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③慣性不是力。慣性只有大小,沒(méi)有方向,把慣性說(shuō)成“慣性力”或“受到慣性的作用”都是錯(cuò)誤的。慣性的應(yīng)用:利用物體的慣性。例如:潑水時(shí),水由于慣性飛出;拍打衣服時(shí),灰塵由于慣性而飛出,從而脫離衣服;運(yùn)動(dòng)員跳遠(yuǎn)前的助跑;電機(jī)固定在沉重的底座上以增加質(zhì)量防止移動(dòng)等。慣性的危害:慣性帶來(lái)的危害。例如:汽車(chē)剎車(chē)時(shí),由于慣性汽車(chē)不能立即停下來(lái),導(dǎo)致交通事故等。交通部門(mén)規(guī)定的“嚴(yán)禁超載、必須系好安全帶、兒童乘坐兒童安全座椅”等都是為了避免慣性帶來(lái)的傷害。二.二力平衡1.概念如果物體只受兩個(gè)力的作用,且處于平衡狀態(tài),這種情況叫做二力平衡。特點(diǎn):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。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是:同體、等大、反向、共線。2.平衡力及平衡狀態(tài)的判定平衡力:物體在受到幾個(gè)力的作用時(shí),如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),我們就說(shuō)這幾個(gè)力平衡。平衡狀態(tài):靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫平衡狀態(tài)。物體如果運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,那么一定受到非平衡力的作用。速度為0的物體不一定處于平衡狀態(tài)。例如:被豎直向上拋向空中的物體達(dá)到最高點(diǎn)時(shí),速度為0,但因?yàn)樗€受到豎直向下的重力作用,受力不平衡,因此它并沒(méi)有處于平衡狀態(tài)。3.平衡力和相互作用力的區(qū)分類(lèi)型平衡力相互作用力相同點(diǎn)①大小相等②方向相反③作用在同一條直線上不同點(diǎn)受力物體同一物體不同物體力的示意圖三.摩擦力1.產(chǎn)生條件①兩物體相互接觸且有彈力;②接觸面粗糙;③兩物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。2.摩擦力的種類(lèi)和大?。?)滑動(dòng)摩擦:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的摩擦力。①大小:初中階段,通過(guò)找勻速直線運(yùn)動(dòng),由二力平衡求出。②影響摩擦力大小的因素:壓力大小和接觸面的粗糙程度;接觸面粗糙程度一定時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。(2)靜摩擦力:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但它們之間處于相對(duì)靜止時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。大?。撼踔须A段,通過(guò)找物體靜止?fàn)顟B(tài),由二力平衡求出,靜摩擦力與壓力大小無(wú)關(guān)。(3)滾動(dòng)摩擦:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體上發(fā)生滾動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的摩擦力。變滾動(dòng)為滑動(dòng)是為了增大摩擦力,變滑動(dòng)為滾動(dòng)是為了減小摩擦力。3.摩擦力的方向摩擦力的方向與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。摩擦力的方向可能與實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向相同,此時(shí)摩擦力是動(dòng)力,如人行走時(shí)后腳受到的摩擦力;也可能與實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向相反,此時(shí)摩擦力是阻力,如滾動(dòng)的球受到的摩擦力。4.改變摩擦力的方法增大摩擦①增大接觸面的粗糙程度,如汽車(chē)輪胎做上花紋;②增大壓力,如騎自行車(chē)捏閘的力越大,摩擦力越大;③變滾動(dòng)為滑動(dòng),如汽車(chē)急剎車(chē)時(shí)車(chē)只滑不滾;
④變濕摩擦為干摩擦。減小摩擦①使接觸面變光滑;②減小壓力;③用滾動(dòng)代替滑動(dòng);④使接觸面分離;⑤變干摩擦為濕摩擦。實(shí)驗(yàn)1:探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響實(shí)驗(yàn)小明利用斜面、木板、棉布、毛巾、小車(chē)做“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)剖析(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要固定斜面,分別將小車(chē)從斜面上的同一(選填“同一”或“不同”)位置由靜止釋放,目的是保證小車(chē)到達(dá)水平面時(shí)的初速度相同.(2)實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)改變水平面的粗糙程度來(lái)改變小車(chē)所受阻力大小的.(3)阻力對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的影響是通過(guò)小車(chē)在水平面的運(yùn)動(dòng)距離體現(xiàn)的,物理研究方法是轉(zhuǎn)換法。(4)三次實(shí)驗(yàn)小車(chē)在水平面上的運(yùn)動(dòng)情況如圖所示.分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出結(jié)論:水平面越光滑,小車(chē)受到的阻力越小(選填“大”或“小”),速度減小得越慢(選填“快”或“慢”).物理研究方法:控制變量法。(5)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象我們可以推斷,如果水平面絕對(duì)光滑,小車(chē)受到的阻力為零,它將做勻速直線運(yùn)動(dòng).物理研究方法:科學(xué)推理法。在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)推理可知觀點(diǎn)A(選填“A”或“B”)是正確的.A.物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持B.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因(6)小車(chē)到達(dá)水平面后會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樾≤?chē)具有慣性.(7)某次實(shí)驗(yàn)時(shí),小車(chē)僅在木板上滑行時(shí)滑出了木板右端,為得到可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,不需要(選填“需要”或“不需要”)重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(8)本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了科學(xué)推理法,下列運(yùn)用此方法的實(shí)驗(yàn)是A(填字母).A.探究真空能否傳聲B.探究平面鏡成像規(guī)律C.探究壓力的作用效果與什么因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)2:探究二力平衡的條件實(shí)驗(yàn)在“探究二力平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置.考點(diǎn)剖析(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)給桌面兩側(cè)安裝定滑輪的目的是改變力的方向。