《八下科学第二章思维导图》

一、力的初步

1. 力的概念

• 定义: 力是物体对物体的作用，力可以改变物体的运动状态和形状。
• 施力物体: 施加力的物体。
• 受力物体: 受到力的物体。
• 力的作用是相互的: 施力物体同时也一定是受力物体。
• 力的单位: 牛顿 (N)。
• 力的表示: 力的大小、方向、作用点。

2. 力的作用效果

• 改变物体的运动状态:
  • 使静止的物体运动起来。
  • 使运动的物体静止下来。
  • 改变物体的运动速度 (快慢)。
  • 改变物体的运动方向。
• 改变物体的形状:
  • 物体发生形变 (弹性形变、塑性形变)。

3. 力的测量

• 测量工具: 弹簧测力计
• 原理: 在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。
• 使用方法:
  • 零点校准: 使用前观察指针是否指在零刻度线，若不指在零刻度线，进行校零。
  • 量程选择: 测量力的大小不能超过弹簧测力计的量程。
  • 读数方法: 视线与刻度线垂直。
  • 使用注意: 不要超过量程使用，避免弹簧过度伸长而损坏。
  • 读数单位: 牛顿 (N)。

4. 力的三要素

• 大小: 力的大小决定了力的作用效果的强弱。
• 方向: 力的方向决定了力的作用效果的方向。
• 作用点: 力作用的位置影响力的作用效果。
• 力的三要素同时影响力的作用效果: 缺一不可。

二、重力

1. 重力的概念

• 定义: 由于地球的吸引而使物体受到的力。
• 施力物体: 地球。
• 方向: 竖直向下。
• 作用点 (重心):
  • 规则物体的重心在物体的几何中心。
  • 不规则物体的重心可以用悬挂法确定。
• 重力与质量的关系: G = mg (g 为重力加速度，通常取 9.8N/kg，粗略计算时可取 10N/kg)。
• 重力大小的计算: G = mg，其中 m 为物体的质量，单位为千克 (kg)。

2. 重力的影响

• 物体落地: 物体受到重力作用，如果没有其他力的支撑，物体就会落向地面。
• 物体受压: 静止在水平面上的物体由于重力作用而对水平面产生压力。
• 建筑结构: 建筑物的设计必须考虑重力因素，以保证结构的稳定性。
• 体育运动: 许多体育运动都与重力有关，例如跳高、跳远等。

三、摩擦力

1. 摩擦力的概念

• 定义: 两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或者有相对运动的趋势时，在接触面上会产生阻碍相对运动的力。
• 产生条件:
  • 相互接触。
  • 接触面粗糙。
  • 有相对运动或相对运动趋势。
• 方向: 与相对运动或相对运动趋势的方向相反。
• 种类:
  • 静摩擦力: 物体间有相对运动趋势但未发生相对运动时产生的摩擦力。
  • 滑动摩擦力: 物体间发生相对滑动时产生的摩擦力。
  • 滚动摩擦力: 一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦力。滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。

2. 影响摩擦力大小的因素

• 压力大小: 在接触面粗糙程度相同的情况下，压力越大，摩擦力越大。
• 接触面粗糙程度: 在压力相同的情况下，接触面越粗糙，摩擦力越大。
• 摩擦力大小与接触面积无关: 在压力和粗糙程度一定的情况下，摩擦力与接触面积大小无关。

3. 增大和减小摩擦的方法

• 增大摩擦的方法:
  • 增大压力。
  • 增大接触面的粗糙程度。
  • 变滚动为滑动 (有时)。
• 减小摩擦的方法:
  • 减小压力。
  • 减小接触面的粗糙程度 (例如：润滑)。
  • 变滑动为滚动 (使用滚珠轴承等)。
  • 使接触面分离 (例如：气垫船)。

4. 摩擦的利用与防止

• 利用摩擦:
  • 走路时鞋底与地面之间的摩擦。
  • 汽车轮胎上的花纹增加摩擦。
  • 皮带传动中皮带与轮子之间的摩擦。
  • 火柴划燃。
• 防止摩擦:
  • 机器零件之间加润滑油，减少磨损。
  • 轴承中使用滚珠，减少摩擦。
  • 气垫船利用气垫减少与水之间的摩擦。

四、运动和力

1. 牛顿第一定律

• 内容: 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它改变这种状态为止。
• 意义:
  • 揭示了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。
  • 说明了物体具有惯性。
• 理解:
  • 物体不受力时，将保持原来的运动状态。
  • 物体受到平衡力作用时，将保持原来的运动状态。
  • 改变物体运动状态的原因是力。

2. 惯性

• 定义: 物体具有保持原来运动状态的性质。
• 惯性的大小: 惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。
• 惯性不是力: 惯性是物体的一种属性，不是力，不能说“物体受到惯性作用”。
• 惯性的应用与危害:
  • 应用: 跳远、锤头套紧、汽车启动和停止时等。
  • 危害: 汽车刹车时，由于惯性，车身会继续向前运动，容易发生交通事故。因此，要系安全带，保持车距。

3. 二力平衡

• 定义: 物体在两个力的作用下，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力彼此平衡。
• 二力平衡的条件:
  • 大小相等。
  • 方向相反。
  • 作用在同一条直线上。
  • 作用在同一个物体上。
• 平衡力与相互作用力的区别:
  • 平衡力作用在同一个物体上。
  • 相互作用力作用在不同的物体上。
• 二力平衡的应用: 分析物体是否处于平衡状态，判断物体所受的力是否平衡。

4. 力与运动的关系

• 物体不受力或受平衡力: 保持静止状态或匀速直线运动状态。
• 物体受非平衡力: 运动状态发生改变。
  • 合力方向与运动方向相同，物体做加速运动。
  • 合力方向与运动方向相反，物体做减速运动。
  • 合力方向与运动方向不在同一直线上，物体做曲线运动。
• 力的作用是改变物体运动状态的原因。

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