初中物理

初中物理思维导图，介绍了浮力、运动和力、欧姆定律、电功率、光现象、内能、简单机械、质量与密度、压强、透镜及其应用、功和机械能的知识，一起来学习吧。

初中物理

浮力

浮力

定义：浸在流体中的物体受到竖直向上的力，这个力叫做浮力

方向：总是竖直向上的（一般情况下在地球上方向和重力相反）

施力物体：流体

受力物体：浸在流体中的物体

产生原因：因流体对物体上、下表面压力不同，合力向上

产生条件

1.物体浸在流体中

容器的一部分也可能受浮力作用

2.物体的下表面与流体有接触

未强调与容器底紧密接触或埋入视为有接触

缺一不可

浮力实验

《浮力的大小与那些因素有关》

关键数据

1.物体重力 G物

2.物体浮力 F浮（G物-F示）

可算数据

1.物体排开液体的体积 V物=F浮/ρg

2.液体密度 ρ=F浮/gV物

3.物体密度 G物/g=m物 m物/V物=ρ物

结论

1.浮力的大小和物体浸入液体的体积有关

2.浮力的大小和液体密度有关

《浮力大小和排开液体所受重力的关系》

关键数据

1.浮力（排开水的重力）

2.物体重力

可算数据

1.物体排开液体的体积 V物=F浮/ρg

2.液体密度 ρ=F浮/gV物

3.物体密度 G物/g=m物 m物/V物=ρ物

结论

浸在液体中的物体，受到的浮力大小与它排开液体所受的重力大小相等

关于浮力的测量

液体对容器底压强的变化量

Δp=ρgΔh

Δh=h1-h2

h1：放入物体后液面高度

h2：放物体前液面高度

Δh=V排/S底

物体悬浮时ρ物=ρ液

Δp=ΔF/S底

ΔF=G物

液体对桌面压强或压力的变化量

运用整体法

Δp=ΔF/S

ΔF=G物

浮力公式

阿基米德原理

F浮=G排=ρ液gV排

字母含义

F浮：物体受到的浮力

G排:物体排开液体所受的重力

ρ液：液体密度

V排：物体排开液体的体积

物体体积

变形

ρ液=F浮/gV排

V排=F浮/ρ液g

当物体悬浮或漂浮时F浮=G物

G物=ρ液gV排

变形

ρ液=G物/gV排=m物/V排

m物/V排=ρ液

V排=G物/ρ液g=m物/ρ液

ρ物=ρ液V排/V物

变形

V排:V物=ρ物:ρ液

ρ液=ρ物V物/V排=m物/V排

V排/V物=ρ物/ρ液

物体的沉浮条件

浮沉状态

漂浮

F浮=G物

ρ物<ρ液

V排<V物

m排=m物

悬浮

F浮=G物

ρ物=ρ液

V排=V物

m排=m物

上浮

F浮>G物

ρ液>ρ物

V排=V物（露出液面前）

下沉

F浮<G物

ρ液<ρ物

V排=V物

沉底

G物=F浮+F支

V排=V物

ρ液<ρ物

补水法

当物体漂浮或悬浮时，物体可以代换为其排开的液体

原理

m物=m液

V排=V液

m物/V排=m液/V液

运动和力

牛顿第一定律

内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

发现过程

运动要靠力来维持

力是改变物体运动状态的原因

牛顿发现

在伽利略实验的基础上

使用科学推理法

直接由实验得来

理解

不受力指没有受力或受平衡力

想要改变物体的运动状态，必须要对物体施加非平衡力

阻力

定义：阻碍物体运动的力

阻力对物体的影响实验

让小车从同一高度从静止释放

为了使小车的初速度相同

实验方法

科学推理法

控制变量法

若不受力，小车将会一直做匀速直线运动

二力平衡

平衡状态

物体处于静止或匀速直线运动状态

物体不受力或受平衡力时处于平衡状态

速度为0≠静止

有的物体虽然速度为0但无法保持，此时物体不处于静止状态

平衡力

定义：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就二力平衡

条件

1.作用在同一物体上的两个力

2.大小相等

3.方向相反

4.在同一条直线上

合力

作用在同一物体上的几个力共同作用时产生效果如果与某一个力的效果相同，那么这个力就叫做几个力的合力

方向相同，作用在同一点上的力可以相加

方向相反，作用在同一点上的力可以相减

平衡力的合力为0

质点

质点就是有质量但不存在体积或形状的点，是物理学的一个理想化模型

做题画受力分析图时，可近似的把物体看成一个点

运用质点可以简化受力分析图，使思维更清晰

整体法

定义：在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象

受力分析时，只分析这一整体之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）

摩擦力

滑动摩擦力

定义：当两物体产生相对滑动时，则在接触间将产生阻碍物体滑动的力，这种力称为滑动摩擦力

产生条件

1.两个物体接触且有压力

2.有相对运动

3.接触面不光滑

滑动摩擦力只和接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关

公式

f=μ×Fn

Fn：压力

μ：动摩擦因数，是数值，无单位

滑动摩擦力与物体运动速度无关

当作用力大于摩擦力时，物体作加速运动

当作用力等于摩擦力时，物体作匀速直线运动

当作用力小于摩擦力时，物体作减速运动

一对互相受到摩擦力的物体所受的摩擦力方向相反

静摩擦力

定义：两个相互接触的物体，当他们间有相对滑动的趋势，但尚保持相对静止时，彼此作用着阻碍相对滑动的阻力

静摩擦力=物体未运动时受到的作用力