(2)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)調(diào)整托盤(pán)中砝碼的質(zhì)量來(lái)改變拉力的大小,當(dāng)小車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),水平方向上小車(chē)受到的力相互平衡.(3)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在圖甲左盤(pán)放入2N的砝碼,右盤(pán)放入1.5N的砝碼,小車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)小車(chē)在水平方向受力平衡(選填“平衡”或“不平衡”),小組同學(xué)分析出產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是小車(chē)受到摩擦力的作用,為減小該影響,應(yīng)該選擇較為光滑(選填“光滑”或“粗糙”)的桌面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過(guò)甲→乙→丙的改進(jìn),目的是:為了減少摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。(4)為減小摩擦力的影響,小組同學(xué)又設(shè)計(jì)如圖丙所示實(shí)驗(yàn)裝置,向兩端掛上鉤碼,當(dāng)兩邊鉤碼質(zhì)量相等時(shí),小卡片靜止,這說(shuō)明相互平衡的兩個(gè)力大小相等。圖丙使用小卡片的優(yōu)點(diǎn):小卡片較輕,重力可以忽略不計(jì)。(5)將圖丙小卡片旋轉(zhuǎn)或者扭轉(zhuǎn)(選填“扭轉(zhuǎn)”或“翻轉(zhuǎn)”)一個(gè)角度,松手后小卡片不能平衡,觀察到小卡片轉(zhuǎn)動(dòng),最后恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài),說(shuō)明兩個(gè)力必須作用在同一直線上才能平衡.(6)在圖丙小卡片平衡時(shí),用剪刀將小卡片從中間剪開(kāi),再松手時(shí),小卡片運(yùn)動(dòng),由此說(shuō)明兩個(gè)力必須作用在同一物體上才能彼此平衡.(7)圖丁可以(選填“可以”或“不可以”)驗(yàn)證二力平衡的條件。原因是:作用在小卡片上的兩個(gè)力滿足大小相等,方向相反,作用在同一直線上和同一物體上,所以也可以探究二力平衡的條件??键c(diǎn)3:探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)考點(diǎn)剖析(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊,根據(jù)二力平衡原理,此時(shí)拉力的大小等于滑動(dòng)摩擦力的大小。此操作用到的物理研究方法:轉(zhuǎn)換法。(2)讀數(shù)時(shí):視線應(yīng)與彈簧測(cè)力計(jì)刻度盤(pán)上的刻度線垂直(選填“平行”或“垂直”).(3)比較甲乙得出結(jié)論:接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;比較乙丙得出結(jié)論:壓力相同時(shí),接觸面粗糙程度越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。物理研究方法:控制變量法。(4)比較甲、丁實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)甲中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于丁中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小有關(guān)。結(jié)論是錯(cuò)誤的,原因是沒(méi)有控制壓力大小相等。(5)如果用如圖己所示的方法拉木塊,木塊受到木板的摩擦力相對(duì)于使用水平拉力時(shí)變小。此過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力和木塊受到的摩擦力不是(選填“是”或“不是”)一對(duì)平衡力.(6)按圖戊這樣改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)是:①無(wú)須勻速拉動(dòng),操作簡(jiǎn)便;②彈簧測(cè)力計(jì)靜止,讀數(shù)穩(wěn)定且較準(zhǔn)確。第九章壓強(qiáng)一.壓強(qiáng)1.壓力定義:垂直作用在物體表面的力叫做壓力。方向:壓力垂直于接觸面,指向被壓物體。作用點(diǎn):在所壓物體表面上。作用效果:使受壓物體發(fā)生形變。2.壓力與重力的區(qū)別與聯(lián)系壓力重力區(qū)別力的示意圖物塊A對(duì)斜面的壓力物塊A受到的重力施力物體物塊A地球受力物體斜面物塊A力的方向垂直于受力面指向受力物體豎直向下力的大小不一定等于物體重力G=mg力的作用點(diǎn)在被壓物體上物塊重心性質(zhì)彈力引力產(chǎn)生原因物體間相互接觸且擠壓地球的吸引聯(lián)系壓力可以由重力產(chǎn)生,也可以由其他力產(chǎn)生。只有當(dāng)物體放在水平面上時(shí),物體對(duì)水平面的壓力在數(shù)值上等于重力,即F壓=G。不能說(shuō)“壓力就是重力或者壓力就等于重力”。3.壓強(qiáng)及其計(jì)算定義:在物理學(xué)中,物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強(qiáng);公式:。適用條件適用于所有物體間壓強(qiáng)的計(jì)算(無(wú)論是氣體、液體,還是固體)公式中的S是受力面積,它是施力物體擠壓受力物體時(shí),兩者相互接觸的面積。單位:壓強(qiáng)p的單位是帕斯卡(簡(jiǎn)稱(chēng)為帕),符號(hào)是Pa,單位分別是p—Pa,F(xiàn)—N,S—m2,1Pa=1N/m2。常用單位:千帕(kPa)、兆帕(MPa);1kPa=103Pa,1MPa=106Pa。物理意義:壓強(qiáng)是描述壓力作用效果的物理量。常見(jiàn)數(shù)值:一顆西瓜子平放在桌面上,對(duì)桌面的壓強(qiáng)約20Pa;一張報(bào)紙平放在桌面上時(shí)對(duì)桌面的壓強(qiáng)約0.5Pa,成年人站立在地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)約為1.5×104Pa。推導(dǎo)式:適用條件在求解密度均勻、形狀規(guī)則的實(shí)心柱體垂直作用于水平面上的壓強(qiáng)時(shí),利用公式力非??旖荨?zhǔn)確、方便。密度均勻、形狀規(guī)則且體積可以由V=Sh計(jì)算的實(shí)心柱體(圓柱體、棱柱體、正方體、長(zhǎng)方體等),如圖所示物體被放在水平面上,且受力面積等于物體的底面積水平面受到的壓力是由物體所受的重力產(chǎn)生的(F=G)4.改變壓強(qiáng)的方法及其應(yīng)用減小壓強(qiáng)方法①壓力一定,增大受力面積②受力面積一定,減小壓力③同時(shí)減小壓力,增大受力面積應(yīng)用:①載重卡車(chē)裝有許多的車(chē)輪;②房屋建在較大的地基上;③書(shū)包帶做得較寬增大壓強(qiáng)方法壓力一定,減小受力面積受力面積一定,增大壓力同時(shí)增大壓力,減小受力面積應(yīng)用:①速滑運(yùn)動(dòng)員的冰鞋裝有冰刀;②投向靶盤(pán)的飛鏢;③用力剎車(chē)二.液體壓強(qiáng)1.液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因液體受重力作用,對(duì)支撐它的容器底有壓強(qiáng)。液體具有流動(dòng)性,對(duì)阻礙它流散開(kāi)的容器壁也有壓強(qiáng)。液體由于具有流動(dòng)性而在液體內(nèi)部相互擠壓,因此液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。
