《八年级物理第七章思维导图》

一、力

1. 力的概念

• 定义： 力是物体对物体的作用。
• 力的施力物体和受力物体：
  • 施力物体：施加力的物体。
  • 受力物体：受到力的物体。
  • 一个物体既可以是施力物体，也可以是受力物体。
• 力的作用效果：
  • 改变物体的形状。
  • 改变物体的运动状态（速度和方向）。
• 力的单位： 牛顿（N）。
• 力的测量工具： 弹簧测力计。

2. 力的三要素

• 大小： 力的大小用数值表示，单位是牛顿（N）。
• 方向： 力的方向是力作用的方向。
• 作用点： 力作用在物体上的位置。
• 三要素对力的作用效果的影响：
  • 大小改变，效果改变。
  • 方向改变，效果改变。
  • 作用点改变，效果可能改变。

3. 力的表示

• 力的图示：
  • 用一条带箭头的线段来表示力。
  • 线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点。
  • 标明力的大小和单位。
• 力的示意图：
  • 只画出力的作用点和方向，不画力的大小。

4. 力的种类

• 按性质分：
  • 重力
  • 弹力
  • 摩擦力
  • 磁力
  • 分子力
  • 电场力
• 按作用方式分：
  • 接触力：相互接触的物体之间的力。
  • 非接触力：不接触的物体之间的力（如重力、磁力）。

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。

2. 重力的大小

• 公式： G = mg
  • G：重力，单位：牛顿（N）。
  • m：质量，单位：千克（kg）。
  • g：重力加速度，单位：牛顿/千克（N/kg），通常取 9.8N/kg，粗略计算时可取 10N/kg。
• 重力与质量的关系： 重力与质量成正比。
• 影响重力大小的因素： 质量。
• 重力加速度 g：
  • g 的大小随地理位置的变化而变化。
  • 纬度越高，g 的值越大。

3. 重力的作用点

• 重心： 物体所受重力的作用点。
• 均匀物体的重心：
  • 规则形状的均匀物体，重心在它的几何中心。
  • 不规则形状的物体，可以通过悬挂法找到重心。
• 重心的位置：
  • 重心的位置与物体的形状、质量分布有关。
  • 重心可以在物体上，也可以在物体外。

三、弹力

1. 弹力的概念

• 定义： 物体由于发生弹性形变而产生的力。
• 弹性形变： 物体在外力作用下发生形变，当外力撤销后，能够恢复原状的形变。
• 塑性形变： 物体在外力作用下发生形变，当外力撤销后，不能恢复原状的形变。

2. 弹力的大小

• 与形变大小有关： 弹力的大小与形变的大小有关，形变越大，弹力越大。
• 胡克定律： 在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长（或缩短）的长度成正比。
  • 公式：F = kx
    • F：弹力，单位：牛顿（N）。
    • k：劲度系数，单位：牛顿/米（N/m），反映弹簧的硬度。
    • x：弹簧的伸长（或缩短）量，单位：米（m）。

3. 弹力的方向

• 与形变方向相反： 弹力的方向与使物体发生形变的外力方向相反。
• 绳的弹力： 沿着绳子指向绳子收缩的方向。
• 支持力： 垂直于接触面，指向被支持的物体。
• 压力： 垂直于接触面，指向被压的物体。

4. 弹力产生的条件

• 相互接触： 物体之间必须相互接触。
• 发生弹性形变： 物体发生弹性形变。

四、摩擦力

1. 摩擦力的概念

• 定义： 两个相互接触的物体，当它们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。

2. 摩擦力的分类

• 静摩擦力： 物体有相对运动趋势但尚未运动时产生的摩擦力。
• 滑动摩擦力： 物体相对滑动时产生的摩擦力。
• 滚动摩擦力： 物体相对滚动时产生的摩擦力。通常滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。

3. 摩擦力的大小

• 静摩擦力：
  • 大小：静摩擦力的大小随着外力的变化而变化，最大值等于最大静摩擦力。
  • 方向：静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反。
• 滑动摩擦力：
  • 公式：f = μN
    • f：滑动摩擦力，单位：牛顿（N）。
    • μ：动摩擦因数，是一个比例常数，与接触面的材料、粗糙程度等有关，没有单位。
    • N：正压力，单位：牛顿（N），指物体对接触面的垂直作用力。
  • 滑动摩擦力的大小与正压力成正比，与接触面的粗糙程度有关，与物体的运动速度和接触面积无关。

4. 摩擦力的方向

• 静摩擦力： 静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反。
• 滑动摩擦力： 滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。

5. 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。
• 减小摩擦的方法：
  • 减小压力。
  • 减小接触面的粗糙程度。
  • 变滑动为滚动（例如使用滚珠轴承）。
  • 使接触面彼此分离（例如加润滑油）。

五、力和运动的关系

• 牛顿第一定律（惯性定律）： 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
  • 惯性：物体具有保持原来运动状态的性质，称为惯性。
  • 惯性只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。
• 力是改变物体运动状态的原因。 力不是维持物体运动状态的原因。
• 平衡状态：
  • 物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
  • 物体受到的合力为零。
• 非平衡状态：
  • 物体处于加速运动或减速运动状态。
  • 物体受到的合力不为零。