作用力和静摩擦力二力平衡

最大静摩擦力

定义：两个接触物体处于要滑动而尚未滑动的临界状态时所产生的摩擦力。此时接触物体的摩擦力达到最大值

公式

Fmax=μFn

Fmax:最大静摩擦力

摩擦的利用与防止

增大摩擦力

1.增大压力

2.增大接触面粗糙程度

减小摩擦力

1.减小压力

2.减小接触面粗糙程度

3.变滑动为滚动

4.使两个相互接触的表面隔开

惯性

定义：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质

惯性是一种性质，一切物体在任何情况下都具有惯性

惯性只和物体的质量有关

和速度无关

误区

受到惯性力的作用

受到惯性or不受惯性

获得惯性or惯性消失

速度越大，惯性越大

欧姆定律

并联

基础规律

I（总电流）

I=I₁+I₂+…+In

U（电源电压）

U=U₁=U₂=…=Un

R（总电阻）

理解：相当于同一电阻，横截面积增加，电阻变小

并联电路中任意一个电阻的阻值都大于总电阻（R<R任）

并联入电路的支路越多，R越小

在其他支路电阻不变的情况下，一任意个支路的电阻变大，总电阻变大

1/R=1/R₁+1/R₂+…+1/Rn

进阶规律

当电路中只有两个电阻R₁、R₂并联时

R=R₁R₂/R₁+R₂

推导过程

∵1/R=1/R₁+1/R₂

∴1/R=R₂/R₂R₁+R₁/R₂R₁

∵1/R=R₂+R₁/R₁R₂

∴R=R₁R₂/R₁+R₂

变形式

R₁=RR₂/R₂-R

并联分流 ：I₁/I₂=R₂/R₁

适用条件：并联电路中任意两个电阻

推导过程

∵I₁=U/R₁，I₂=U/R₂

∴U=I₁R₁，U=I₂R₂

∵I₁R₁=I₂R₂

∴I₁/I₂=R₂/R₁

运用

常用于动态电路中

I₁↑/I₂=R₂/R₁↓

I₁/I₂↑=R₂↓/R₁

大电阻分小电流小电阻分大电流

并联电路各支路互不影响

I=U/R

字母含义

I表示电流 符号A

U表示电压 符号V

R表示电阻 符号 Ω

电阻不随电压和电流的改变而改变

在电阻不变的情况下，电流和电压相互影响

电阻不变时，不可能做到只改变电压/电流，而让电流/电压不改变

变形式

U=RI

R=U/I

该公式只能计算电阻阻值，不能决定电阻阻值 。是电阻的定义式

适用范围

纯电阻电路

电阻的测量

伏安法

实验原理

R=U/I

滑动变阻器作用

1.改变待测电阻两端的电压和通过待测电阻两端的电流，多次测量

2.保护电路

电阻决定式

R=ρL/S

字母含义

ρ表示电阻率（与材料性质、温度有关） 单位Ω·m

L表示电阻长度 单位m

S表示电阻横截面积 单位㎡

故障分析

电流表短路

现象

电压表有示数

电流表无示数

电流表断路

现象

电压表无示数

电流表无示数

电压表短路

电压表断路

现象

电压表无示数

电流表有示数

定值电阻短路

现象

电压表无示数

电流表有示数，且示数偏大

定制电阻断路

电压表串联在电路中

现象

电压表有示数且接近电源电压

电流表无示数

滑动变阻器上面两个接线柱接入电路

现象

移动滑片

电流/压表示数接近电源电压

电流表示数不变

滑动变阻器下面两个接线柱接入电路

现象

移动滑片

电流/压表示数不变

实验

探究电流和电压的关系

实验方法：控制变量法

不变量

1.导体电阻

变量

2.导体两端电压

滑动变阻器作用

1.调节电压，多次测量

2.保护电路

开关闭合前，滑动变阻器滑片应位于阻值最大处

U/I图像

画图方法：使描点均匀分布在直线两侧

结论

在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，即R不变时，U₁/I₁=U₂/I₂

只能说“电阻一定时，电流跟电压成正比”应为电流随电压变化，电压是原因，电流是结果

电阻一定时，电压跟电流成正比

探究电流与电阻的关系

实验方法：控制变量法

不变量

电阻两端电压

变量

电阻阻值

滑动变阻器作用

1.控制电阻两端电压不变

2. 保护电路

开关闭合前，滑动变阻器滑片应位于最大阻值处

I/R图像

结论

在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即U不变时，I₁R₁=I₂R₂

串联

基础规律

I（总电流）

I= I₁=I₂=…=In

U（电源电压）

U=U₁+U₂+…+Un

R（总电阻）

R=R₁+R₂ +…+Rn

理解：相当于用导线连接的同一电阻，长度增加

进阶规律

电流计算：I=U/R₁+R₂

串联分压：U₁/U₂=R₁/R₂ （U₁：U₂：…：Un=R₁：R₂：…：Rn）

适用条件：串联电路中任意两个电阻

推导过程

∵U₁=IR₁ U₂=IR₂

∴U₁/U₂=IR₁/IR₂=R₁/R₂

运用

常用于动态电路中

R₁↑/R₂=U₁↑/U₂

R₁↓/R₂=U₁↓/U₂

大电阻分大电压小电阻分小电压

电功率

电功率

定义

电流在单位时间内做的功叫做电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量

字母

P

单位

W

kW

1kW=10³W

mW

10³mW=1W

一些用电器通常的电功率

电饭煲（1000W）=家用空调（1000W）>吸尘器（800W）>电吹风（500W）>台式电脑（200W）>液晶电视机（100W）>排风扇（20W）>手电筒（0.5W）