2.液體壓強(qiáng)的特點(diǎn):①在液體內(nèi)部的同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等;②液體密度一定時(shí),深度越深,壓強(qiáng)越大;③在深度相同時(shí),液體的密度越大,壓強(qiáng)越大.3.液體壓強(qiáng)的計(jì)算單位:應(yīng)用時(shí),各個(gè)物理量的單位都應(yīng)統(tǒng)一取國(guó)際單位。其中ρ—kg/m3,g—N/kg,h—m,p—Pa。4.對(duì)液體壓強(qiáng)公式的理解①由可知,液體壓強(qiáng)只與液體密度和液體深度有關(guān),與液體質(zhì)量、體積等無(wú)關(guān)。②h指的是液體的深度,是被研究的點(diǎn)到自由液面的豎直距離。如下圖所示,A、B、C的深度分別是h1、h2和h3,D、E、F三點(diǎn)的深度相同,都是h。③該公式適用于靜止的液體和密度均勻的氣體,不適用于流動(dòng)的液體、氣體。5.和的應(yīng)用適用范圍壓強(qiáng)的定義式,適用于所有情況,多用于計(jì)算固體壓強(qiáng)液體壓強(qiáng)的計(jì)算式,也適用于計(jì)算形狀規(guī)則、質(zhì)地均勻的柱形固體對(duì)水平面的壓強(qiáng)計(jì)算順序固體壓力壓強(qiáng):①先算壓力②再算壓強(qiáng)液體壓力壓強(qiáng):①先算壓強(qiáng)②后算壓力6.不規(guī)則容器底壓力壓強(qiáng)的區(qū)別容器容器底受到的壓強(qiáng)p=ρ液gh容器底受到的壓力F=pS=ρ液gh=G柱F>G液F=G液F<G液對(duì)支持面的壓力F1=G液+G容對(duì)支持面的壓強(qiáng)p1=F1/S總結(jié)當(dāng)計(jì)算液體壓力壓強(qiáng),先算壓強(qiáng)再算壓力的方法因?yàn)樽兞刻酂o(wú)法計(jì)算時(shí),可以通過(guò)先觀察杯子的形狀先比較壓力的大小,再比較壓強(qiáng)的大小。7.連通器的原理定義:上端開(kāi)口,下部相連通的容器。原理:連通器里裝同一種液體且液體不流動(dòng)時(shí),連通器中各部分的液面高度總是相等。應(yīng)用:茶壺、鍋爐水位計(jì)、乳牛自動(dòng)喂水器、船閘等。三.大氣壓強(qiáng)和流體壓強(qiáng)1.大氣壓強(qiáng)定義:大氣對(duì)浸在它里面的物體的壓強(qiáng)叫做大氣壓強(qiáng),簡(jiǎn)稱(chēng)大氣壓;大氣壓用p0表示。產(chǎn)生原因:因?yàn)榭諝馐苤亓ψ饔貌⑶揖哂辛鲃?dòng)性。大氣壓與高度的關(guān)系:海拔越高,大氣壓越小(選填“大”或“小”)。氣壓與沸點(diǎn)的關(guān)系:水的沸點(diǎn)隨氣壓的增大而升高(選填“升高”或“降低”).氣壓與體積的關(guān)系:一定質(zhì)量的氣體,溫度不變時(shí),氣壓隨體積的減小而增大.物理學(xué)史:①最早發(fā)現(xiàn)大氣壓的存在的實(shí)驗(yàn):馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。②托里拆利實(shí)驗(yàn):精確測(cè)量出標(biāo)準(zhǔn)氣壓數(shù)值的實(shí)驗(yàn):托里拆利實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程在長(zhǎng)約1m,一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,將管口堵住,然后倒插在水銀槽中放開(kāi)堵管口的手指后,管內(nèi)水銀面下降一些就不再下降,這時(shí)管內(nèi)外水銀面的高度差約為760mm。結(jié)論大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值隨著外界大氣壓的變化而變化)。注意玻璃管中充滿水銀,不能混有氣泡,否則實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小。玻璃管的形狀、粗細(xì)及是否傾斜不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。玻璃管管口在水銀槽內(nèi)的深度不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,向上提或向下按玻璃管,只改變水銀柱上方真空部分的體積,而水銀柱的高度不變。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的水銀的高度如果不是760mm,可能是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)環(huán)境的大氣壓不是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。將玻璃管上端開(kāi)一小口,水銀液面只會(huì)下降,因?yàn)椴AЧ芎退y槽構(gòu)成了一個(gè)連通器。托里拆利實(shí)驗(yàn)中選擇的液體是水銀,而不是其他液體,原因是水銀是常溫下密度最大的液體,在同樣的大氣壓下需要的玻璃管最短。如果用其他液體,需要的玻璃管就會(huì)很長(zhǎng),操作不方便。如果用水來(lái)做托里拆利實(shí)驗(yàn),則根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可得ρ水銀g?水銀=ρ水g?水,則水柱高度h水2.流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系(1)液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系:在氣體和液體中,流速越大的位置壓強(qiáng)越小。(2)應(yīng)用:火車(chē)站臺(tái)上的安全線、兩船不能并排高速航行、向兩紙片中間吹氣,兩紙片向中間靠攏等。(3)飛機(jī)升力產(chǎn)生的原因:如圖所示,飛機(jī)的機(jī)翼是上下不對(duì)稱(chēng)的造型,飛行時(shí),機(jī)翼上方的空氣流速大于下方的空氣流速,于是機(jī)翼上方受到的空氣壓強(qiáng)小于下方受到的空氣壓強(qiáng),形成了壓強(qiáng)差,因而有壓力差,這就是產(chǎn)生升力的原因.實(shí)驗(yàn)1:探究影響壓力作用效果的因素在“探究影響壓力作用效果的因素”實(shí)驗(yàn)中,小明利用完全相同的小桌、海綿及砝碼進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn).考點(diǎn)剖析(1)裝置中砝碼的作用是改變壓力的大小.實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較海綿的凹陷程度來(lái)比較壓力的作用效果,實(shí)驗(yàn)方法:轉(zhuǎn)換法。實(shí)驗(yàn)中還可以用沙子(選填“硬紙板”或“沙子”)代替海綿來(lái)完成實(shí)驗(yàn).(2)圖甲中乙、丙分別將桌子正立和倒立,目的是控制壓力大小相同,改變受力面積。(3)進(jìn)行圖乙實(shí)驗(yàn)時(shí),小明將砝碼放在小桌上,發(fā)現(xiàn)左側(cè)桌腿下的海綿比右側(cè)壓下得深,造成這種現(xiàn)象的原因是砝碼放置在桌面中心偏左的位置,接下來(lái)應(yīng)將砝碼移到桌面的中心位置,避免影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.(4)比較圖甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),可得出結(jié)論:受力面積相同時(shí),壓力越大,壓力的作用效果越明顯。(5)比較圖乙、丙兩次實(shí)驗(yàn),可得出結(jié)論:壓力大小相同時(shí),受力面積越小,壓力的作用效果越明顯,實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。請(qǐng)你舉出生活中應(yīng)用該結(jié)論的一個(gè)事例:圖釘一端做得很尖(答案合理即可)(6)小明認(rèn)為比較圖甲、丙的實(shí)驗(yàn)也能探究壓力與受力面積的關(guān)系,老師提醒這是不合理,理由是沒(méi)有控制壓力大小相同.若小明仍想通過(guò)比較圖甲、丙的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩者關(guān)系,在不的增加器材的情況下,可以采取的調(diào)整措施是取下丙中的砝碼.(7)如圖戊所示,小明將木塊沿豎直方向切成大小不同的兩塊.將左側(cè)部分移開(kāi)后,發(fā)現(xiàn)剩余部分對(duì)海綿的壓力作用效果沒(méi)有發(fā)生變化,由此得出結(jié)論:壓力的作用效果與受力面積無(wú)關(guān).你認(rèn)為他在探究過(guò)程中存在的問(wèn)題是沒(méi)有控制壓力大小相同.(寫(xiě)出一種即可)改進(jìn)方案是將切去的木塊放在剩余木塊正上方。(8)將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上,則圖丙中海綿受到的壓強(qiáng)和圖丁中木板受到的壓強(qiáng)的大小相等。