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(N) F浮=G物—G視 G視:物體在液體的重力
浮力F浮
(N) F浮=G物 此公式只適用
物體漂浮或懸浮
浮力F浮
(N) F浮=G排=m排g=ρ液gV排 G排:排開液體的重力
m排:排開液體的質(zhì)量
ρ液:液體的密度
V排:排開液體的體積
(即浸入液體中的體積)
杠桿的平衡條件 F1L1= F2L2 F1:動(dòng)力 L1:動(dòng)力臂
F2:阻力 L2:阻力臂
定滑輪 F=G物
S=h F:繩子自由端受到的拉力
G物:物體的重力
S:繩子自由端移動(dòng)的距離
h:物體升高的距離
動(dòng)滑輪 F= (G物+G輪)
S=2 h G物:物體的重力
G輪:動(dòng)滑輪的重力
滑輪組 F= (G物+G輪)
S=n h n:通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)
機(jī)械功W
(J) W=Fs F:力
s:在力的方向上移動(dòng)的距離
有用功W有 一、物質(zhì) 質(zhì)子(+)
1、物質(zhì) 原子核(+) 夸克
(1)物質(zhì)的組成 :
中子(不帶電)
物質(zhì)由分子或原子組成,而原子
核外電子(—):繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)
(2)分子動(dòng)理論
[1]分子間存在間隙;
[2]分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)——擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)——溫度越高則熱運(yùn)動(dòng)越激烈;
[3]分子間存在著相互作用的引力和斥力
二、質(zhì)量及密度
1.質(zhì)量 (1)含義:表示物體所含物質(zhì)的多少
(2)單位:kg、g、t(與物體的狀態(tài)、形狀、位置無關(guān))
換算:1kg=103g 1mg=10-3
(3)測(cè)量工具:天平(使用方法: ……左物右碼;砝碼用鑷子,從大到小取;測(cè)量前調(diào)平衡用螺母,測(cè)量時(shí)調(diào)平衡用游碼;萬一物、碼放反了,則物體的質(zhì)量應(yīng)將砝碼減去游碼…...)
(2)體積 測(cè)量工具:量筒或量杯(讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)平視,即與液面相切)
固體的體積:采用“溢杯法”
(3)密度 物體的一種屬性,不隨物體的質(zhì)量和體積而改變。
公式: 單位:Kg/m3或g/cm3 換算關(guān)系:1 g/cm3=1 103Kg/m3
測(cè)量方法(實(shí)驗(yàn))
(1)常規(guī)法:用天平測(cè)出質(zhì)量,有量筒測(cè)出體積,利用公式得出密度
(2)替代法(用于沒有量筒的情況下):用天平測(cè)出物體的質(zhì)量,測(cè)出相同體積的水的質(zhì)量m,則 ,則該物體的密度為 ( =1 103Kg/m3)。 其中,相同體積的水:液體用標(biāo)記法;固體用溢杯法
水的密度是1.0×103千克/米3, 它表示的物理意義是:1米3的水的質(zhì)量是1.0×103千克
三、運(yùn)動(dòng)和力
1、機(jī)械運(yùn)動(dòng):物理學(xué)中,我們把物體位置的變化叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)
2、運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性
物體的運(yùn)動(dòng)和靜止時(shí)相對(duì)的:
一個(gè)物體對(duì)參照物的位置如果發(fā)生改變則稱該物體運(yùn)動(dòng),若對(duì)參照物的位置沒有改變,則稱該物體靜止。
參照物:被選作標(biāo)準(zhǔn)的
物體
注意:參照物具有性和任意性
3、速度
速度的含義:用來表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量
速度的計(jì)算
速度等于運(yùn)動(dòng)物體在單位時(shí)間內(nèi)通過的路程. 用公式表示: V=S/t ,速度的主單位是米/秒.
