初中力学知识点解析

初中力学-8-初中力学知识点解析一、质量和密度1、质量物体所含物质的多少叫做物体的质量（m）。在国际单位制中，质量的基本单位是千克（kg），常用的质量单位还有吨（t）、克（g）和毫克（mg）等，它们之间存在着换算关系：1吨（t）=1000千克（kg），1千克（kg）=1000克（g），1克（g）=1000毫克（mg）。质量是物体的一种属性，它不随物体的形状、状态、温度或位置而改变。日常生活中，常用案秤、台秤、杆秤测量物体质量；实验室中，用天平测量物体质量，有托盘天平和物理天平。用托盘天平测量物体质量，要记住口诀：水平台上，游码归零，横梁平衡，左物右砝，先大后小，横梁平衡。具体而言：①天平要放在水平台面上；②游码移到标尺左端零刻度处；③调节螺母使横梁水平，指针指在刻度板中央，使天平平衡（如果指针偏右，应将平衡螺母向左旋动，反之，将平衡螺母向右旋动）；④将物体放在左盘中；⑤按估计的质量，在右盘上增添砝码，使指针接近刻度板中央；⑥调节游码，使指针指在刻度板中央，砝码总质量与游码所在位置的刻度值之和就是被测物体的质量。天平是比较精密的仪器，使用时要注意爱护。天平的称量不能超过它的最大称量，不允许把潮湿的或有腐蚀性的物质直接放在托盘上，要保持砝码的干燥、清洁，不能用手直接触摸砝码，用后要及时放回砝码盒里。2、密度同种物质的质量与体积的比值都相等，不同物质的质量与体积的比值不相等，这个比值反映了物质的一种特性。物理学中，把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度（ρ），密度的概念据说最早是由古希腊的学者阿基米德提出的。根据密度的定义，可得Vm，在国际单位制中，密度的单位是千克/米3，读作“千克每立方米”，密度的常用单位还有克/厘米3，它们之间存在着换算关系：1千克/米3=1×103克/厘米3。根据Vm，首先使用天平测出质量，然后使用量筒测出体积，最后使用公式得出密度。人们利用实验的方法测量出常见物质的密度，并将它们列成了密度表。密度在生产技术上的应用，可从以下几个方面反映出来：（1）可鉴别组成物体的材料。密度是物质的特性之一，每种物质都有一定的密度，不同物质的密度一般是不同的，因此我们可以利用密度来鉴别物质。其办法是是测定待测物质的密度，把测得的密度和密度表中各种物质的密度进行比较，就可以鉴别物体是什么物质做成的。（2）可计算某些很难称量的物体的质量或形状比较复杂的物体的体积。根据密度公式的变形式Vm或mV可以计算出物体的质量和体积，特别是一些质量和体积不便直接测量的问题，如计算不规则形状物体的体积、纪念碑的质量等。（3）可判定物体是实心还是空心。判定物体是空心的还是实心的，一般有以下三种方法：①根据公式，求出物体的密度ρ物，再与该物质密度ρ0比较，若ρ0ρ物，则为空心，若ρ0＝ρ物，则为实心；②测出质量m0，由公式mV，求出V0，再与V物比较，若V物V0，则为空心，若V0=V物，则为实心；③把物体当作实心物体对待，由公式Vm，求出体积为V0的实心物体的质量m物，然后将m物与物体实际质量m0比较，若m物m0时，则为空心，若m物=m0，则体为实心。（4）可计算液体内部压强以及浮力等（详见后）。初中力学-9-二、力的作用我们对物体推、拉、提、压时都会感到肌肉紧张，由此人对物体施加推力、拉力、提力、压力，物体也相应受到这些力。力（F）是物体之间的相互作用，施加力的物体叫做施力物体，受到力的物体叫做受力物体，力是不能摆脱物体而独立存在的。任何两个物体之间的力的作用总是相互的，施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体。由于单独一个物体不能产生力，所以施力物体与受力物体一定同时存在、同时消失。而对于某一具体力而言，施力物体和受力物体是一定的。例如手拍桌面时，手拍打桌面的力的施力物体是受，受力物体是桌面；由于力的作用是相互的，所以桌面对手也有力的作用，其施力物体是桌面，受力物体是手。产生力的作用与否跟两物体是否接触无关，相互接触的物体之间可能没有力的作用，相互不接触的物体之间可能发生力的作用（重力、电场力、磁力等）。力可以使物体发生形变。