公式

P=W/t

适用于任何电路

变形

W=Pt

t=W/P

P=UI

适用于任何电路

变形

U=P/I

I=P/U

带入欧姆定律得

P=U²/R

P=I²R

适用于纯电阻电路

额定电压 额定功率

额定电压

用电器正常工作时的电压

高于额定电压

低于额定电压

额定功率

用电器在额定电压下工作时的电功率

高于额定功率

低于额定功率

实际电压 实际功率

实际电压

用电器实际工作时的电压

实际功率

用电器在实际电压下工作时的功率

实际电压/功率决定小灯泡亮度

电路中电功率关系

P总=P1+P2…+Px

串联电路

W1：W2=R1：R2=U1：U2 =P1：P2=Q1:Q2

并联电路

I1：I2=P1：P2=R2：R1

同一用电器的电功率

W1：W2=R2：R1=I1：I2 =P1：P2=Q1:Q2

电功率与电阻的关系

对于电路来说，总电阻越大，总电功率越小；总电阻越小，总电功率越大

电压相同时，越串联总功率越小，越并联总功率越大

高温/速档（电功率大）；中温/速档（电功率中）；底温/速档（电功率小）

用电器

实际功率大的灯泡亮

串联

电压相同，串联时额定功率小的灯泡亮

并联

电压相同，并联时额定功率大的灯泡亮

焦耳定律

电流的热效应

电流做功而消耗电能，产生了热量

公式

Q=I²Rt

变形式

R=Q/I²t

t=Q/I²R

I=√Q/Rt

带入欧姆定律得（适用于纯电阻电路）

Q=W=UIt

Q=W=U²t/R

纯电阻电路的本质

电能全部转化为内能

实验

控制不变量

电流、通电时间

变化量

阻值

探究电流通过导体产生热量与电阻的关系

控制不变量

阻值

通电时间

变化量

电流（并联分流）

转换法

观察U形管中液面高度差

测量小灯泡电功率

方法：伏安法

原理：P=UI

滑动变阻器作用

1.改变小灯泡两端电压，实现多次测量

2.保护电路

注意事项

多次测量是为了得到不同电压下的实际功率

减小实验误差

求平均值

电能 电功

电能

定义

使用电以各种形式做功的能力

电能的转化

由其他形式的能转化而来

化学能→电能

电池

火力发电站

机械能→电能

水力/风力发电站

被转化为其他形式的能

电能→机械能

电动机

电能→内能

电炉

电热毯

白炽灯

电能→光能

节能灯（LED）

电能→声能

音箱

单位

焦耳

J

V·A

A²·Ω·s

V²·s/Ω

W·s

=J

千瓦时

kW·h

1kW·h=1×10³×3600s=3.6×10⁶

电能表

电能表示数

上次示数-现在示数

电功

定义

有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少

公式

W=UIt

变形

U=W/It

I=W/Ut

t=W/UI=W/P

代入欧姆定律得（只适用纯电阻电路）

W=Q=IR×It=I²Rt（Q为电热,一般在串联电路中使用）

W=Q=（U×U/R）t=U²t/R（一般在并联电路中使用）

电路中电功关系

W总=W₁+W₂+W₃…+Wn

串联电路

W₁/W₂=R₁/R₂

并联电路

W₁/W₂=R₂/R₁

适用于纯电阻电路

光现象

光的直线传播

光源

能够发光的物体都叫做光源

分类

人工光源

自然光源

光的传播

光在同种均匀介质中沿直线传播

光速

真空光速 c=2.997×10^8m/s（最快）

近似c=3×10^8

c气<c液<c固

光线

光线是表示光的传播路径和方向的直线。

光年

光一年传播的距离

9.460×1012km

平面镜成像

平面镜成像的特点

1.平面镜所成像的大小与物体的大小相等

2。像和物体到平面镜的距离相等

3.平面镜所成的像与物体关于镜面对称

平面镜成虚像

实像与虚像

实像：能被光屏承接的像

虚像：不能被光屏承接的像

平面镜成像原理

光的反射

光的折射

定义：光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向一般会发生变化。

光的折射定律

1.光从光速快的介质斜射入光速慢的介质时，折射光线向法线方向偏折

2.光从光速慢的介质斜射入光速快的介质时，折射光线向界面方向偏折

3.光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不变

4.在折射现象中，光路可逆

光的色散

色散

定义：指的是复色光分解为单色光的现象

光谱：红，橙，黄，绿，蓝，靛，紫。

色光的混合

单色光

不能被分解的光

复色光

由多种单色光组成的光

光的三原色

红，绿，蓝

色光的传播

透光物体呈现某种颜色是应为其吸收了其他颜色的光

不透光物体呈现某种颜色是应为其只反射该种颜色的光

红外线和紫外线

红外线

红外线具有很强的热效应

应用：遥控器，夜视仪

紫外线

杀死微生物

应用：紫外线灭菌灯，验钞机

光的反射

光的反射定律

1.反射光线、入射光线、法线在同一平面（三线共面 ）

2.反射光线和入射光线分居法线两侧（两线分居）

3.反射角等于入射角（两角相等）

光路的可逆性

在反射现象中，光路可逆

镜面反射和漫反射

镜面反射

一束平行光射到平面镜上,反射光是平行的

漫反射

是光投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象。

镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律

内能

分子热运动

物质的构成

分子、原子

构成了常见的的物质

与化学上的概念不同，“分子”是一个广义概念

分子的大小

10∧-10m

肉眼无法看见分子

能被肉眼看见的不是分子

常见的微小物体不是分子

鉴别分子的方法

是否在10∧-10m这个数量级上

分子热运动

扩散

不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散

条件

1.相互接触

2.不同的物质

本质是不同物质的分子彼此进入对方分子间空隙的结果

实验

气体

液体

固体

不同物态之间

糖溶于水

分子的热运动

一切物质的的分子都不停地做无规则的运动

分子运动越剧烈，物体温度越高

在任何条件下，分子热运动不会停止

0℃时分子热运动不停止

分子间的作用力

引力

分子之间相互吸引的力

斥力

分子之间互相排斥的力

引力和斥力的关系

平衡距离（r0）

分子中心之间的距离(r)等于两倍分子半径

r=r0

引力=斥力

r<r0

引力<斥力

r>r0

引力>斥力

r>10r0

作用力极其微弱，可以忽略不计

1、分子间的引力和斥力同时存在

2、不同物质分子间的引力和斥力是不一样的

3、分子间有引力和斥力的作用范围是很小的

破镜不能重圆

距离太大

比热容

比热容

是单位质量物质的热容量，即单位质量物体改变单位温度时吸收或放出的热量

单位

焦耳每千克摄氏度[J /(kg·℃)]

含义

1kg某物质升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量在数值上等于它的比热容

某种物质升高或降低相同的温度,其放出或吸收的热量相等

比热容大的吸热能力强/比热容小的吸热能力弱

实验

1.控制加热时间和质量不变,比较升高温度

2.控制升高温度和质量不变，比较加热时间

控制变量法

热量的计算

公式:Q=cmΔt

变形

m=Q/cΔt

c=Q/mΔt

Δt=Q/cm

字母含义

m表示质量，单位kg

c表示比热容，单位J /(kg·℃)

Q表示热量，单位J

Δt表示温度变化量，单位℃

内能

内能

构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能的总和

分子动能

分子势能

单位：焦耳J

影响物体内能大小的因素

1、质量

质量越大，物体内能越大（其他条件不变）

2、温度

温度越高，内能越大

3、状态

固<液<气

4、体积

较复杂，非线性关系

5、物质种类

物质种类不同，（在其他条件不变）内能不同

物体内能的改变

热传递

热量由高温物体传递到低温物体上

有温度差才能发生热传递

做功

做功使物体内能改变

做功不一定改变物体内能

物体对外做功，内能降低

在改变物体内能上，二者是等效的

重力

重力

定义：由于地球吸引而使物体收到的力

符号：G

施力物体：地球 受力物体：地球附近的所有物体

重力的大小

公式：g=G/m

变形：G=mg m=G/g

g

g是重力和质量的比值

g=9.8N/kg g≈10N/kg

意义:质量为一千克的物体收到的重力大小是9.8N

g值是一个常数

g值随地面高度的增加而减小，随纬度的增加而增大

计算时，m的单位必须是kg，G的单位必须是N

重力的方向

竖直向下，近似指向地心

重心

1.形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在它的几何中心处

2.重心的位置除与物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关

3.物体的重心不一定在物体上

4.重心的位置与物体所在的位置及运动状态无关

重力的由来

万有引力

万有引力公式

G代表引力常量，其值约为 6.67×10^-11N·㎡/kg^2

M和m分别表示互相吸引的两个物体

r表示两个物体重心之间的距离

弹力

弹力

弹性

物体发生形变后，能恢复原来大小和形状的性质

塑形

物体变形的能力

弹力

定义：物体由于发生弹性形变而产生的力

产生条件

1.两物体相互接触

2.接触处相互挤压或拉伸发生弹性形变

弹簧测力计

原理：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长

弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比

使用方法

1.观察量程

2.明确分度值

3.校零（竖直、水平分别调零）

4.来回拉动（避免弹簧碰到刻度盘卡壳）

5.测量（要让弹簧测力计的弹簧轴和所测力的方向在同一直线上）

6.读数 (让视线垂直于刻度盘）

当弹簧测力计的上下两端受到大小相同的拉力时，弹簧测力计的读数是其一端的拉力

弹簧测力计的示数等于弹簧挂钩上所受的力

力

力的作用效果

1.改变物体的运动状态

2.改变物体的形状

力

定义：物体对物体的作用

符号：F

产生力的作用总要有两个物体（施力物体、受力物体）

单位：牛顿

符号：N

力的三要素

作用点

方向

力的大小

力的示意图

1.确定受力物体

2.在受力物体上找出力的作用点

3.确定力的方向

4.沿力的方向画出带箭头的线段

5.标出力的符号、数值和单位（如：F=100N)