得出小桌對(duì)海綿壓強(qiáng)更大的錯(cuò)誤結(jié)論原因是:沒(méi)有控制受壓面材料相同。實(shí)驗(yàn)2:探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)考點(diǎn)剖析(1)壓強(qiáng)計(jì)結(jié)構(gòu):U形管一側(cè)與軟管相連接;另一側(cè)不能(選填“能”或“不能”)密封.(2)壓強(qiáng)計(jì)的工作原理:當(dāng)探頭處的橡皮膜受壓強(qiáng)時(shí),U形管左右兩側(cè)液面產(chǎn)生高度差.橡皮膜受到的壓強(qiáng)越大,U形管左右兩側(cè)液面的高度差越大。實(shí)驗(yàn)是根據(jù)U形管中液面的高度差來(lái)判斷液體壓強(qiáng)的大小。實(shí)驗(yàn)方法:轉(zhuǎn)換法。(3)檢查氣密性:實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)檢查U形管壓強(qiáng)計(jì)的氣密性,手按壓金屬盒上的橡皮膜,觀察U形管兩側(cè)液面的高度是否發(fā)生變化,若變化明顯,說(shuō)明氣密性良好;若不變,說(shuō)明裝置漏氣。(4)如圖甲所示的U形管壓強(qiáng)計(jì),金屬盒上的橡皮膜應(yīng)該選用較薄(選填“較薄”或“較厚”)的,從結(jié)構(gòu)來(lái)看,壓強(qiáng)計(jì)不是(選填“是”或“不是”)連通器;為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯,U形管中最好裝入有色的酒精(選填“水”或“酒精”,ρ水>ρ酒精).(5)實(shí)驗(yàn)前,要通過(guò)調(diào)試使壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液面相平.同學(xué)們?cè)谡{(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn),用手指輕按橡皮膜時(shí),U形管兩側(cè)液面高度變化不明顯,說(shuō)明該壓強(qiáng)計(jì)的氣密性差(選填“好”或“差”),可以采取的調(diào)節(jié)方法是C(填字母).A.從U形管中倒出適量液體B.向U形管中加入適量液體C.取下軟管,重新安裝(6)在同一深度中將探頭往任意方向放置,得出結(jié)論:在同種液體的同一深度處,液體對(duì)各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等。(7)對(duì)比乙、丙得出結(jié)論:同種液體,深度越深,液體壓強(qiáng)越大。(8)對(duì)比丙、丁得出結(jié)論:不同液體深度相同時(shí),液體的密度越大,壓強(qiáng)越大。實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。(9)使用圖2測(cè)量未知液體(如鹽水)的密度方法:將玻璃管放入燒杯中直至橡皮膜變平,則由,可得未知液體密度表達(dá)式,此方法未知液體可以倒入玻璃管中或者燒杯中均可以。(10)如下圖裝置,可以用來(lái)探究液體壓強(qiáng)與液體深度和液體密度的關(guān)系,但是無(wú)法探究液體內(nèi)部同一深度往任意方向壓強(qiáng)相等。實(shí)驗(yàn)3:大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法吸盤(pán)拉力法吸盤(pán)重力法注射器拉力法實(shí)驗(yàn)器材吸盤(pán)、玻璃板、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺吸盤(pán)、玻璃板、刻度尺、小桶、細(xì)沙注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺示意圖測(cè)量的物理量吸盤(pán)剛剛拉脫時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F、吸盤(pán)直徑D吸盤(pán)剛剛拉脫時(shí)小桶和細(xì)沙的總重力G、吸盤(pán)直徑D活塞剛剛被拉動(dòng)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F、注射器的全部刻度長(zhǎng)度L操作步驟將吸盤(pán)吸在玻璃板上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉吸盤(pán),吸盤(pán)剛剛拉脫時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F就等于吸盤(pán)受到的大氣壓力,測(cè)出吸盤(pán)的直徑D即可得到吸盤(pán)的面積S,再利用壓強(qiáng)公式p=F/S專(zhuān)即可算出大氣壓的值與吸盤(pán)拉力法原理一樣,只是將彈簧測(cè)力計(jì)換成小桶,慢慢往小桶內(nèi)加入細(xì)沙,直至將吸盤(pán)剛剛拉脫將注射器活塞推至針筒底端,然后用一個(gè)橡皮帽堵住注射器針筒。用彈簧測(cè)力計(jì)拉注射器活塞頸部,活塞剛剛被拉動(dòng)時(shí)的示數(shù)F就等于活塞受到的大氣壓力。從注射器筒上找到標(biāo)明的容積V,并用刻度尺量出注射器筒全部刻度的長(zhǎng)度L,則活塞面積S=V/L,最后利用壓強(qiáng)公式p=F/S即可算出大氣壓的值大氣壓表達(dá)式誤差分析吸盤(pán)內(nèi)空氣不能完全排出,導(dǎo)致測(cè)出的F或G值偏小,大氣壓值偏小注射器內(nèi)空氣不能完全排出、注射器漏氣、活塞與筒壁摩擦較大等導(dǎo)致誤差較大第十章浮力一.浮力1.定義浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體對(duì)它豎直向上的力叫做浮力,施力物體是液(氣)體。2.方向豎直向上。3.浮力的產(chǎn)生原因浸沒(méi)在液體(氣體)中的物體,其上、下表面受到液體(氣體)對(duì)它的壓力不同,如圖甲所示,即F浮=F向上-F向下。物體漂浮時(shí)的浮力(圖乙):物體漂浮時(shí),上表面不受液體壓力,因此F浮=F向上。不受浮力的情況(圖丙):浸在液體中的物體不一定都受到浮力的作用,當(dāng)物體的下表面與容器底部(或河床等)緊密接觸時(shí),液體對(duì)它沒(méi)有向上的壓力,即F向上=0N,這時(shí)物體不受浮力的作用,如插入河床中的木樁、橋墩等。二.阿基米德原理1.內(nèi)容浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開(kāi)的液體所受的重力.2.公式F浮=G排=m排g=ρ液gV排。由F浮=G排=m排g=ρ液gV排可以看出,浮力的大小只和液體密度、排開(kāi)液體的體積有關(guān),與物體的形狀、密度、浸沒(méi)在液體中的深度及物體在液體中是否運(yùn)動(dòng)等因素?zé)o關(guān)。3.適用條件液體(或氣體)。4.對(duì)阿基米德原理的理解示意圖浸在的意思全部浸入(即浸沒(méi))部分浸入V排圖浮力F浮=G排=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物注意不論物體是浸沒(méi)還是部分浸入在液體里都受到浮力。5.船體的排水量排水量是指船舶按設(shè)計(jì)要求裝滿貨物(滿載)時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量。單位為t。已知船舶的排水量,則可以利用阿基米德原理計(jì)算船舶滿載時(shí)所受到的浮力:F浮=G排=m排g。6.浮力的四種計(jì)算方法方法圖示及公式適用范圍及注意事項(xiàng)壓力差法已知形狀規(guī)則的物體:①上、下表面的壓強(qiáng)及上、下表面積;②上、下表面所受的壓力注:以上兩個(gè)條件只需滿足其中任一條即可稱(chēng)重法適用于在液體中下沉的物體,已知物體的重力及在液體中物體受到向上的拉力阿基米德原理法普遍適用的浮力計(jì)算法:在已知物體排開(kāi)液體的體積和液體的密度時(shí)注:懸浮、沉底時(shí)V排=V物;漂浮時(shí)V排<V物平衡法適用于漂浮或懸浮的物體,已知物體的重力7.浮力的圖像分析8.臺(tái)秤測(cè)浮力模型三.物體的浮沉條件及應(yīng)用1.\o"物體的浮沉條件及其應(yīng)用"物體的浮沉條件及判斷狀態(tài)浮沉條件特點(diǎn)浮力和物體重力比較物體密度和液體密度比較上浮F浮>Gρ液>ρ物處于動(dòng)態(tài)(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷改變),受非平衡力作用下沉F?。