例如弹簧在压力的作用下缩短了，在拉力的作用下伸长了。力可以改变物体的运动状态。力既能改变物体的运动快慢，也能改变物体的运动方向。一个物体只要发生形变或运动状态的改变，那么这个物体一定受到力的作用；而一个物体若受到力的作用，那么这个物体可能形状发生改变，也可能运动状态发生改变，还可能两者都发生改变，但绝不能肯定是哪一种情况。在国际单位制中，力的单位是牛顿（N）。1牛的大小约为托起两个鸡蛋所用的力。测量力的仪器叫做测力计，实验室中常用的测力计是弹簧秤。其测量原理是：在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比。使用弹簧秤前，先要了解弹簧秤的测量范围，不要让弹簧秤测量超过它测量范围的力；再了解弹簧秤的刻度上每一大格表示多少牛，每一小格表示多少牛。还要观察弹簧秤的指针是否与零刻度对齐，如果没有对齐则要调零。除了弹簧秤外，还有测量握力的握力计，测量机车、拖拉机的牵引力的牵引测力计等。力对物体的作用效果取决于力的大小、方向与作用点，这三个因素称为力的三要素。在物理学中，常用一根带箭头的线段来表示力。线段的起点表示力的作用点，线段的长度表示力的大小，箭头所指的方向表示力的方向。用一根带箭头的线段表示出力的三要素的方法，叫做力的图示。三、重力物体由于地球吸引而受到的力叫做重力（G），重力的施力物体是地球，受力物体是物体本身。重力的方向总是竖直向下（重锤线所指示的方向称为竖直方向）。地面上同一点处物体受到重力的大小跟物体的质量成正比，用关系式G=mg表示。通常在地球表面附近，g值约为9.8牛/千克，表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛。在要求不太精确的情况下，可以取g=10牛/千克。物体所受重力的作用点叫做重心，重心是重力的等效作用点。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；可以用二次悬挂法找到不规则物体的重心。但是重心的位置不一定在物体之上，例如圆环的重心在其中心，背越式跳高的运动员在最高点时的重心也在其身外。四、摩擦力两个相互接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍物体相互运动的力，这种力就叫做摩擦力（f）。摩擦力只可能产生在相互接触的物体之间，不接触的物体间不存在摩擦力。要发生相对运动是指两个接触的物体接触面间有相对运动的趋势（例如沿水平方向推讲台，但没有推动，这就是因为地面对讲台有摩擦力）；已经发生相对运动是指已经在相对运动（例如在冰面上滑动的冰壶最终会停止，是因为冰面对冰壶有摩擦作用）。一个物体在另一个物体表面滑动时受到的摩擦力，叫做滑动摩擦力。其方向总是跟接触面相切，并且跟物体与相对运动方向相反。滑动摩擦力的大小跟压力的大小和接触面的粗糙程度有关：物体在另一物体表面上运动，压力越大，滑动摩擦力越大；在相同压力下，物体在不同物体的表面上运动，表面越粗糙，滑动摩擦力越大。可以由公式f=μN来计算滑动摩擦力的大小，μ为滑动摩擦系初中力学-10-ACBC’数（即摩擦力和压力之间的比值），N是压力（支持力）。一个物体与另一个物体接触，并且有相对运动趋势（但没有相对运动）时所受到的摩擦力叫做静摩擦力。其方向跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势方向相反。一个物体在另一个物体表面上滚动时所受到的摩擦力叫做滚动摩擦力。轮子在地面上滚动时会产生滚动摩擦。相同条件下，滚动摩擦力要比滑动摩擦力小得多，正因为如此，在地上拖动一圆筒比滚动一圆筒困难得多。在生活中，摩擦有时是有益的，有时是有害的。例如人走路、骑车、握笔，传送带传送就需要增大摩擦。而像机器运转时，格零件之间的摩擦就是有害的，它使机器发热，既降低了机器工作效率，又加快了零件的磨损。可以通过增大压力或使接触面变粗糙来增大摩擦，可以通过减小压力、使接触面变光滑或将滑动摩擦变为滚动摩擦来减小摩擦。五、二力平衡如果一个力F产生的作用效果和两个力F1和F2共同产生的作用效果相同，那么就可以用力F来替代这两个力F1和F2。其中，F叫做F1和F2的合力，F1和F2叫做F的分力。