1、物質 原子核(+) 誇克
(1)物質的組成 :
中子(不帶電)
物質由分子或原子組成,而原子
核外電子(—):繞原子核高速運轉
(2)分子動理論
[1]分子間存在間隙;
[2]分子永不停息地做無規則運動——擴散運動——溫度越高則熱運動越激烈;
[3]分子間存在著相互作用的引力和斥力
二、質量及密度
1.質量 (1)含義:表示物體所含物質的多少
(2)單位:kg、g、t(與物體的狀態、形狀、位置無關)
換算:1kg=10?g 1mg=10-3
(3)測量工具:天平(使用方法: ……左物右碼;砝碼用鑷子,從大到小取;測量前調平衡用螺母,測量時調平衡用遊碼;萬壹物、碼放反了,則物體的質量應將砝碼減去遊碼…...)
(2)體積 測量工具:量筒或量杯(讀數時視線應平視,即與液面相切)
固體的體積:采用“溢杯法”
(3)密度 物體的壹種屬性,不隨物體的質量和體積而改變。
公式: 單位:Kg/m3或g/cm3 換算關系:1 g/cm3=1 103Kg/m3
測量方法(實驗)
(1)常規法:用天平測出質量,有量筒測出體積,利用公式得出密度
(2)替代法(用於沒有量筒的情況下):用天平測出物體的質量,測出相同體積的水的質量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的水的質量是1.0×103千克
三、運動和力
1、機械運動:物理學中,我們把物體位置的變化叫做機械運動
2、運動的相對性
物體的運動和靜止時相對的:
壹個物體對參照物的位置如果發生改變則稱該物體運動,若對參照物的位置沒有改變,則稱該物體靜止。
參照物:被選作標準的物體
註意:參照物具有唯壹性和任意性
3、速度
速度的含義:用來表示物體運動快慢的物理量
速度的計算
速度等於運動物體在單位時間內通過的路程. 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------時間(s) 1m/s=3.6km/h
4、勻速直線運動
含義:物體沿著直線快慢不變的運動
註意:
(1) 運動快慢必須不變
(2) 運動路線必須為直線
5、長度、時間及其測量
(1)長度的基本單位是米(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、時間的測量
時間的基本單位是秒(s)
其他單位:小時(h) 分(min)
1h=60min 1min=60s
7、力是物體對物體的作用,且物體間的力是相互的。力的作用效果是①改變物體的運動狀態,②使物體發生形變。
8、 力的單位是牛頓,簡稱牛. 測量力的工具是測力計,實驗室常用的是彈簧秤. 彈簧秤的工作原理是:彈簧的伸長跟所受的拉力成正比.
9、. 力的大小、方向和作用點叫力的三要素。用壹根帶箭頭的線段表示力的三要素的方法叫力的圖示法。
10、 由於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、重力跟質量成正比,它們之間的關系是G=mg
其中g=9.8牛/千克. 重力在物體上的作用點叫重心,重力的方向是豎直向下.
12、求兩個力的合力叫二力合成。若有二力為F1、F2,則二力同向時的合力為 F=F1+F2 ,反向時的合力為F=F大-F小 。
13、牛頓第壹定律:壹切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態
14、慣性就是物體保持原來運動狀態不變的特性
15、作用在同壹物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反、並且在同壹條直線上,這兩個力就彼此平衡。
四、力和機械
1.、受力會發生形變,不受力時又恢復到原來的形狀的性質叫做彈性
受力後不能自動恢復原來的形狀,物體的這種特性叫做塑性
發生彈性形變的物體具有的能,叫彈性勢能. 物體彈性形變越大,它具有的彈性勢能越大
2、彈簧測力計
首先要看清彈簧測力計的量程,也就是測量範圍
3、 壹個物體能夠做功,我們就說它具用能. 物體由於運動而具有的能叫動能. 動能跟物體的速度和質量有關,運動物體的速度越大、質量越大,動能越大. 壹切運動的物體都具有動能.
4、勢能分重力勢能和彈性勢能. 舉高的物體具有的能叫重力勢能. 物體的質量越大,舉得越高,重力勢能越大. .
5、 動能和勢能統稱為機械能. 能、功、熱量的單位都是焦耳. 動能和勢能可以相互轉化.
