阻力臂的杠杆，既不省力也不費力。

二、滑輪的應用

1.定滑輪

(1)實質：是一個等臂杠杆。支點是轉動軸，動力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑。

(2)特點：不能省力，但可以改變動力的方向。

2.動滑輪

(1)實質：是一個動力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。支點是上端固定的那段繩子與動滑輪相切的點，動力臂是滑輪的直徑，阻力臂是滑輪的半徑。

(2)特點：能省一半的力，但不能改變動力的方向，且多費一倍的距離。

3.滑輪組

(1)連接：兩種方式，繩子可以先從定滑輪繞起，也可以先從動滑輪繞起。

(2)作用：既可以省力又可以改變動力的方向，但是費距離。

(3)省力情況：由實際連接在動滑輪上的繩子段數決定。繩子段數：“奇動偶定”。拉力： ，繩子自由端移動的距離s=nh，其中n是繩子的段數，h是物體移動的高度。

4.輪軸和斜面

(1)輪軸：實質是可以連續旋轉的杠杆，是一種省力機械。輪和軸的中心是支點，作用在軸上的力是阻力F2，作用在輪上的力是動力F1，軸半徑r，輪半徑R，則有F1R=F2r，因為R>r，所以F1<F2。

(2)斜面：是一種省力機械。斜面的坡度越小，省力越多。

三、功

1、功

(1)力學中的功：如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向移動了一段距離，這個力的作用就顯示出成效，力學裡就說這個力做了功。

(2)功的兩個因素：一個是作用在物體上的力，另一個是物體在這個力的方向上通過的距離。兩因素缺一不可。

(3)不做功的三種情況：

①物體受到了力，但保持靜止（勞而無功）。

②物體由于慣性運動通過了距離，但不受力（不勞無功）。

③物體受力的方向與運動的方向相互垂直，這個力也不做功（垂直無功）。

2、功的計算

(1)計算公式：物理學中，功等于力與力的方向上移動的距離的乘積。即：W=Fs。

(2)符号的意義及單位：W表示功，單位是焦耳(J)，1J=1N·m；F表示力，單位是牛頓(N)；s表示距離，單位是米(m)。

(3)計算時應注意的事項：

①分清是哪個力對物體做功，即明确公式中的F。

②公式中的“s”是在力F的方向上通過的距離，必須與“F”對應。

③F、s的單位分别是N、m，得出的功的單位才是J。

3、功的原理——使用任何機械都不省功。

四、功率

1、功率的概念：功率是表示物體做功快慢的物理量。

2、功率

(1)定義：單位時間内所做的功叫做功率，用符号“P”表示。單位是瓦特（W）常用單位還有kW。1kW=103W。

(2)公式：p=W/t。式中p表示功率，單位是瓦特(W)；W表示功，單位是焦耳(J)；t表示時間，單位是秒(s)。

(4)功率與機械效率的區别：

①二者是兩個不同的概念：功率表示物體做功的快慢；機械效率表示機械做功的效率。

②它們之間的物理意義不同，也沒有直接的聯系，功率大的機械效率不一定大，機械效率高的機械，功率也不一定大。

五、機械效率

1、有用功——W有用：使用機械時，對人們有用的功叫有用功。也就是人們不用機械而直接用手時必須做的功。在提升物體時，W有用=Gh。

2、額外功——W額外

(1)使用機械時，對人們沒有用但又不得不做的功叫額外功。

(2)額外功的主要來源：①提升物體時，克服機械自重、容器重、繩重等所做的功。②克服機械的摩擦所做的功。

3、總功——W總：

(1)人們在使用機械做功的過程中實際所做的功叫總功，它等于有用功和額外功的總和。即：W總= W有用 W額外。

(2)若人對機械的動力為F，則：W總=Fs

4、機械效率——η

(1)定義：有用功與總功的比值叫機械效率。

(2)公式：η= W有用/ W總。

(3)機械效率總是小于1。

(4)提高機械效率的方法①減小摩擦。②改進機械，減小自重。③在機械承受範圍内增加有用功。

六、動能和勢能

1、能量

（1）物體能夠對外做功，表示這個物體具有能量，簡稱能。

（2）單位：焦耳（J）

2、動能

(1)定義：物體由于運動而具有的能，叫做功能。

(2)影響動能大小的因素：①物體的質量；②物體運動的速度。物體的質量越大，運動速度越大，物體具有的動能就越大。

(3)單位：焦耳(J)。

3、重力勢能

(1)定義：物體由于高度位置而具有的能，叫做重力勢能。

(2)影響重力勢能大小的因素：①物體的質量；②物體被舉高的高度。物體的質量越大，被舉得越高，具有的重力勢能就越大。

(3)單位：焦耳(J)