其中 v------速度(m/s) s------路程(m) t------時(shí)間(s) 1m/s=3.6km/h
4、勻速直線運(yùn)動(dòng)
含義:物體沿著直線快慢不變的運(yùn)動(dòng)
注意:
(1)運(yùn)動(dòng)快慢必須不變
(2)運(yùn)動(dòng)路線必須為直線
5、長(zhǎng)度、時(shí)間及其測(cè)量
(1)長(zhǎng)度的基本單位是米(m)
其他單位:分米(dm) 厘米(cm) 毫米(mm) 微米(μm) 納米(nm)
1km=1000m=103m
1dm=0.1m=10-1m
1cm=0.01m=10-2m
1mm=0.001m=10-3m
1μm=0.000 001m=10-6m
1nm=0.000 000 001m=10-9m
6、時(shí)間的測(cè)量
時(shí)間的基本單位是秒(s)
其他單位:小時(shí)(h) 分(min)
1h=60min 1min=60s
7、力是物體對(duì)物體的作用,且物體間的力是相互的。力的作用效果是①改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),②使物體發(fā)生形變。
8、 力的單位是牛頓,簡(jiǎn)稱牛. 測(cè)量力的工具是測(cè)力計(jì),實(shí)驗(yàn)室常用的是彈簧秤. 彈簧秤的工作原理是:彈簧的伸長(zhǎng)跟所受的拉力成正比.
9、. 力的大小、方向和作用點(diǎn)叫力的三要素。用一根帶箭頭的線段表示力的三要素的方法叫力的圖示法。
10、 由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力,重力的施力物體是地球。
11、重力跟質(zhì)量成正比,它們之間的關(guān)系是G=mg
其中g(shù)=9.8牛/千克. 重力在物體上的作用點(diǎn)叫重心,重力的方向是豎直向下.
12、求兩個(gè)力的合力叫二力合成。若有二力為F1、F2,則二力同向時(shí)的合力為 F=F1+F2 ,反向時(shí)的合力為F=F大-F小 。
13、牛頓第一定律:一切物體在沒有受到力的作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
14、慣性就是物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性
15、作用在同一物體上的兩個(gè)力,如果大小相等、方向相反、并且在同一條直線上,這兩個(gè)力就彼此平衡。
四、力和機(jī)械
1.、受力會(huì)發(fā)生形變,不受力時(shí)又恢復(fù)到原來的形狀的性質(zhì)叫做彈性
受力后不能自動(dòng)恢復(fù)原來的形狀,物體的這種特性叫做塑性
發(fā)生彈性形變的物體具有的能,叫彈性勢(shì)能. 物體彈性形變?cè)酱,它具有的彈性?shì)能越大
2、彈簧測(cè)力計(jì)
首先要看清彈簧測(cè)力計(jì)的量程,也就是測(cè)量范圍
3、 一個(gè)物體能夠做功,我們就說它具用能. 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能. 動(dòng)能跟物體的速度和質(zhì)量有關(guān),運(yùn)動(dòng)物體的速度越大、質(zhì)量越大,動(dòng)能越大. 一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能.
4、勢(shì)能分重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能. 舉高的物體具有的能叫重力勢(shì)能. 物體的質(zhì)量越大,舉得越高,重力勢(shì)能越大. .
5、 動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能
. 能、功、熱量的單位都是焦耳. 動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化.