6、摩擦力:在接觸面上會產生的壹種阻礙相對的力
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,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,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壹固定點轉動的硬棒就叫杠桿。
杠桿繞著轉動的固定點叫做支點
使杠桿轉動的力叫做動力,(施力的點叫動力作用點)
阻礙杠桿轉動的力叫做阻力,(施力的點叫阻力作用點)
當動力和阻力對杠桿的轉動效果相互抵消時,杠桿將處於平衡狀態,這種狀態叫做杠桿平衡,但是杠桿平衡並不是力的平衡。
杠桿平衡時保持在靜止或勻速轉動。
通過力的作用點沿力的方向的直線叫做力的作用線
從支點O到動力F1的作用線的垂直距離L1叫做動力臂
從支點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:
動力×動力臂=阻力×阻力臂
或寫做
F1×L1=F2×L2
8、其他簡單機械
(1)定滑輪和動滑輪
軸固定不動的滑輪叫定滑輪,定滑輪不省力但可以改變力的方向。
軸可以隨物體壹起運動的滑輪叫動滑輪,動滑輪能省壹半力,但不改變力的方向
實際中常把壹定數量的動滑輪和定滑輪組合成各種形式的滑輪組。滑輪組既省力又能改變力的方向,但費距離。
(3) 輪軸和斜面也是簡單機械
五、壓強和浮力
1、壓力的含義:物理學中垂直作用在物體表面上的力
2、壓強的含義:物體單位面積上受到的壓力
壓強的定義式:p=F/S (壓強=壓力÷受力面積)
p—壓強—帕斯卡(單位:帕斯卡,符號:Pa)
F—壓力—牛頓(單位:牛頓,符號:N)
S—受力面積—平方米
F=PS (壓力=壓強×受力面積)
S=F/P (受力面積=壓力÷壓強)
3、影響壓強作用效果的因素
(1)受力面積壹定時,壓力越大,壓強的作用效果越明顯。(此時壓強與壓力成正比)
(2)當壓力壹定時,受力面積越小,壓強的作用效果越明顯。(此時壓強與受力面積成反比)
4、1Pa的物理意義:1平方米的面積上受到的壓力是1N。(1牛頓的力作用在壹平方米上)
5、液體壓強特點
液體內部朝各個方向都有壓強;在同壹深度,各方面壓強相等;深度增大,液體的壓強增大;液體的壓強還與液體的密度有關:在深度相同時,液體密度越大,壓強越大
6、液體壓強計算公式
P=ρgh
p—液體壓強—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)有時也取10N/kg
7、連通器
(1)連通器裏的液體不流動時,各容器中的液面高度總是相同的。
(2)原因:同種液體同壹深度向各個方向的壓強相等
(3)實例:茶壺的壺嘴和壺身中的水的高度相等
(4)應用:船閘
8、大氣壓強
(1)大氣壓的產生: 由於空氣的重量而產生
(2)大氣壓強的產生:大氣所產生的壓強
(3)物理學上把等於760毫米水銀柱的大氣壓叫壹個標準大氣壓
1標準大氣壓≈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標準大氣壓能支持約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. 測量大氣壓的儀器叫氣壓計. 液體的沸點跟氣壓有關. 壹切液體的沸點,都是氣壓減小時降低,氣壓增大時升高. 高山上燒飯要用高壓鍋.
(5)活塞式抽水機和離心式水泵、鋼筆吸進墨水等都是利用大氣壓的原理來工作的.