同一图中，力越大，表示该力的线段越长

若施力物体未知，作用点画在物体的重心上

力的作用是相互的

物体间力的作用是相互的

相互作用力

一个物体对另一个物体施加了力，受力物体也会给施力物体一个力

这两个力大小相等 方向相反作用在两个不同的物体上，在同一直线上

简单机械

轮轴

定义

由“轮”和“轴”组成的系统。该系统能绕共轴线旋转

性质

省力，费距离

原理

能够连续旋转的杠杆，支点就在轴线，动力臂为轮半径，阻力臂为轴半径

轮轴平衡公式

F1R=F2r

字母

F1 表示轮上的动力 单位N

F2 表示轴上的阻力 单位N

R 表示轮的半径 单位m

r 表示轴的半径 单位m

变形

F1/F2=r/R

F1=F2r/R

F2=F1R/r

R=F2r/R

r=F1R/F2

杠杆

定义

一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒

力臂

力的作用线到转动轴的垂直距离

力的作用线：通过力的作用点沿力的方向所画的直线

转动轴：支点

子主题

动力臂

与动力对应的力臂

用l1表示

阻力臂

与阻力对应的力臂

用l2表示

力臂注意事项

1.力臂一定和力的作用线垂直

一定要画垂直符号

2.画力的作用线要用虚线

3.用括弧或直接在力臂下标上该力臂的名称

4.力臂可能=0

当力臂=0时，该力对于杠杆的转动不起作用

力矩

定义

表示力对物体作用时所产生的转动效应的物理量

力和力臂的积为力矩

Fl

杠杆上的力

动力

使杠杆转动的力

阻力

阻碍杠杆运动的力

动力和阻力不绝对，要看目的是什么

杠杆平衡

杠杆平衡时，匀速转动或静止

杠杆运动时都不平衡

当F1l1>F2l2时，杠杆沿F1使杠杆转动的方向加速转动

当F1l1<F2l2时，杠杆沿F2使杠杆转动的方向加速转动

杠杆的平衡公式

F1l1=F2l2

变形

F1=F2l2/l1

l1=f2L2/f1

F2=F1l1/l2

l2=F1l1/F2

F1/F2=l2/l1

意义

当满足此公式时，杠杆平衡

字母

F1 表示动力 单位与F2一样

F2 表示阻力 单位与F1一样

l1 表示动力臂 单位与l2一样

l2 表示阻力臂 单位与l1一样

最小动力问题

增大动力臂

减小阻力臂

杠杆的平衡条件实验

注意事项

1.杠杆要保持水平

目的：使动力臂和阻力臂与杠杆重合

杠杆在水平时才平衡

2.使杠杆处于静止状态

3.先调整平衡螺母，使杠杆水平

4.为避免偶然性，至少做三次实验

杠杆类型

省力杠杆

l1>l2

省力，省的力等于阻力的l2/l1倍

费距离，动力移动的距离大于阻力移动的距离

费力杠杆

l1<l2

费力，费的力等于阻力的l2/l1倍

省距离，动力移动的距离小于阻力移动的距离

等臂杠杆

l1=l1

不省力，F1=F2

不省距离

影响杠杆类型的因素

1.支点位置

2.力的方向

动态杠杆

在杠杆运动过程中，力臂和力的大小发生改变的杠杆

1.阻力臂变小，阻力，动力臂不变

若杠杆平衡，根据F1l1=F2l2知，当l2变小时，F1也要变小，且变化后要满足F1/l2=F2/l1

2.阻力臂变小，阻力，动力,不变

若杠杆平衡，根据F1l1=F2l2知，当l2变小时，l1也要变小，且变化后满足F1/F2=l2/l1

3.阻力变小，阻力臂，动力，不变

若杠杆平衡，根据F1l1=F2l2知，当F2变小时，l1也要变小，且变化后满足F1/l2=F2/l1

4.阻力变小，阻力臂，动力臂不变

若杠杆平衡，根据F1l1=F2l2知，当F2变小时，F11也要变小，且变化后满足F1/F2=l2/l1

5.阻力,阻力臂变小,动力,动力臂不变

若杠杆平衡则满族F1l1=F2l2

机械效率

定义

有用功和总功的比值叫做机械效率，用符号η表示

有用功

为达到目的必须要做的功，用 W有 表示

额外功

成某种目的时，除做有用功之外所做的非必要性的功，用 W额 表示

总功

物体所受合外力所做的功，用 W总 表示

W总=W有+W额

W有=W总-W额

W额=W总-W有

在非理想情况下，额外功不可避免，机械效率总<1

在一些情况下因,有一部分额外功是不变的，所以有用功越大，机械效率越高（增大物重或增加距离）

η=W有/W总

W有=ηW总

W总=W有/η

有用功和总功的比值叫做机械效率。用符号η表示

杠杆机械效率

W有

W有=F2h(阻力×物体移动距离）

W额

杠杆自重和摩擦

W总

W总=F1s（动力×作用点移动距离）

η=F2h/F1s

滑轮机械效率

W有

W有=F物h

W额

W额=G动h(忽略摩擦）

W总

W总=F绳s

F绳=F物/nη

F物=ηF绳n

n=F物/F绳η

η=F物h/F绳s=F物/nF绳

不用s、h求机械效率

η=F绳h/F绳h+G动h(竖直，且不计绳重，摩擦

斜面机械效率

W有

W有=Gh

W额

W额=fl

W总

W总=Fl

斜面机械效率与那些因素有关

1.η与G无关

2.η与h无关

3.η与μ（摩擦因数）有关

4.η与θ（斜面夹角）有关

θ一定，μ大，η小