糋ρ液<ρ物懸浮F浮=Gρ液=ρ物可以停留在液體的任何深度處(V物=V排)處于靜態(tài),受平衡力作用漂浮F浮=Gρ液>ρ物是“上浮”過(guò)程的最終狀態(tài)(V物>V排)沉底F?。糋(F浮+F支=G)ρ液<ρ物是“下沉”過(guò)程的最終狀態(tài)(V物=V排)2.漂浮問(wèn)題的幾個(gè)規(guī)律①同一物體在不同液體里漂浮,所受浮力相同;②同一物體在不同液體里漂浮,在密度大的液體里浸入的體積?。虎燮∥矬w浸入液體的體積與它總體積的比值等于物體密度與液體密度的比值,即V3.漂浮的計(jì)算4.浮力常見(jiàn)模型分析①如圖所示,放在水平桌面上的三個(gè)完全相同的容器內(nèi)裝有適量的水,將A、B、C三個(gè)體積相同的正方體分別放入容器內(nèi),待它們靜止后,三個(gè)容器內(nèi)的水面高度相同。三個(gè)物體的密度ρA、ρB、ρC的大小關(guān)系ρA<ρB<ρC物塊排開(kāi)水的體積VA排,VB排,VC排的大小關(guān)系VA排<VB排=VC排物塊所受的浮力FA、FB、FC的大小關(guān)系FA<FB=FC液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p甲、p乙、p丙的大小關(guān)系p甲=p乙=p丙液體對(duì)容器底部的壓力F甲、F乙、F丙的大小關(guān)系F甲=F乙=F丙容器對(duì)桌面的壓力F甲,、F乙F甲,=F容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)p甲,、p乙p甲,=p②將A、B、C三個(gè)完全相同的物塊分別放入裝有甲、乙、丙三種液體的相同容器中,所處狀態(tài)如圖所示,此時(shí)液面相平。三容器中液體密度ρ甲、ρ乙、ρ丙的大小關(guān)系ρ甲>ρ乙>ρ丙物塊排開(kāi)水的體積VA排,VB排,VC排的大小關(guān)系VA排<VB排=VC排物塊所受的浮力FA、FB、FC的大小關(guān)系FA=FB>FC液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p甲、p乙、p丙的大小關(guān)系p甲>p乙>p丙液體對(duì)容器底部的壓力F甲、F乙、F丙的大小關(guān)系F甲>F乙>F丙容器對(duì)桌面的壓力F甲,、F乙F甲,>F容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)p甲,、p乙p甲,>p③相同的容器裝入相同質(zhì)量的水,將A、B物塊按以下三種方式放入物塊排開(kāi)水的體積V排甲,V排乙,V排丙的大小關(guān)系V排甲=V排乙>V排丙三個(gè)容器的液體深度h甲、h乙、h丙的大小關(guān)系h甲=h乙>h丙物塊所受的浮力F甲、F乙、F丙的大小關(guān)系F甲=F乙>F丙液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p甲、p乙、p丙的大小關(guān)系p甲=p乙>p丙液體對(duì)容器底部的壓力F甲、F乙、F丙的大小關(guān)系F甲=F乙>F丙容器對(duì)桌面的壓力F甲,、F乙F甲,=F容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)p甲,、p乙p甲,=p④把一塊橡皮泥捏成實(shí)心球狀,輕輕放到燒杯內(nèi)的水面上,靜止之后,實(shí)心球橡皮泥沉到容器底部,再把它捏成碗狀,輕輕放到該燒杯內(nèi)的水面上,橡皮泥漂浮在水面上,如圖所示橡皮泥所受重力G甲、GG橡皮泥排開(kāi)水的體積V甲排、VV液面上升的深度??甲、?橡皮泥所受的浮力F甲浮、FF液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p甲、p乙的大小關(guān)系p甲<p乙液體對(duì)容器底部的壓力F甲、F乙的大小關(guān)系F甲<F乙容器對(duì)桌面的壓力F甲,、F甲,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)p甲,、p甲,5.浮力的應(yīng)用輪船:采用“空心”增大體積,從而增大浮力,如輪船采用了把它做成空心的辦法,使它能夠排開(kāi)更多的水,增大浮力,使輪船能漂浮在水面上,同一條輪船在不同密度的水中(如江水、海水)所受的浮力不變。潛水艇:潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。氣球和氣艇:氣球和飛艇,體內(nèi)充有密度小于空氣的氣體(氫氣、氦氣、熱空氣),通過(guò)改變排開(kāi)空氣的體積(也是自身的體積)即可實(shí)現(xiàn)升降。密度計(jì):是利用物體漂浮時(shí)浮力等于重力的原理制成的(F浮=G),在被測(cè)液體中處于漂浮狀態(tài),浸入液體的體積越大,液體密度越小。實(shí)驗(yàn)1:探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)考點(diǎn)剖析(1)本實(shí)驗(yàn)測(cè)量浮力大小的原理是F浮=G-F拉;實(shí)驗(yàn)前要對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)在豎直(選填“豎直”或“水平”)方向調(diào)零。實(shí)驗(yàn)時(shí)若先將物體放入水中測(cè)拉力,再測(cè)量物體的重力,則會(huì)使浮力測(cè)量偏大。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),燒杯中的水要“適量”,水“適量”的標(biāo)準(zhǔn)是C。A.水的體積至少和物體的體積一樣B.物體一半的體積能浸在水中即可C.能浸沒(méi)物體,且物體沒(méi)有接觸到燒杯的底部(3)根據(jù)圖甲、丙可知,物塊完全浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力為2N,方向?yàn)樨Q直向上。(4)比較圖中丙和丁,說(shuō)明浮力的大小與物體浸沒(méi)的深度無(wú)關(guān)。(5)比較圖中甲、丁、戊,說(shuō)明浮力的大小與液體密度有關(guān),可以得出結(jié)論:物體排開(kāi)液體的體積一定時(shí),液體密度越大,物體所受的浮力越大。比較圖中的甲、乙、丙,說(shuō)明浮力的大小與物體浸在液體中的體積有關(guān)。得出結(jié)論:同一種液體中,物體排開(kāi)液體的體積越大,物體所受的浮力就越大。實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。(7)在探究過(guò)程中,要沿豎直方向拉彈簧測(cè)力計(jì),并且物體不能與容器的底部和側(cè)壁接觸。(8)下列能正確反映物塊下表面剛好接觸水面到圖D位置時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與物塊下表面到水面距離h關(guān)系的圖象是B,物塊所受浮力大小與其下表面到水面距離h關(guān)系的圖象是D。(均選填字母)(9)通過(guò)圖中提供的數(shù)據(jù),可求出物塊浸沒(méi)在鹽水中所受浮力為2.2N,銅塊的密度為1.5×103kg/m3,鹽水的密度為1.1×103kg/m3.(p水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)搶分秘籍①物體的密度快速計(jì)算:由,可得。②鹽水的密度快速計(jì)算:由,可得。實(shí)驗(yàn)2:實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證阿基米德原理考點(diǎn)剖析(1)倒入溢水杯中的水,水面必須與溢水口恰好相平,若溢水杯中水未裝滿,會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的小石塊排開(kāi)的水的重力偏小,即F?。?選填“>”“<”或“=”)G排。(2)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,最合理的實(shí)驗(yàn)順序是BACD。本實(shí)驗(yàn)為避免因沾水而使測(cè)得的小石塊重、空桶重偏大,并且避免重復(fù)更換物體,應(yīng)先測(cè)空桶重,再測(cè)小石塊重,測(cè)量順序不能顛倒。(3)物體受到的浮力F浮=F1-F3=1.1N,物體排開(kāi)水的重力G排=F4-F2=1.0N,出現(xiàn)此誤差的原因可能為溢水杯未裝滿水(或在步驟C中物體下放過(guò)程中觸底)。