6、摩擦力:在接觸面上會(huì)產(chǎn)生的一種阻礙相對(duì)的力
影響摩擦力的大小的因素
(1)摩擦力的大小跟作用在物體表面的壓力有關(guān),表面受到的壓力越大,摩擦力就越大。
(2)摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān),接觸面越粗糙,摩擦力越大。
7、杠桿
在力的作用下如果能繞著一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒就叫杠桿。
杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)叫做支點(diǎn)
使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力,(施力的點(diǎn)叫動(dòng)力作用點(diǎn))
阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做阻力,(施力的點(diǎn)叫阻力作用點(diǎn))
當(dāng)動(dòng)力和阻力對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)效果相互抵消時(shí),杠桿將處于平衡狀態(tài),這種狀態(tài)叫做杠桿平衡,但是杠桿平衡并不是力的平衡。
杠桿平衡時(shí)保持在靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
通過力的作用點(diǎn)沿力的方向的直線叫做力的作用線
從支點(diǎn)O到動(dòng)力F1的作用線的垂直距離L1叫做動(dòng)力臂
從支點(diǎn)O到阻力F2的作用線的垂直距離L2叫做阻力臂
杠桿平衡的條件:
動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂
或?qū)懽?/p>
F1×L1=F2×L2
8、其他簡(jiǎn)單機(jī)械
(1)定滑輪和動(dòng)滑輪
軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪,定滑輪不省力但可以改變力的方向。
軸可以隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪,動(dòng)滑輪能省一半力,但不改變力的方向
實(shí)際中常把一定數(shù)量的動(dòng)滑輪和定滑輪組合成各種形式的滑輪組;喗M既省力又能改變力的方向,但費(fèi)距離。
(3)輪軸和斜面也是簡(jiǎn)單機(jī)械
五、壓強(qiáng)和浮力
1、壓力的含義:物理學(xué)中垂直作用在物體表面上的力
2、壓強(qiáng)的含義:物體單位面積上受到的壓力
壓強(qiáng)的定義式:p=F/S (壓強(qiáng)=壓力÷受力面積)
p—壓強(qiáng)—帕斯卡(單位:帕斯卡,符號(hào):Pa)
F—壓力—牛頓(單位:牛頓,符號(hào):N)
S—受力面積—平方米
F=PS (壓力=壓強(qiáng)×受力面積)
S=F/P (受力面積=壓力÷壓強(qiáng))
3、影響壓強(qiáng)作用效果的因素
(1)受力面積一定時(shí),壓力越大,壓強(qiáng)的作用效果越明顯。(此時(shí)壓強(qiáng)與壓力成正比)
(2)當(dāng)壓力一定時(shí),受力面積越小,壓強(qiáng)的作用效果越明顯。(此時(shí)壓強(qiáng)與受力面積成反比)
4、1Pa的物理意義:1平方米的面積上受到的壓力是1N。(1牛頓的力作用在一平方米上)
5、液體壓強(qiáng)特點(diǎn)
液體內(nèi)部朝各個(gè)方向都有壓強(qiáng);在同一深度,各方面壓強(qiáng)相等;深度增大,液體的壓強(qiáng)增大;液體的壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān):在深度相同時(shí),液體密度越大,壓強(qiáng)越大
6、液體壓強(qiáng)計(jì)算公式
P=ρgh
p—液體壓強(qiáng)—Pa.
ρ—液體密度—千克/立方米(kg/m3)
g—9.8N/kg(通常情況下可取g=10N/kg)有時(shí)也
取10N/kg
7、連通器
(1)連通器里的液體不流動(dòng)時(shí),各容器中的液面高度總是相同的。
(2)原因:同種液體同一深度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等
(3)實(shí)例:茶壺的壺嘴和壺身中的水的高度相等
(4)應(yīng)用:船閘
8、大氣壓強(qiáng)
(1)大氣壓的產(chǎn)生: 由于空氣的重量而產(chǎn)生
(2)大氣壓強(qiáng)的產(chǎn)生:大氣所產(chǎn)生的壓強(qiáng)
(3)物理學(xué)上把等于760毫米水銀柱的大氣壓叫一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓≈1.01×105帕(P=ρgh =13.6×103千克/米3×9.8牛/千克×0.76米≈1.01×105帕).
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能支持約10.3米高的水柱,能支持約12.9米高的煤油柱.
(4)大氣壓隨高度的升高而減小. 測(cè)量大氣壓的儀器叫氣壓計(jì). 液體的沸點(diǎn)跟氣壓有關(guān). 一切液體的沸點(diǎn),都是氣壓減小時(shí)降低,氣壓增大時(shí)升高. 高山上燒飯要用高壓鍋.
(5)活塞式抽水機(jī)和離心式水泵、鋼筆吸進(jìn)墨水等都是利用大氣壓的原理來工作的.