例如原来由几个小孩才能共同提起的重物可以由一个大人一手提起，原来由两个人才能推动的卡车也可以由一个大力士推动。合力并不是物体所受到的另外一个力，如果将作用在物体上的几个力去掉，用合力可以实现原先的作用效果。求几个力的合力叫做力的合成，就是用一个力来代替几个力的作用。在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于两力之和，合力的方向跟两个力的方向相同,F=F1+F2；方向相反的两个力的合力大小等于两力之差，合力的方向跟两个力中较大的那个力的方向相同，F=|F1－F2|。水平桌面的物体，受到地球对它的重力和桌面对它的支持力处于静止状态；在水平公路上行驶的汽车，在运动方向受到了牵引力和摩擦力的作用而处于匀速直线运动状态。物体在两个或多个力作用下，能够保持静止或匀速直线运动状态，这就是物体处于平衡状态，这两个力互为平衡力。实验证明，作用在同一物体上的两个力，只有当它们大小相等、方向相反，并且作用在同一条直线上时，才能使物体保持平衡，也就是一对平衡力，简言之，就是：同体、等值、反向、共线。如果四个条件中缺少任何一条，这两个力必定不是平衡力。当二力平衡时，这两个力的合力为零。六、牛顿第一定律古希腊哲学家亚里士多德认为：要使一个物体运动起来必须有力推它、拉它，当力停止作用后，运动物体便静止不动。要使一个物体做匀速运动，必须有一个恒定的力作用于它。归纳起来就是：力是维持物体运动的原因。伽利略设想有两个对接斜面，将小球从斜面AB上某一高处由静止释放，小球将滚上另一个斜面BC，如果没有摩擦，小球将上升到原来高度。如果减小斜面BC的倾角，变为图中的BC’，小球将通过更长的路程，最终仍能达到原来的高度；继续减小斜面BC的倾角，小球通过的路程也更长。当BC最终成为水平面时，小球再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速度一直运动下去，这就是著名的斜面理想实验。伽利略得出结论：维持物体运动不需要力。如果让同一小车从同一斜面上的同一位置由静止开始滑下（目的：为了保证每次小车到达水平面时有相同的速度），第一次在水平面上铺上毛巾，小车在毛巾上滑行很短的距离就停下了；第二次在水平面铺上较光滑的棉布，小车在棉布上滑行的距离较远；第三次是光滑的木板，小车滑行的距离最远。也可以类似得出结论。与伽利略同时代的物理学家、数学家迪卡尔又进一步完善上述论点：运动物体在不受外力作用时，将沿原来的方向匀速运动下去。牛顿在伽利略等人研究的基础上，总结出牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步推理而概括出来的，且经受住了实践的检验，所以已成为大家公认的力学基本定律之一。但是我们周围不初中力学-11-甲乙受力是不可能的，因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。牛顿第一定律澄清了物体做匀速直线运动可以不需要力，即力与运动状态无关，所以力不是产生或维持运动的原因。但是现实生活中，物体做匀速直线运动或保持静止，是由于受力平衡的结果。牛顿第一定律表明，一切物体都具有保持匀速直线运动状态或保持静止状态的性质，物体的这种性质叫做惯性，因此牛顿第一定律又叫做惯性定律。惯性是物体的一种属性。一切物体在任何情况下都有惯性，惯性大小只与物体的质量有关，与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关。人们有时要利用惯性，例如跳远运动员的助跑、用力可以将石头甩出很远、骑自行车蹬几下后可以让它滑行；有时要防止惯性带来的危害，例如小型客车前排乘客要系安全带、车辆行使要保持距离、包装玻璃制品要垫上很厚的泡沫塑料。七、压强1、压强物理中的压力（F）指垂直作用在物体表面上的力。压力不同于重力：压力是弹力，由于相互接触的两个物体相互挤压发生形变而产生，而重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引作用而产生的；压力的方向与受力物体的接触面相垂直，但重力的方向始终竖直向