為尋求普遍規(guī)律,本實(shí)驗(yàn)應(yīng)換用不同的小石塊或液體多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),當(dāng)滿足F1-F3=F4-F2時(shí),則可以驗(yàn)證阿基米德原理。(4)石塊未完全浸沒(méi)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響,溢水杯如果未裝滿對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響。(5)實(shí)驗(yàn)改進(jìn):如圖乙所示,將裝滿水的溢水杯放在升降臺(tái)上,用升降臺(tái)來(lái)調(diào)節(jié)溢水杯的高度,當(dāng)逐漸調(diào)高升降臺(tái)時(shí),隨著重物浸入水中的體積變大,比較彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)變化量ΔFA和彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)變化量ΔFB,它們的大小關(guān)系是ΔFB=ΔFA,從而證明了F?。紾排。(6)得出結(jié)論:小石塊受到的浮力等于它排開(kāi)水的重力。實(shí)驗(yàn)3:浮力法測(cè)密度類(lèi)型①利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量密度例1:小明用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)固體和液體密度的示意圖如圖所示.實(shí)驗(yàn)步驟(1)用細(xì)線系住物塊,用調(diào)整好的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得物塊的重力為G,如圖甲。(2)用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛著物塊,將其浸沒(méi)在水中,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1,如圖乙。(3)擦干物體,用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛著物體,將其浸沒(méi)在待測(cè)液體中且不觸碰燒杯,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2,如圖丙。實(shí)驗(yàn)結(jié)論(4)物塊的密度ρ物=GG?F1ρ水,待測(cè)液體的密度ρ液=G?類(lèi)型②利用電子秤(或天平)測(cè)量密度例2:學(xué)校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組欲測(cè)量某礦石的密度,而該礦石形狀不規(guī)則,無(wú)法放入量筒,故選用水、燒杯、天平(帶砝碼和鑷子)、細(xì)線、鐵架臺(tái)等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),主要過(guò)程如下:實(shí)驗(yàn)過(guò)程(1)將天平放置在水平桌面上,把游碼撥至標(biāo)尺的零刻度線處,并調(diào)節(jié)平衡螺母,使天平平衡。(2)將裝有適量水的燒杯放入天平的左盤(pán),先估計(jì)燒杯和水的質(zhì)量,然后用鑷子往天平的右盤(pán)從大到小(選填“從小到大”或“從大到小”)試加砝碼,并移動(dòng)游碼,直至天平平衡,這時(shí)右盤(pán)中的砝碼和游碼所在的位置如圖甲所示,則燒杯和水的總質(zhì)量為124g.(3)如圖乙所示,用細(xì)線系住礦石,懸掛在鐵架臺(tái)上,讓礦石浸沒(méi)在水中,細(xì)線和礦石都沒(méi)有與燒杯接觸,天平重新平衡時(shí),右盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量及游碼指示的質(zhì)量值總和為144g,則礦石的體積為2×10-5m3.(ρ水=1.0×103kg/m3)(4)如圖丙所示,礦石下沉到燒杯底部,天平再次平衡時(shí),右盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量及游碼指示的質(zhì)量值總和為174g,則礦石的密度為2.5×103kg/m3。例3:小明利用金屬塊、電子秤、燒杯各一個(gè),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示.實(shí)驗(yàn)過(guò)程(1)該電子秤是測(cè)量質(zhì)量的工具.(2)圖乙水對(duì)容器底的壓強(qiáng)比圖甲的大(選填“大”或“小”).(3)金屬塊的質(zhì)量為54g,金屬塊浸沒(méi)在冷水中時(shí)受到的浮力為0.2N,金屬塊的密度為2.7×103kg/m3。(4)圖丁比圖丙電子秤示數(shù)小的原因是C(選填字母).A.金屬塊浸入熱水中的深度小B.金屬塊在熱水中體積變大C.熱水的密度比冷水的密度小類(lèi)型③利用量筒測(cè)量密度例4:受“曹沖稱(chēng)象”的啟發(fā),小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度為ρ水)、油性筆等,測(cè)量小玻璃珠的密度,如圖所示.實(shí)驗(yàn)步驟如下(請(qǐng)將步驟④補(bǔ)充完整):實(shí)驗(yàn)操作①如圖甲,取一定數(shù)量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用油性筆在碗外壁上標(biāo)記水面的位置;②如圖乙,往量筒內(nèi)倒入適量的水,記下量筒中水的體積V1;③如圖丙,取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,記下小玻璃珠和水的總體積V2;④如圖丁,將量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗內(nèi),直到標(biāo)記處與碗外水面相平,記下量筒中小玻璃珠和剩余水的總體積V3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論完成下列填空(選用V1、V2、V3和ρ水表示以下物理量):(1)小玻璃珠的總體積為V=V2-V1。(2)小玻璃珠的總質(zhì)量為m=ρ水(V2-V3).(3)小玻璃珠密度的表達(dá)式為ρ=ρ水(4)在不改變實(shí)驗(yàn)方法的前提下,請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l提高測(cè)量精度的措施:取出碗中所有的小玻璃珠,慢慢放入量筒中時(shí),注意不要濺出水(或量筒讀數(shù)時(shí),視線要以凹液面為準(zhǔn))(示例:在同等容積的情況下?lián)Q用碗口面積較小的碗).類(lèi)型④利用刻度尺測(cè)量密度例5:小明利用如圖所示器材測(cè)量液體的密度,實(shí)驗(yàn)步驟如下:(已知水的密度為ρ水)(1)取粗細(xì)均勻的木棒,用刻度尺測(cè)量其長(zhǎng)度h,底部纏上足夠的金屬絲。(2)燒杯中裝入足夠多的水,將木棒放入燒杯內(nèi)豎直漂浮,用刻度尺測(cè)量露出水面的高度Δh1(如圖甲).(3)倒掉燒杯中的水,裝人足夠多的待測(cè)液體,將木棒放入燒杯內(nèi),使其豎直漂浮,用刻度尺測(cè)量露出液面的高度Δh2(如圖乙);液體密度的表達(dá)式:ρ=h??h第十一章功和機(jī)械能一.功1.定義一個(gè)力作用在物體上,使物體在力的方向上移動(dòng)了一段距離,這個(gè)力就對(duì)物體做了功;單位:國(guó)際單位制中,功的單位是:焦耳,符號(hào)是J,1J=1N·m;做功兩個(gè)必要因素:一是力作用在物體上;二是物體在力的方向上通過(guò)的距離。