4、彈性勢能

(1)定義：物體由于發生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。

(2)單位：焦耳(J)。

(3)影響彈性勢能大小的因素：物體發生彈性形變的程度。物體的彈性形變程度越大，具有的彈性勢能就越大。

七、機械能及其轉化

1、機械能

(1)定義：動能和勢能統稱為機械能。機械能是最常見的一種形式的能量。

(2)單位：J。

(3)影響機械能大小的因素：①動能的大小；②重力勢能的大小；③彈性勢能的大小。

2、動能和勢能的轉化

(1)在一定的條件下，動能和勢能可以互相轉化。

(2)在分析動能和勢能轉化的實例時，首先要明确研究對象是在哪一個過程中，再分析物體質量、運動速度、高度、彈性形變程度的變化情況，從而确定能的變化和轉化情況。

第十一章 小粒子與大宇宙

一、宇宙和微觀世界

1.宇宙是由物質組成的

“物體”與“物質”的區别和物體是指具有一定形狀、占據一定空間，有體積和質量的實體。而物質則是指構成物體的材料。比如桌子這個物體是由木頭這種物質組成的，窗棱這個物體是由鐵這種物質組成的。

2.物質是由分子組成的，分子是由原子組成的

(1)分子的大小：如果把分子看成球形，一般分子的大小隻有百億分之幾米，通常用10-10m做單位來量度。

(2)原子的結構：原子由原子核和電子組成，原子核由中子和質子組成。

3.固态、液态、氣态的微觀模型

(1)固态物質中，分子的排列十分緊密，分子具有十分強大的作用力。因此，固體具有一定的體積和形狀，但不具有流動性。

(2)液體物質中，分子沒有固定的位置，運動比較自由，粒子間的作用力比固體的小。因此，液體沒有确定的形狀，但有一定的體積，具有流動性。

(3)氣體物質中，分子極度散亂，間距很大，并以高速度向四面八方運動，粒子間的作用力極小，容易被壓縮。因此，氣體具有很強的流動性，但沒有一定的形狀和體積。

4.納米技術

(1)納米是長度的單位。1nm=10-9m。

(2)納米科學技術是指納米尺度内(0.1～100nm)的科學技術，研究對象是一小堆分子或單個的原子、分子。

(3)納米技術是現代科學技術的前沿，它在電子和通信方面、醫療方面、制造業方面等都有應用。

二、分子熱運動

1、分子運動理論的初步認識

(1)物質由分子組成的。

(2)一切物質的分子都在不停地做無規則的運動——擴散現象。

(3)分子之間有相互作用的引力和斥力。

2、(1)分子運動理論的基本内容：物質是由分子組成的；分子不停地做無規則運動；分子間存在相互作用的引力和斥力。

(2)擴散現象：不同物質在相互接觸時，彼此進入對方的現象叫擴散。氣體、液體、固體均能發生擴散現象。擴散的快慢與溫度有關。擴散現象表明：一切物質的分子都在永不停息地做無規則運動，并且間接證明了分子間存在間隙。

(3)分子間的相互作用力既有引力又有斥力，引力和斥力是同時存在的。當兩分子間的距離等于10-10米時，分子間引力和斥力相等，合力為零,叫做平衡位置；當兩分子間的距離小于10-10米時，分子間斥力大于引力，合力表現為斥力；當兩分子間的距離大于10-10米時，分子間引力大于斥力，合力表現為引力；當分子間的距離很大(大于分子直徑的10倍以上)時，分子間的相互作用力變得十分微弱，可近似認為分子間無相互作用力。

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