9、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
(1)流體的流速越快,壓強(qiáng)越小
(2)在氣體和液體中,流速越大的位置壓強(qiáng)越小
10、飛機(jī)的升力
飛機(jī)前進(jìn)時(shí),機(jī)翼與周圍的空氣發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),相當(dāng)于有氣流迎面流過機(jī)翼。氣流被機(jī)翼分成上下兩部分,由于機(jī)翼橫截面的形狀上線不對(duì)稱,在相同時(shí)間內(nèi),機(jī)翼上方氣流通過的路程較長(zhǎng),因而速度較大,它對(duì)機(jī)翼的壓強(qiáng)較小;下方氣流通過的路程較短。因而速度較小,它對(duì)機(jī)翼的壓強(qiáng)較大。因此在機(jī)翼得上下表面產(chǎn)生了壓強(qiáng)差,這就是向上的升力
11、浮力
(1)浸在液體中的物體,受到液體對(duì)物體向上的托力
(2)浮力的方向:豎直向上
(3)浮力的方向與重力的方向相反
12、阿基米德原理:浸在液體中的物體所受的浮力,大小等于它排開的液體所受的重力
F浮=G排=ρ液V排g
13、浮力及應(yīng)用
(1)浮沉條件
ρ物>ρ液, 下沉 ,G物>F浮
ρ物=ρ液, 懸浮 ,G物=F浮 (基本物體是空心的)
ρ物<ρ液, 上浮,(靜止后漂浮)G物
ρ物<ρ液, 漂浮,G物=F浮(因?yàn)槭巧细〉淖詈缶辰纾驭盐?ρ液)
ρ物>ρ液, 沉底 ,物=F浮+F杯底對(duì)物的支持力(三力平衡)
(2)輪船排水量:輪船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量
六、功和機(jī)械能
(一)功
1.力學(xué)里所說的功包括兩個(gè)必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上通過的距離。
2.不做功的三種情況:有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。
如:某同學(xué)踢足球,球離腳后飛出10m遠(yuǎn),足球飛出10m的過程中人不做功。
(原因是足球靠慣性飛出)。
3.力學(xué)里規(guī)定:功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式:W=FS。
4.功的單位:焦耳,1J=1N?m。
把一個(gè)雞蛋舉高1m,做的功大約是0.5J。
(二)功的原理
1.內(nèi)容:使用機(jī)械時(shí),人們所做的功,都不會(huì)少于直接用手所做的功;即:使用任何機(jī)械都不省功。
2.說明:
①功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論,對(duì)于任何機(jī)械都適用。
②功的原理告訴我們:使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離,要省距離必須費(fèi)力,既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。
③使用機(jī)械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向,給人類工作帶來很多方便。
3.應(yīng)用:斜面
理想斜面公式:FL=Gh,其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面長(zhǎng);G:物重;h:斜面高度。
如果斜面與物體間的摩擦為f,則:FL=fL+Gh;這樣F做功就大于直接對(duì)物體做功Gh。
(三)機(jī)械效率
1.有用功:定義:對(duì)人們有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W總-W額=ηW總
斜面:W有用=Gh
2.額外功:定義:并非我們需要但又不得不做的功。
公式:W額=W總-W有用=G動(dòng)h(忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組)
斜面:W額=fL
3.總功:定義:有用功加額外功或動(dòng)力所做的功
公式:W總=W有用+W額=FS= W有用/η
斜面:W總= fL+Gh=FL
4.機(jī)械效率:①定義:有用功跟總功的比值。
②公式:
斜 面:
定滑輪:
動(dòng)滑輪:
滑輪組:
③有用功總小于總功,所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。
④提高機(jī)械效率的方法:減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。
5.機(jī)械效率的測(cè)量:
①原理:
②應(yīng)測(cè)物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離S。
③器材:除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。
④步驟:必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高,目的:保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。
⑤結(jié)論:影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有:
A、動(dòng)滑輪越重,個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。
B、提升重物越重,做的有用功相對(duì)就多。
C、摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。
繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。
(四)功率
1.定義:?jiǎn)挝粫r(shí)間里完成的功。
2.物理意義:表示做功快慢的物理量。
3.公式:
4.單位:主單位W;常用單位kW mW,馬力
換算:1kW=103W 1mW=106 W 1馬力=735W。
1W=1J/s表示如果物體在1s內(nèi)做功1J,則物體做工功率為1W
5.機(jī)械效率和功率的區(qū)別:
功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念:
(1)功率表示做功的快慢,即單位時(shí)間內(nèi)完成的功;
(2)機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。