1 力学基础
①.长度与时间的测量
长度的基本单位是米(m),常用单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(um)、纳米(nm)。
时间的基本单位是秒(s),常用单位还有小时(h)、分钟(min)。
测量工具: 刻度尺、停表、秒表等。使用刻度尺时要注意零刻度线、分度值、估读。
②.机械运动
速度
速度表示物体运动的快慢程度,是路程与时间的比值。
v表示速度,s表示路程,t 表示时间。
速度的单位有两种常用形式: 米每秒(m/s)和千米每小时(km/h)
换算关系为 1m/s=3.6km/h。
匀速直线运动: 物体沿直线运动,在任意相等的时间内通过的路程都相等。
平均速度: 在变速运动中,用总路程除以总时间得到的速度。
3.力
①.力的概念
力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而独立存在。力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。
力的三要素:大小、方向、作用点,这三个要素都会影响力的作用效果。
力的单位是牛顿(N)。
②. 重力
由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。重力的方向竖直向下(不是垂直向下)。
其中 G 表示重力,m 表示质量,g 表示重力加速度,在地球表面附近 g≈9.8N/kg,粗略计算时取 g= 10N/kg。
G=mg
重力的作用点叫做重心,形状规则、质量分布均匀的物体,重心在其几何中心。
③. 弹力
物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。弹簧测力计就是利用弹簧的弹力来测量力的大小。
胡克定律: 在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比。
其中 :F 表示弹力, 表示k弹簧的劲度系数,x表示形变量。
④. 摩擦力
两个互相接触的物体,当它们发生相对运动或有相对运动趋势时,在接触面上产生的阻碍相对运动的力叫做摩擦力。
摩擦力分为滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力，
影响滑动摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度。压力越大,摩擦力越大;接触面越粗糙,摩擦力越大。
增大摩擦的方法: 增大压力、增大接触面粗糙程度、变滚动为滑动。
减小摩擦的方法: 减小压力、减小接触面粗糙程度、变滑动为滚动、使接触面分离(加润滑油、气垫、磁悬浮)。
4.牛顿第一定律与惯性
牛顿第一定律: 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。
牛顿第一定律说明了力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
惯性: 物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。
一切物体都有惯性,惯性是物体的固有属性。惯性的大小只与质量有关,质量越大,惯性越大。
5.二力平衡
物体在两个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态,这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件: 作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上
6.压强
①. 固体压强
压强表示压力的作用效果,是物体单位面积上受到的压力。
其中 ：p表示压强,F 表示压力,S 表示受力面积。
压强的单位是帕斯卡(Pa),1Pa = 1N/m2。
增大压强的方法: 增大压力或减小受力面积。
减小压强的方法: 减小压力或增大受力面积。
②.液体压强
液体内部向各个方向都有压强,液体内部压强随深度的增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等。
p=pgh
其中 ：p表示液体压强,p 表示液体密度,g 表示重力加速度,h表示液体深度(从液面到该点的竖直距离)。
注意: 液体压强公式只适用于液体,计算时h是深度,不是高度。
连通器:上端开口、下端连通的容器。连通器里装同一种液体,当液体不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。
③.大气压强
大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压。
托里拆利实验: 测出了大气压的值,标准大气压
大气压随高度的增加而减小,在海拔 3000 米以内,大约每升高 10 米,大气压减小100 Pa.
大气压的应用: 吸管吸饮料、抽水机、活塞式抽水机、离心式水泵等。
7.浮力
①.浮力的概念
浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托的力叫做浮力。
浮力的方向竖直向上。
②.阿基米德原理
浸在液体中的物体受到的浮力,大小等于它排开的液体受到的重力。
其中： F 表示浮力,G排表示排开液体的重力,P液表示液体密度,V排表示排开液体的体积。
注意: 阿基米德原理适用于液体和气体,是计算浮力的”万能公式”。
③. 浮力的计算方法
定义法(压力差法):F浮=F上-F下
称重法(示数法):F浮=G物-F拉常用弹簧测力计配合使用
阿基米德原理
平衡法:F浮=G物，仅适用于漂浮和悬浮状态
④.物体的浮沉条件
上浮:F 浮> G物,或 ρ液> ρ物
下沉:F 浮<G物,或 ρ液<ρ物
悬浮:F 浮=G物,且 ρ液=ρ物,物体全部浸入液体中
漂浮:F 浮= G物,且 ρ液>ρ物,物体只有一部分浸入液体中
注意: 漂浮时物体只浸入一部分,其余三种情况物体全部浸入(浸没)。
8.简单机械
①.杠杆
杠杆: 在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。
杠杆的五要素: 支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
力臂: 从支点到力的作用线的垂直距离。
杠杆平衡条件:
其中 ：F1表示动力，l1表示动力臂,F2表示阻力，l2表示阻力臂。
杠杆的分类:
省力杠杆: l1>l2省力但费距离,如撬棒、铡刀、开瓶器
费力杠杆:l1<l2费力但省距离,如筷子、镊子、钓鱼竿
等臂杠杆: l1=l2既不省力也不费力,如天平
②.滑轮
定滑轮:轴固定不动的滑轮。定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变力的方向。
动滑轮:轴随物体一起运动的滑轮。动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆,可以省一半的力,但不能改变力的方向,且要费距离。
滑轮组:由定滑轮和动滑轮组成。滑轮组既可以省力又可以改变力的方向。滑轮组的省力关系: 如果有 n 段绳子承担物重,则拉力 ：
(不计摩擦)
9.功与功率
①.功
如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,这个力就对物体做了功。
W=Fs
其中: W 表示功,F表示力,s表示在力的方向上移动的距离。
功的单位是焦耳(J),1J=1N·m
做功的两个必要因素: 作用在物体上的力;物体在力的方向上移动的距离。
不做功的三种情况:有力无距离(如推墙未推动)、有距离无力(如物体因惯性运动)、力与距离垂直(如手提水桶水平移动)。
②.功率
功率表示做功的快慢,是单位时间内完成的功，
P=W/t
功率还可以表示为:
P=Fv
其中 ：P 表示功率,W 表示功,t 表示时间,F 表示力,v表示速度。
功率的单位是瓦特(W),常用单位还有千瓦(kW),1kW=1000W。
10.机械效率
有用功: 为了达到目的必须做的功,记作 W有。
额外功: 对达到目的没有用,但又不得不做的功,记作 W额。
总功: 有用功与额外功的总和,记作 W总,即 W总=W有+W额
机械效率:
注意: 机械效率总是小于 1(或小于 100%),没有单位。任何机械都不可避免地要做额外功，所以机械效率总小于 1。
提高机械效率的方法: 减小机械自重、减小摩擦、减小额外功。
11.机械能
①.动能
物体由于运动而具有的能叫做动能。
影响动能大小的因素:质量和速度。质量越大,速度越大,动能越大。
②.势能
重力势能: 物体由于被举高而具有的能。影响重力势能大小的因素: 质量和高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
弹性势能: 物体由于发生弹性形变而具有的能。影响弹性势能大小的因素: 弹性形变的程度。形变越大,弹性势能越大。
③.机械能守恒
动能和势能统称为机械能。
机械能守恒定律: 在只有重力或弹力做功的情况下,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能的总量保持不变。