9、流體壓強與流速的關系
(1)流體的流速越快,壓強越小
(2)在氣體和液體中,流速越大的位置壓強越小
10、飛機的升力
飛機前進時,機翼與周圍的空氣發生相對運動,相當於有氣流迎面流過機翼。氣流被機翼分成上下兩部分,由於機翼橫截面的形狀上線不對稱,在相同時間內,機翼上方氣流通過的路程較長,因而速度較大,它對機翼的壓強較小;下方氣流通過的路程較短。因而速度較小,它對機翼的壓強較大。因此在機翼得上下表面產生了壓強差,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,大小等於它排開的液體所受的重力
F浮=G排=ρ液V排g
13、浮力及應用
(1)浮沈條件
ρ物>ρ液, 下沈 ,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,(靜止後漂浮)G物<F浮
ρ物<ρ液, 漂浮,G物=F浮(因為是上浮的最後境界,所以ρ物<ρ液)
ρ物>ρ液, 沈底 ,物=F浮+F杯底對物的支持力(三力平衡)
(2)輪船排水量:輪船滿載時排開水的質量
六、功和機械能
(壹)功
1.力學裏所說的功包括兩個必要因素:壹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:某同學踢足球,球離腳後飛出10m遠,足球飛出10m的過程中人不做功。
(原因是足球靠慣性飛出)。
3.力學裏規定:功等於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。把壹個雞蛋舉高1m,做的功大約是0.5J。
(二)功的原理
1.內容:使用機械時,人們所做的功,都不會少於直接用手所做的功;即:使用任何機械都不省功。
2.說明:
①功的原理是壹個普遍的結論,對於任何機械都適用。
②功的原理告訴我們:使用機械要省力必須費距離,要省距離必須費力,既省力又省距離的機械是沒有的。
③使用機械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因為使用機械或者可以省力、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;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做功就大於直接對物體做功Gh。
(三)機械效率
1.有用功:定義:對人們有用的功。
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:並非我們需要但又不得不做的功。
公式:W額=W總-W有用=G動h(忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組)
斜面:W額=fL
3.總功:定義:有用功加額外功或動力所做的功
公式:W總=W有用+W額=FS= W有用/η
斜面:W總= fL+Gh=FL
4.機械效率:①定義:有用功跟總功的比值。
②公式:
斜 面:
定滑輪:
動滑輪:
滑輪組:
③有用功總小於總功,所以機械效率總小於1。通常用百分數表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60%。
④提高機械效率的方法:減小機械自重、減小機件間的摩擦。
5.機械效率的測量:
①原理:
②應測物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。
③器材:除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。
④步驟:必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高,目的:保證測力計示數大小不變。
⑤結論:影響滑輪組機械效率高低的主要因素有:
A、動滑輪越重,個數越多則額外功相對就多。
B、提升重物越重,做的有用功相對就多。
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械效率。
(四)功率
1.定義:單位時間裏完成的功。
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內做功1J,則物體做工功率為1W
5.機械效率和功率的區別:
功率和機械效率是兩個不同的概念:
(1)功率表示做功的快慢,即單位時間內完成的功;
(2)機械效率表示機械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。
(五)機械能
1動能和勢能
2.能量:壹個物體能夠做功,我們就說這個物體具有能。
理解:①能量表示物體做功本領大小的物理量;能量可以用能夠做功的多少來衡量。
②壹個物體“能夠做功”並不是壹定“要做功”也不是“正在做功”或“已經做功”。如:山上靜止的石頭具有能量,但它沒有做功。也不壹定要做功。
3.知識結構:
4.決定動能大小的因素:
動能大小與物體質量和速度有關。
5.機械能:動能和勢能統稱為機械能。
理解:①有動能的物體具有機械能;②有勢能的物體具有機械能;③同時具有動能和勢能的物體具有機械能。
(六)動能和勢能的轉化
1.知識結構:
2.動能和重力勢能間的轉化規律:
①質量壹定的物體,如果加速下降,則動能增大,重力勢能減小,重力勢能轉化為動能。
②質量壹定的物體,如果減速上升,則動能減小,重力勢能增大,動能轉化為重力勢能。
3.動能與彈性勢能間的轉化規律:
①如果壹個物體的動能減小,而另壹個物體的彈性勢能增大,則動能轉化為彈性勢能。
②如果壹個物體的動能增大,而另壹個物體的彈性勢能減小,則彈性勢能轉化為動能。
(七)水能和風能的利用
1.知識結構:
2.水電站的工作原理:利用高處的水落下時把重力勢能轉化為動能,水的壹部分動能轉移到水輪機,利用水輪機帶動發電機把機械能轉化為電能。
練習:☆水電站修築攔河大壩的目的是什麽?大壩為什麽要設計成上窄下寬?
