《物理九年级第二十章思维导图》

一、力的作用效果 (中心主题)

1. 概念

• 力是物体对物体的作用。
  • 力不能脱离物体而存在。
  • 施力物体、受力物体必须同时存在。
  • 物体间力的作用是相互的 (牛顿第三定律预热)。

2. 力的作用效果

• 改变物体的形状：
  • 弹性形变: 物体在外力作用下发生形变，撤去外力后能恢复原状的形变。
  • 塑性形变: 物体在外力作用下发生形变，撤去外力后不能恢复原状的形变。
    • 改变物体的运动状态：
  • 运动状态的改变：速度大小的改变，速度方向的改变。
  • 静止是特殊的运动状态。
  • 运动状态改变必然受到力的作用。
  • 受到力的作用，物体的运动状态不一定改变 (平衡力作用下)。

3. 力的表示

• 力的三要素：大小、方向、作用点。
  • 力的图示：
    • 定义：用一条带箭头的线段来表示力。
    • 步骤：
      1. 确定标度。
      2. 确定作用点。
      3. 从作用点沿力的方向画一条线段，线段长短表示力的大小，箭头表示力的方向。
      4. 在线段的末端标出力的大小和单位。
  • 力的示意图：
    • 简化的力的图示，只表示力的方向和作用点，不表示力的大小。

二、重力 (第一分支)

1. 概念

• 由于地球的吸引而使物体受到的力。

2. 公式

• G = mg
  • g：重力加速度，通常取 9.8N/kg，粗略计算时可取 10N/kg。
  • g 的意义：表示质量为 1kg 的物体受到的重力为 9.8N。

3. 方向

• 竖直向下。

4. 作用点

• 重心：物体所受重力的作用点。
  • 形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其几何中心。
  • 不规则物体的重心可用悬挂法确定。

5. 应用

• 利用重力：吊灯、测力计等。
  • 防止重力造成的危害：注意高空坠物，增加建筑物的稳定性。

三、弹力 (第二分支)

1. 概念

• 物体由于发生弹性形变而产生的力。

2. 产生条件

• 物体间相互接触。
  • 物体发生弹性形变。

3. 方向

• 与使物体发生形变的外力方向相反。
  • 绳子的弹力：沿绳子指向绳子收缩的方向。
  • 支持面的弹力：垂直于支持面指向被支持的物体。

4. 大小

• 弹力的大小与形变程度有关，形变越大，弹力越大。
  • 弹簧弹力：胡克定律 F = kx (超纲，但有些题目会用到)
    • k：劲度系数，表示弹簧的硬度。
    • x：弹簧的伸长量或压缩量。

5. 应用

• 弹簧测力计：利用弹簧的弹力与伸长量之间的关系制成。
  • 压力：物体对支持面的垂直作用力。
  • 支持力：支持面对物体的垂直作用力。

四、摩擦力 (第三分支)

1. 概念

• 两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或有相对运动的趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。

2. 产生条件

• 物体间相互接触且相互挤压。
  • 接触面粗糙。
  • 物体间有相对运动或相对运动的趋势。

3. 分类

• 静摩擦力：
  • 产生条件：物体间有相对运动的趋势。
  • 大小：根据二力平衡条件计算 (大小等于外力)。
  • 方向：与相对运动趋势方向相反。
    • 滑动摩擦力：
  • 产生条件：物体间发生相对滑动。
  • 大小：f = μN
    • μ：动摩擦因数，与接触面的粗糙程度和材料有关。
    • N：正压力，等于物体对支持面的压力或支持面对物体的支持力。
  • 方向：与相对运动方向相反。
    • 滚动摩擦力：
  • 一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。
  • 通常比滑动摩擦力小得多。

4. 摩擦力的方向

• 与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反。

5. 影响因素

• 滑动摩擦力：
  • 正压力：正压力越大，摩擦力越大。
  • 接触面的粗糙程度：接触面越粗糙，摩擦力越大。
  • 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面积无关。
    • 静摩擦力：
  • 与正压力有关，正压力越大，静摩擦力越大，但静摩擦力的大小并非正比于正压力。
  • 与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，静摩擦力越大。

6. 有益摩擦和有害摩擦

• 有益摩擦：例如，人走路时鞋底与地面之间的摩擦，汽车轮胎与地面之间的摩擦，皮带传动中皮带与皮带轮之间的摩擦等。增大有益摩擦的方法：增大压力，增大接触面的粗糙程度。
  • 有害摩擦：例如，机器零件之间的摩擦，运动部件与轴承之间的摩擦等。减小有害摩擦的方法：减小压力，使接触面光滑，用滚动代替滑动，使接触面分离，采用润滑剂等。

五、力的合成与平衡 (第四分支)

1. 力的合成

• 概念：求几个力的合力的过程叫做力的合成。
  • 合力：如果一个力产生的效果与几个力共同作用产生的效果相同，那么这个力就叫做那几个力的合力。
  • 同一直线上二力的合成：
    • 方向相同：合力大小等于两力之和，方向与分力方向相同。
    • 方向相反：合力大小等于两力之差，方向与较大分力方向相同。

2. 二力平衡

• 概念：物体在两个力的作用下处于静止或匀速直线运动状态，这两个力就叫做平衡力。
  • 条件：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一物体上。
  • 区别：平衡力和相互作用力的区别：平衡力作用在同一物体上，相互作用力作用在不同的物体上。
  • 应用：利用二力平衡条件分析物体的受力情况。

3. 应用

• 分析物体受力情况：首先确定研究对象，然后按照重力、弹力、摩擦力的顺序分析物体受到的力。
  • 解决实际问题：利用力的合成与平衡的知识解决生活中的实际问题。

六、牛顿第一定律 (预习内容，部分学校会提前讲)

1. 内容

• 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

2. 理解

• 牛顿第一定律揭示了物体具有保持原来运动状态不变的性质，即惯性。
  • 惯性不是力，是物体的一种固有属性，质量越大，惯性越大。
  • 牛顿第一定律是在理想状态下得出的，不可能用实验直接验证。

3. 意义

• 揭示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。
  • 为力学奠定了基础。

此思维导图涵盖了物理九年级第二十章的主要内容，旨在帮助学生梳理知识点，构建完整的知识体系。请注意，部分内容可能因地区教材差异而有所不同。

上一个主题： 西游记思维导图 下一个主题： 中国近代史思维导图