μ一定，θ大，η大

η=Gh/Fl

η=Gh/Gh+fl

滑轮

定义

可以绕着中心轴旋转的圆轮

定滑轮

定义

轴的位置固定不动的滑轮

性质

不能省力也不费力，改变力的方向

原理

是一等臂杠杆，l1 l2均为滑轮的半径

动滑轮

定义

轴随物体一起运动的滑轮

性质

省力，不能改变动力方向，费距离

原理

是一省力杠杆,l1是动滑轮的直径，l2是动滑轮的半径

反动滑轮

定义

动滑轮的特殊用法

将物体挂在绳子自由端，拉力施加于动滑轮上

性质

费力，可以省一半的距离

滑轮组

定义

由多个动滑轮、定滑轮组装而成的一种简单机械

性质

既可以改变力的方向，又可以省力

在滑轮组中，承担物体重力的绳子端数为n，绳子自由端的拉力=1/n倍的动滑轮上的拉力

原因

每一段承担动滑轮处拉力的绳子都受到相同的拉力，并且每条绳子的拉力相同，绳子们的拉力和=动滑轮处拉力

同一根绳子绕过滑轮，各段绳子的力是相等的

动滑轮和绳上拉力并不一定等于物体重力

水平拉时，F物=f

物体在竖直方向上受到除重力和拉力之外的力时，F物≠G物

滑轮中拉力方向对拉力大小的影响

定滑轮

无论拉力方向如何改变，拉力都不变

原因：动力臂一直等于滑轮半径，阻力臂也等于滑轮半径，而圆上任意一点到圆心的距离都相等

动滑轮

只有拉力作用线平行于阻力作用线时，动滑轮才省一半力；当两个力的作用线不平行时，F绳>F物/2

原因：阻力臂不变，为滑轮半径；动力臂在其平行时为滑轮直径，不平行时，小于滑轮直径

研究定滑轮和动滑轮的特点实验

注意事项

1.匀速拉动绳子

2.确保滑轮两侧绳子平行

公式

n 表示承担物体重力的绳子段数 无单位

s绳 表示绳子自由端移动的距离 单位m

h 表示动滑轮移动的距离 单位m

v绳 表示绳子自由端移动的速度 单位m/s

v物 表示物体移动的速度 单位m/s

G动 表示动滑轮的重力 单位N

F物 表示物体对滑轮拉力 单位N

F绳 表示绳子自由端的拉力 单位N

nF=F物+G动（竖直状态下）

n=F物+G动/F

F=F物+G动/n

nF=F物（水平或不记动滑轮重力）

n=F物/F

F=F物/n

S绳=nh

n=S绳/h

h=S绳/n

v绳=nv物

n=v绳/v物

v物=v绳/n

斜面

定义

与水平方向有不为零的夹角的平面

性质

省力，费距离

公式

F=Gh/l(斜面光滑）

字母

F 表示沿斜面向上的拉/推力 单位N

G表示物体重力 单位N

h 表示斜面高度 单位m

l 表示斜面长度 单位m

变形

G=h/lF

h=G/lF

l=Gh/F

当斜面夹角为30°时，斜面长是其高的2倍

质量与密度

质量

物体所含物质的多少叫做质量

质量不随物体的位置，物态，形状改变

基本单位：千克 kg

换算

1t=10³kg

1kg=10³g

1g=³mg

质量的测量

天平

动砝码和游码要用镊子

使用步骤

1.把天平放在水平台面上

2.游码归零，平衡天平（平衡螺母：左倾右调，右倾左调）

3.物体放左盘，往右盘加砝码（从大到小）

4.调节游码

5.质量=砝码+游码

密度

ρ=m/v

同种物质m与v成正比

单位：kg/m³

水的密度：1.0×10³kg/m³

v=m/ρ

m=vρ

测量物体的密度

天平测质量

左码右物，砝码减游码

砝码生锈，质量偏小

量筒测体积

体积测量方法

排水法

针压法

沉坠法

埋沙法

溢水法

仰视：读数偏小

俯视：读数偏大

特殊方法测密度

有天平无砝码

左物右水

有天平无量筒

溢水法测溢出水质量

有量筒无天平

将大烧杯灌水，小烧杯放入其中，放物体，标水位，放水，置标记，得质量

密度与社会生活

热胀冷缩

特殊：水（4℃密度最大）

物质鉴定

压强

固体压强

公式：p=F/S

特殊情况下固体压强的计算

p=ρgh

使用条件

1.物体密度均匀

2.物体是实心柱体

3.物体放在水平面上

4.受力面积等于物体的底面积

5.F压=G

气体压强

气体内部各个方向都有压强

大气压强

托里拆利实验

最早测量大气压强数值的实验

大气压强可以支撑760mm高的水银柱

常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压 用p0表示

水银柱的高度是指管内外水银液面的竖直高度差（水银槽内自由液面到水银柱顶的高度）

管内水银柱高度只与大气压有关（大气压越小水银柱高度越底）

管内水银柱高度与管的粗细、长度、形状、是否倾斜无关

在管上开一小口，液面会下降，与管外液面相平

马德堡半球实验

最早证明大气压存在的实验

托里拆利实验

大小：1.013×10∧5pa≈10^5pa

可以支撑10.336m的水

海拔越高，大气压越小，在海拔3000m内，每升高10m大气压约减小100pa

气压计

水银气压计

比较准确

携带不便

金属盒气压计（无液气压计）

自制气压计

p1=p2-p3

应为瓶内气压(p2)固定且大于大气压，当外界气压(p1)减小时，其对水柱向下压力减小，水柱升高

外界气压越小，水柱高度越高