2.三種不做功的情況示意圖特點(diǎn)物體在某個(gè)方向不受力,因慣性在這個(gè)方向移動(dòng)了距離物體受力,但靜止有力有距離,力的方向與運(yùn)動(dòng)的方向垂直舉例踢出去的足球推而未動(dòng),搬而未起人提水桶水平前進(jìn)3.功的計(jì)算力學(xué)中,功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積.公式:W=Fs(或W=Pt),其中各量單位功W:J(焦耳);力F:N(牛頓);移動(dòng)距離s:m(米)。做功的多少只由F和s決定,與物體的質(zhì)量大小、速度大小、運(yùn)動(dòng)的方向、物體是否做勻速運(yùn)動(dòng)、是否受摩擦力等均無(wú)關(guān)。二.功率1.定義定義:功與做功所用的時(shí)間之比叫做功率,在物理學(xué)中用字母P表示。物理意義:物理學(xué)中,功率表示物體做功的快慢。2.公式。功率單位:瓦特。符號(hào):W,1W=1J/s。常用單位:千瓦(kW),1kW=103W。推導(dǎo)式:當(dāng)物體在力F的作用下,以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),(速度的單位必須為m/s)。汽車(chē)爬坡用低速擋的原因:由P=Fv可知在功率一定時(shí),速度越小,汽車(chē)獲得的牽引力越大,爬坡越容易,因此汽車(chē)爬坡時(shí)要用低速擋。3.對(duì)功率的理解對(duì)功率的描述正誤分析物體做功越快,功率越大√物體做功越多,功率越大×單位時(shí)間內(nèi)物體做功越多,功率越大√物體做功時(shí)間越短,功率越大×做一樣的功,所用時(shí)間越短,功率越大√物體功率越大,效率越大×三.動(dòng)能和勢(shì)能1.能量物體能夠?qū)ν庾龉?,我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量,簡(jiǎn)稱(chēng)能。功是能量轉(zhuǎn)化的量度,功是一個(gè)過(guò)程量,而能量是物體本身具有的,是一個(gè)狀態(tài)量。做功的過(guò)程,一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化,物體做功越多,說(shuō)明某種形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能就越多。一個(gè)正在做功的物體一定具有能量,一個(gè)具有能量的物體不一定正在做功。“能夠?qū)ν庾龉Α笔侵高@個(gè)物體具有做功的本領(lǐng),但它不一定做了功或者正在做功。2.動(dòng)能定義:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能,叫做動(dòng)能。一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能。影響因素:物體的質(zhì)量和速度。質(zhì)量相同的物體,速度越大,它的動(dòng)能越大;運(yùn)動(dòng)速度相同的物體,質(zhì)量越大,它的動(dòng)能也越大.單位:焦耳(符號(hào):J)。動(dòng)能是物體“由于運(yùn)動(dòng)具有的能量”,不能理解為“運(yùn)動(dòng)的物體具有的能量”。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的物體不只具有動(dòng)能,它還可能具有其他形式的能量,如重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、內(nèi)能等。
3.勢(shì)能彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為勢(shì)能。
(1)重力勢(shì)能
①定義:物體由于受到重力并處在一定高度時(shí)所具有的能量。②影響因素:物體的質(zhì)量越大,高度越高,它具有的重力勢(shì)能就大。一般而言,規(guī)定物體在“水平地面”上的重力勢(shì)能為零。
③單位:焦耳(符號(hào):J)。
(2)彈性勢(shì)能
①定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能,叫做彈性勢(shì)能。②影響因素:在彈性限度內(nèi),物體的彈性形變?cè)酱螅瑥椥詣?shì)能就越大。③單位:焦耳(符號(hào):J)。四.\o"11.4機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化"機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1.定義動(dòng)能和勢(shì)能之和稱(chēng)為機(jī)械能。動(dòng)能是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的能量,勢(shì)能包含重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。2.機(jī)械能守恒大量研究結(jié)果表明,如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,盡管動(dòng)能、勢(shì)能的大小會(huì)變化,但機(jī)械能的總和不變,或者說(shuō),機(jī)械能是守恒的。機(jī)械能守恒的條件:只有重力和內(nèi)彈力做功時(shí),機(jī)械能守恒。機(jī)械能不守恒的情況:一般情況下,受到阻力作用的物體機(jī)械能不守恒,阻力包含摩擦阻力和空氣阻力等。如果運(yùn)動(dòng)的物體受到摩擦或空氣阻力,機(jī)械能就會(huì)轉(zhuǎn)化為其他形式的能,從而使機(jī)械能逐漸減小,不再守恒,如落地的籃球越跳越低,最終靜止在地面上,機(jī)械能逐漸減小。實(shí)驗(yàn)1:比較做功快慢的實(shí)驗(yàn)人上樓時(shí)克服自身重力做功,因此公式中的F=G=mg,故應(yīng)先測(cè)出人的質(zhì)量m;公式中的s指的是在重力方向上通過(guò)的距離,而非傾斜樓梯的總長(zhǎng)度,可先測(cè)量一級(jí)臺(tái)階的高度h,再數(shù)出上樓時(shí)的總臺(tái)階數(shù)n,則通過(guò)的距離s=nh。實(shí)驗(yàn)步驟(1)測(cè)量人的質(zhì)量m;(2)測(cè)量一級(jí)臺(tái)階的高度h,數(shù)出所有臺(tái)階的級(jí)數(shù)n;(3)測(cè)量人爬完所有臺(tái)階所用的時(shí)間t,并將數(shù)據(jù)填入表格;(4)根據(jù)公式算出人爬樓時(shí)的功率,并將計(jì)算結(jié)果填入表格。模型拓展爬樓梯的功率測(cè)量方法可以應(yīng)用到跳繩、引體向上、俯臥撐等過(guò)程的功率測(cè)量。爬樓梯的功率測(cè)量屬于小范圍重復(fù)運(yùn)動(dòng)功率測(cè)量的一個(gè)模型,其表達(dá)式,對(duì)于跳繩、引體向上.和俯臥撐來(lái)說(shuō),應(yīng)該為,這里的就是通過(guò)n次跳繩、引體向上或俯臥撐的總時(shí)間計(jì)算出運(yùn)動(dòng)一次的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)2:探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)考點(diǎn)剖析(1)本實(shí)驗(yàn)探究的是鋼球的碰撞前的動(dòng)能與其質(zhì)量和速度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察木塊被推動(dòng)的距離來(lái)判斷物體動(dòng)能的大小,這種物理方法是轉(zhuǎn)換法。(2)探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),讓質(zhì)量不同的兩個(gè)鋼球從斜面上的相同高度由靜止?jié)L下,目的是使鋼球撞擊木塊時(shí)的速度相同。(3)通過(guò)比較乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論:在速度相同時(shí),物體的質(zhì)量越大,動(dòng)能越大。(4)探究動(dòng)能與速度的關(guān)系時(shí),讓質(zhì)量相同的兩個(gè)鋼球從斜面上的不同高度由靜止?jié)L下,由甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論:在質(zhì)量相同時(shí),物體的速度越大,動(dòng)能越大。這種物理方法是控制變量法。(5)如果水平面絕對(duì)光滑,則不能得出結(jié)論,原因:如果水平面絕對(duì)光滑,根據(jù)牛頓第一定律,物體碰撞后將做勻速直線運(yùn)動(dòng),無(wú)法通過(guò)木塊被推動(dòng)的距離比較小球的動(dòng)能。(6)做此實(shí)驗(yàn)時(shí),木塊經(jīng)常被推出桌面,改進(jìn)方法:降低小球的釋放高度。(7)此實(shí)驗(yàn)裝置適用(選填“適用”或“不適用”)于探究重力勢(shì)能與哪些因素有關(guān)。(8)在探究動(dòng)能與速度的關(guān)系時(shí),小球推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離差異較小,為確保實(shí)驗(yàn)有較明顯的現(xiàn)象,可行的一種方案是:增大小球下滑的高度.