答:水電站修築攔河大壩是為了提高水位,增大水的重力勢能,水下落時能轉化為更多的動能,通過發電機就能轉化為更多的電能。
七、熱和能
(壹)分子熱運動
1、不同的物質在互相接觸時,彼此進入對方的現象,叫擴散. 溫度越高,擴散越快.
擴散現象說明了分子做永不停息的無規則運動.
2、壹切物質的分子都在不停地做無規則的運動,由於分子的這種運動與溫度有關,所以稱為分子的熱運動
3、物體的內能:物體內所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和。內能也叫熱量.
壹切物體都有內能. 物體的內能跟溫度有關. 溫度越高,物體內部分子的無規則運動越激烈,物體的內能越大.
4、 兩種改變物體內能的方法是:做功和熱傳遞.
對物體做功物體的內能增加,物體對外做功物體的內能減小;物體吸收熱量,物體的內能增加,物體對外放熱,物體的內能減小.
(二)比熱容
1、比熱容: 單位質量的某種物質溫度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的熱量叫這種物質的比熱容,簡稱比熱.
2、比熱的單位是焦/(千克?℃). 水的比熱是4.2×103焦/(千克?℃). 它的物理意義是:1千克水溫度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的熱量是4.2×103焦. 水的比熱最大. 所以沿海地方的氣溫變化沒有內陸那樣顯著.
3、Q吸=Q放=cm(t - t0)即 Q吸=Q放=cmΔt
(三)熱機
1、熱機的含義:熱機是利用內能轉化為機械能的機器
2、熱機的分類:
(1)蒸汽機
(2)內燃機:汽油機、柴油機
3、沖程:活塞從氣缸壹端運動到另壹端叫做壹個沖程
內燃機做功有四個沖程:
四沖程是指在吸氣、壓縮、做功和排氣四個行程內完成壹個工作循環,此間曲軸旋轉兩圈,做功壹次:。
吸氣沖程:進氣門打開,排氣門關閉,活塞向下運動,汽油和空氣的混合物進入汽缸
壓縮沖程:進氣門和排氣門都關閉,活塞向上運動,燃料混合物被壓縮
做功沖程:在壓縮沖程結束時,火花塞產生電火花,使燃料猛烈燃燒,產生高溫高壓的氣體。高溫高壓的氣體推動活塞向下運動,帶動曲軸轉動,對外做功
排氣沖程:進氣門關閉,排氣門打開,活塞向上運動,把廢氣排出汽缸。
做功沖程:內能轉化為機械能
壓縮沖程:機械能轉化為內能
4、 1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值.
熱值的單位是:焦/千克 J/kg
如: 氫氣的熱值(最大)是1.4 ×108焦/千克,它表示的物理意義是:1千克氫完全燃燒放出的熱量是1.4 ×108焦.
5、熱機效率:
蒸汽機的效率很低,只有6%~15%
汽油機的效率為20%~30%
柴油機的效率為30%~45%
(四)能量的轉化和守恒
1 、能量既不會憑空消失,也不會憑空產生,它只會從壹種形式轉化成為其他形式,或者從壹個物體轉移到另壹個物體,而在轉化和轉移的過程中,能量的總量保持不變。 這個規律叫能量守恒定律.
八、能源與可持續發展
(壹)能源家族
1、我們今天使用的煤、石油、天然氣,是千百萬年前埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成的,所以稱為化石能源。
2、壹次能源:可以從自然界直接獲取的能源。
3、二次能源:無法從自然界直接獲取,必須經過壹次能源的消耗才能得到的能源。
4、生物質能:由生命提供的能量。
5、不可再生能源:越用越少,不可能在短期內從自然界得到補充的能源
6、可再生能源:可以在自然界裏源源不斷地得到的能源
(二)核能
1、核能:原子核分裂或聚合時釋放出驚人的能量
2、中子轟擊比較大的原子核時,發生裂變,變成兩個中等大小的原子核,同時釋放出巨大的能量。
3、質量很小的原子核,在超高溫下結合成新的原子核,發生聚變(熱核反應)會釋放出更大的核能。
(三)太陽能
1太陽核心的溫度高達1500萬攝氏度。在太陽內部,氫原子核在超高溫下發生聚變,釋放出巨大的核能
2、太陽表面溫度約6000℃,就像壹個高溫氣體組成的海洋。大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射開去。1