与水银气压计（托里拆利实验）相反

理想气体实验方程

pV/T=C

字母

p为气体内部压强

V为气体体积 单位㎥

T为气体温度 单位K

C为恒量，只于气体的种类，质量有关

流体压强与流速的关系

流体中流速越大的位置 压强越小

流体

具有流动性的气体和液体

例子

风沿墙面吹过时窗帘飘向窗外、火车地铁站台安全线、船吸现象

液体压强

公式：p=ρgh

ρ是液体密度 单位kg/㎥

h是液体深度 单位m

液体深度：点到液体与大气联通的液面的竖直距离

适用范围

流体压强

液体内部各个方向都有压强

液体对容器底的压力与液体自身重力的关系

当容器侧壁垂直于容器底（口底同大）时 容器底受到的压力=容器中液体重力（F压=G液）

当容器侧壁向外倾斜（底小口大）时 容器底受到的压力=容器中液体重力+容器壁对液体的支持力（F压<G液）

当容器侧壁向内倾斜（底打口小）时 容器底受到的压力=容器中液体重力+容器壁对液体的压力（F压>G液）

液体对容器底的压力=容器底正上方柱体液柱的重力

求容器底所受压力时，只可用p=ρgh F=pS求得

连通器

定义：上段端开口 下端联通的容器

在连通器里装入同一种液体，当液体静止时，连通器各部分中的液面高度总是相同的

液片

构建物理模型，假设液体中有一个片状液体

通过对液片进行受力分析，来对液体压强进行分析

压力

定义：物体间由于发生挤压而垂直作用在受力面上的力

压力是接触力 本质上属于弹力

压力的方向

总是垂直于物体的受力面，指向受力物体

压力与重力

物体对水平面压力=物体重力的条件

1.物体在水平面上

2.处于平衡（静止）状态

3.竖直方向上只受重力和支持力作用

压力不完全等于重力

p=G/S

当计算题中压力=重力时要先证明压力=重力再进行计算

影响压力作用效果因素的实验

实验方法

转换法

通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果

如：探究声音产生的原因实验

控制变量法

如：液体内部压强的大小可能与那些因素有关实验

压强

定义式：p=F/S

字母含义

p表示压强 单位Pa（帕斯卡）

1Pa=1N/㎡

F表示压力 单位N

压力通常不等于重力

S表示受力面积 单位㎡

1㎝²=1×10∧（-4）㎡

变形公式

F=pS

S=F/p

适用范围

适用于所有物体间压强的计算

压强是表示压力作用效果的物理量

怎样增大或减小压强

增大压强

压力一定，减小受力面积

受力面积一定，增大压强

增大压力的同时减小受力面积

减小压强

压力一定，增大受力面积

受力面积一定，减小压力

减小压力的同时增大受力面积

透镜及其应用

透镜

焦点和焦距

焦点

平行于主轴的光线，通过透镜后相交于一点，这一相交点称为焦点

焦距

焦点到光心的距离

凸透镜和凹透镜

光心

主光轴上特殊的点，通过这个点光传播方向不变

主光轴

通过薄透镜两个球面球心的直线

凸透镜

中间厚边缘薄的透镜

凹透镜

中间薄边缘厚的透镜

透镜对光的作用

凸透镜对对光有汇聚作用

凹透镜对光有发散作用

显微镜和望远镜

显微镜

由两个凸透镜组成：物镜和目镜

f<u<2f物镜成倒立放大的实像，目镜成正立放大的虚像

望远镜

由两个凸透镜组成：物镜和目镜

u>2f物镜成倒立缩小的实像，目镜成正立放大的虚像

眼睛和眼镜

近视眼及其矫正

近视眼

晶状体折射光能力太强，像成在视网膜前方

矫正

戴近视眼镜（凹透镜）

远视眼及其矫正

远视眼

晶状体折射光能力太弱，像成在视网膜后方

矫正

戴远视眼镜（凸透镜）

眼睛

成像原理像照相机

睫状体改变晶状体（凸透镜）的焦距

生活中的透镜

虚像和实像

实像

实像是能呈现在光屏上的像，它是由实际光线会聚而成的

虚像

不汇聚的光线的反向延长线的交点，不能被光屏承接

投影仪

利用凸透镜成像

成倒立放大的实像

f<u<2f

照相机

利用凸透镜成像

成倒立缩小的实像

u>2f

放大镜

利用凸透镜成像

成正立放大的虚像

u<f

凸透镜成像的规律

u=f

不成像

无

应用：探照灯

u>2f

成倒立缩小的实像

物像异侧

应用：照相机

u=2f

成倒立等大的实像

物像异侧

应用：找焦距

f<u<2f

成倒立放大的实像

物像异侧

应用：投影仪

u<f

成正立放大的虚像

物像同侧

应用：放大镜

功和机械能

功率

定义：物体在单位时间内所做的功的多少

公式

P=W/t

变形

W=Pt

t=W/P

P=W/t=Fs/t=Fv

F表示力 单位：牛顿（N）

v表示速度 单位：米/秒（m/s）

字母含义

P表示功率 单位：瓦特（W）

W表示功 单位：焦耳（J）

t表示时间 单位：秒（s）

机械能

定义：动能与势能的总和

机械能守恒

如果只有动能和势能互相转化，机械能的重量不变

机械能守恒时，不一定要发生能量转化

若机械能守恒时发生动能和势能的能量转化，一定是势能增大动能减少或动能增大势能减少

能量转化

动能和势能可以互相转化

物体加速下落：重力势能转化为动能

单摆模型