(9)實(shí)驗(yàn)時(shí),小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)將小球在斜面釋放后,有時(shí)會(huì)偏離預(yù)想的軌跡滾到斜面的側(cè)邊,不會(huì)推動(dòng)木塊或推動(dòng)效果不理想.為使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,下列改進(jìn)措施有效的是D(選填字母).A.增大小球質(zhì)量B.減小木塊質(zhì)量C.增大小球釋放高度D.在斜面、水平面上固定凹形滑槽(10)圖乙、丙中木塊在水平面上移動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力f乙=f丙,克服摩擦力做的功W乙<W丙.(均選填“>""<"或“=”)實(shí)驗(yàn)3:探究物體的重力勢(shì)能跟哪些因素有關(guān)考點(diǎn)剖析(1)本實(shí)驗(yàn)中,鉛球的重力勢(shì)能大小是通過(guò)小球陷入沙子的深度來(lái)反映的。這種物理方法是轉(zhuǎn)換法。(2)比較A、B兩球,可得出結(jié)論:當(dāng)下落高度相同時(shí),物體質(zhì)量越大,物體的重力勢(shì)能越大。(3)比較A、C兩球,可得出結(jié)論:當(dāng)物體質(zhì)量相同時(shí),物體下落的高度越大,物體的重力勢(shì)能越大。這種物理方法是控制變量法。(4)比較C、D兩球,發(fā)現(xiàn)兩球運(yùn)動(dòng)路徑不同,但陷入沙深度相同,由此可得出結(jié)論:物體的重力勢(shì)能與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械一.杠桿1.定義如圖所示,一根硬棒,在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),這根硬棒就叫杠桿。
杠桿的形狀多樣,可以是直的(比如開(kāi)瓶扳手等),也可以是彎的(比如壓水井把手等);杠桿可以是單一的,也可以是幾個(gè)杠桿組合起來(lái)的(比如筷子、剪刀等是雙杠桿的組合)。2.五要素:桿杠的五要素①支點(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn),用字母O表示。②動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,用字母F1表示。③阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,用字母F2表示。④動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離.用字母l1表示。⑤阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的距離.用字母l2表示。注意事項(xiàng)①杠桿的支點(diǎn)一定在杠桿上,可以在杠桿上的任意位置。②動(dòng)力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反,但動(dòng)力和阻力的方向不一定相反。當(dāng)動(dòng)力和阻力在支點(diǎn)兩邊時(shí),二者方向大致相同;當(dāng)動(dòng)力和阻力在支點(diǎn)的一邊時(shí),二者方向大致相反。③動(dòng)力和阻力都是杠桿受到的力,它們的作用點(diǎn)都在杠桿上。④力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離,不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,也不是支點(diǎn)到表示力的箭頭的距離。⑤力臂不一定在杠桿上。力的作用線恰好通過(guò)支點(diǎn)時(shí)力臂為零,此時(shí)這個(gè)力不能使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)。3.杠桿的平衡條件杠桿平衡:杠桿靜止不動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)都叫做杠桿平衡。在許多情況下,杠桿是傾斜靜止,這是因?yàn)楦軛U受到平衡力作用。所以說(shuō)杠桿不論處于怎樣的靜止,都可以理解成平衡狀態(tài)。杠桿的平衡條件:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。公式的表達(dá)式為:F1l1=F2l2。4.杠桿的分類(lèi)及應(yīng)用:種類(lèi)省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿示意圖力臂的關(guān)系l1>l2l1<l2l1=l2力的關(guān)系F1<F2F1>F2F1=F2特點(diǎn)省力費(fèi)距離費(fèi)力省距離既不省力也不費(fèi)距離應(yīng)用撬棒、羊角錘、鋼絲鉗、手推車(chē)、園藝剪刀等起重臂、船獎(jiǎng)、釣魚(yú)竿等天平、蹺蹺板、定滑輪等注意①既省力又省距離的杠桿是不存在(選填“存在”“不存在”)的。二.滑輪1.分類(lèi)及特點(diǎn)圖示特點(diǎn)拉力F與物重G的關(guān)系(忽略繩重及摩擦)拉力F移動(dòng)距離s與物體上升高度h的關(guān)系定滑輪可以改變力的方向,不能省力和省距離,施力方向不影響力的大小F=Gs=h動(dòng)滑輪可以省力,但不能改變力的方向,而且費(fèi)距離,施力方向影響拉力的大小F=Gs=2h滑輪組可以省力(力的方向是否改變與繞繩方式有關(guān))F=G總n=G動(dòng)s=nh三.機(jī)械效率1.有用功和額外功有用功:利用機(jī)械做功的時(shí)候,對(duì)人們有用的功就叫做有用功。額外功:并非我們需要但又不得不做的功叫做額外功??偣Γ河杏霉εc額外功的和叫總功。2.機(jī)械效率的定義定義:有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率,通常用百分?jǐn)?shù)表示。由于額外功不可避免,有用功只是總功的一部分,因而機(jī)械效率總小于1。計(jì)算公式:用W總表示總功,用W有用表示有用功,用η表示機(jī)械效率,則:。3.提高機(jī)械效率的主要辦法①在有用功一定時(shí),盡量減少額外功,采用減輕機(jī)械自身的重力和加潤(rùn)滑油來(lái)減少摩擦的措施;②在額外功一定時(shí),增大有用功,在機(jī)械能夠承受的范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力,充分發(fā)揮機(jī)械的作用。四.簡(jiǎn)單機(jī)械1.豎直滑輪組和水平滑輪組物理量豎直方向滑輪組水平方向滑輪組圖形繩子拉力F/NF=n(G物+G動(dòng))(不計(jì)f繩)nF=FA=f地(不計(jì)f繩,此時(shí)η=100%)nF>FA=f地(計(jì)f繩,此時(shí)η<100%)繩子自由端的距離s/ms繩=nhs繩=ns地繩子自由端的速度v繩v繩=nv物v繩=nv物有用功W有W有=G物hW有=FAs地=f地s地額外功W額W額=G動(dòng)h(不計(jì)f繩)W額=W總-W有=Fs繩-G物h(通用)W額=W總-W有=Fs繩-FAs地=Fs繩-f地s地總功W總W總=G物h+G動(dòng)h(不計(jì)f繩)W總=Fs繩(通用)W總=Fs繩機(jī)械效率ηη=W有Wη=ηη注析n-動(dòng)滑輪上繩子的根數(shù)h-物體上升的高度s繩-繩子自由端移動(dòng)的距離f繩—繩子與滑輪間的摩擦力n-動(dòng)滑輪上繩子的根數(shù)s地-物體相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的距離s繩-繩子自由端移動(dòng)的距離f繩-繩子與滑輪間的摩擦力f地FA-拉物體的繩子上的拉力2.輪軸:圖定義輪軸由有共同轉(zhuǎn)動(dòng)軸的大輪和小輪組成。通常把大輪叫輪,小輪叫軸,例如汽車(chē)方向盤(pán)、門(mén)把手、轆鏟等。實(shí)質(zhì)輪軸相當(dāng)于一個(gè)杠桿,輪和軸的中心O是支點(diǎn),作用在輪上的力是動(dòng)力F1,作用在軸上的力是阻力F2,輪半徑OA就是杠桿的動(dòng)力臂l1,軸半徑OB就是杠桿的阻力臂l2。特點(diǎn)因?yàn)檩啺霃酱笥谳S半徑,即杠桿的動(dòng)力臂大于阻力
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