1.小球在A、C点时速度为0（但不静止，不处于平衡状态）

2.小球在B点速度最大

3.小球从A点运动到B点或从C点运动到B点时，重力势能转化为动能

4.小球从B点运动到A点或C点时，动能转化为重力势能

5.若没有外力干扰，小球会一直运动下去

6.小球做简谐运动

卫星绕地球运动时的机械能转化

卫星在远地点时，重力势能最大，动能最小

卫星在近地点时，动能最大，重力势能最小

弹簧振子模型

1.在点O弹簧恰好松弛

2.小球在A、B点时，动能为0，弹性势能最大

3.当小球由A→O运动时，小球做加速运动，弹性势能转化为动能

4.小球在B点时，动能（速度）最大，弹性势能最小

5.当小球由O→B时，小球做减速运动，动能转化为弹性势能

蹦极模型

阶段一(t1-t2)(O-B)

绳子未绷直，物体做自由落体运动，速度匀速增加，动能增加，重力势能减小

阶段二(t2-t3)(B-C)

绳子绷直但重力大于弹力，合力向下，速度增加，动能/重力势能、弹性势能增加

阶段三(t3)(C)

物体重力等于弹力，在加速和减速的临界点上，速度最快

阶段四(t3-t5)(C-D)

物体重力小于弹力，减速，动能、重力势能减小，合力向上，弹性势能增大

阶段五(t5)(D)

v=0，弹性势能最大，重力势能、动能最小

1.小球在a-b时a>0,合力向下，动能和重力势能减小，弹性势能增加

2.小球在b点时，a=0 ，合力=0速度最大

3.小球在b-c时，a<0，物体做减速运动，合力向上

4.小球的机械能不守恒，由弹簧和小球组成的系统机械能才守恒

抛物线模型

1.小球在a-b时，重力势能增大，动能减小，速度减小

2.小球在b点时，速度和动能最小，重力势能最大

v≠0

3.小球在b-c时，动能增大，重力势能减小，速度增大

4.小球在c点时，速度最大，重力势能为0，动能最大

5.全过程机械能守恒

自由落体模型

小球初速度为0，自由下落（不考虑空气阻力）

1.小球做加速直线运动，加速度不变

2.小球在下落过程中，重力势能转化为动能

能量转化

定义：各种能量之间在一定条件下互相转化过程

能量守恒定律

1.能量既不会凭空产生，也不会凭空消失

2.能量会从一种形式转化为另一种形式

3.能量会从一个物体转移到其它物体

4.能量的总量保持不变

E总=E有+E消耗

合力的能量不等于能量之和

能量是标量，有大小，无方向

物体处于静止或匀速直线运动状态时，合力为0，机械能不发生转化

当物体处于平衡态时，动能或势能变化，则机械能不守恒

势能

重力势能

定义：物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能

公式

Ep=mgh

变形

m=Ep/gh

h=Ep/mg

字母含义

Ep表示重力势能 单位：焦耳（J）

m表示质量 单位：千克（kg）

h表示高度 单位：米（m）

实验：影响重力势能大小的因素

方法

1.控制变量法

2.转换法

研究对象

下落的物体（砝码/小球/物块）

实验结论

1.在高度一定时，物体的质量越大，它具有的重力势能越大

2.在质量一定时，高度越大，物体具有的重力势能越大

3.物体具有的重力势能和它的运动路径没有关系

弹性势能

定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能

公式

Ep=kx²/2

变形

k=2Ep/x²

x=√2Ep/k

字母含义

Ep表示弹性势能 单位：焦耳（J）

k表示劲度系数 单位：牛/米（N/m）

x表示形变量 单位：米（m）

动能

定义：物体由于运动而具有的能量

公式

Ek=mv²/2

变形

v=√2Ek/m

m=2Ek/v²

字母含义

Ek表示动能 单位：焦耳(J)

m表示质量 单位：千克（kg）

v表示速度 单位：米每秒（m/s）

实验：物体的动能跟那些因素有关

实验方法

1.转换法

2.控制变量法

研究对象

小球

实验结论

1.质量相同的物体，运动速度越大，动能越大

2.运动速度相同的物体，质量越大，动能越大

功

定义：力和物体在力的方向上移动的距离之积

功是能量转化的量度

公式

W=Fs

变形

s=W/F

F=W/s

字母含义

W表示功 单位:焦耳（J）

F表示力 单位:牛顿（N）

s表示在这个力的方向上移动的距离 单位米（m）

做功情况

做功条件

1.物体受到力的作用

2.物体在这个力的方向上移动了一定距离

距离指物体在力的方向上初位置到末位置的长度，与路径和运动方向无关

3.力的方向和物体运动方向不垂直

不做功的情况

1.有力无距离

F=0

s≠0

2.有距离无力

F≠0

s=0

3.力的方向和物体运动方向垂直

功的正负

功是标量，但有正负之分

正功

动力对物体做功（对物体运动有“贡献”）

当F和s的夹角a 0º≤a<90º时，力对物体做正功

负功

阻力对物体做功（对物体运动有阻碍）

当F和s的夹角a 90º<a ≤180º时，力对物体做负功

一个力对物体做负功，往往说成是物体克服这个力做了功

W合=各个力做功的的代数和

物体做匀速直线运动时，合力=0，合力做功=0