《八下物理思维导图》

I. 力与运动

A. 力

1. 概念：
   • 力是物体对物体的作用
   • 力可以改变物体的形状或运动状态
     2. 单位：
   • 牛顿（N）
     3. 测量：
   • 弹簧测力计
   • 原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比。
   • 使用方法：
     • 认清量程、分度值
     • 检查指针是否指零
     • 避免拉力过大，超过量程
     • 施力方向与弹簧轴线一致
       4. 力的作用效果：
   • 使物体发生形变
   • 改变物体的运动状态（速度大小、方向）
     5. 力的三要素：
   • 大小、方向、作用点
   • 三要素影响力的作用效果，缺一不可。
     6. 力的表示：
   • 示意图：用带箭头的线段表示力的大小、方向和作用点。

B. 重力

1. 概念：由于地球的吸引而使物体受到的力。
   2. 方向：竖直向下
   3. 大小：G = mg (g ≈ 9.8 N/kg，粗略计算可取10 N/kg)
      • m：物体的质量
      • g：重力加速度，近似恒定，但不同地点略有差异
   4. 作用点：重心 (规则形状的物体重心在其几何中心)

C. 弹力

1. 概念：物体由于发生弹性形变而产生的力
   2. 产生条件：
      • 物体发生弹性形变
      • 物体与施力物体接触
   3. 方向：与使物体发生形变的外力方向相反。
   4. 弹簧弹力：
      • 胡克定律：F = kx (x：弹簧的伸长量或压缩量，k：劲度系数)

D. 摩擦力

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，在接触面上产生的阻碍相对运动的力。
   2. 分类：
      • 静摩擦力：有相对运动趋势
        • 大小：0到最大静摩擦力之间，取决于外力的大小
        • 方向：与相对运动趋势的方向相反
      • 滑动摩擦力：发生相对滑动
        • 大小：f = μN (μ：动摩擦因数，N：正压力)
        • 方向：与相对运动方向相反
      • 滚动摩擦力：物体滚动时产生的摩擦力，比滑动摩擦力小
   3. 影响因素：
      • 滑动摩擦力：压力大小，接触面粗糙程度
   4. 增大/减小摩擦的方法：
      • 增大：增大压力、增大接触面粗糙程度
      • 减小：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

E. 牛顿第一定律

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. 概念：惯性
      • 物体具有保持原来运动状态不变的性质。
      • 惯性只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。
   3. 理解：
      • 不是描述物体处于静止或匀速直线运动时不受力。
      • 表明力是改变物体运动状态的原因。

F. 二力平衡

1. 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。
   2. 判断：
      • 是否作用在同一物体上
      • 是否大小相等
      • 是否方向相反
      • 是否作用在同一直线上
   3. 应用：
      • 静止状态
      • 匀速直线运动状态

G. 运动的描述

1. 参照物：
   • 描述物体运动状态时，事先选定的作为标准的物体。
   • 同一物体，选择不同的参照物，运动状态可能不同。
     2. 运动和静止的相对性：
   • 物体是运动还是静止取决于所选的参照物。
     3. 速度：
   • 定义：表示物体运动快慢的物理量。
   • 公式：v = s/t (s：路程，t：时间)
   • 单位：m/s，km/h (1 m/s = 3.6 km/h)
     4. 匀速直线运动：
   • 定义：物体沿着直线运动，速度大小保持不变。
   • 特点：速度恒定，路程与时间成正比。
     5. 平均速度：
   • 定义：在变速运动中，用总路程除以总时间求出的速度。
   • 公式：v = s/t (s：总路程，t：总时间)
   • 注意：平均速度不是速度的平均值。

II. 压强

A. 压力

1. 定义：垂直作用在物体表面上的力。
   2. 与重力的区别：
      • 压力不一定是重力
      • 压力方向垂直于接触面
   3. 大小：
      • 在水平面上：F = G
      • 在其他表面上，需要进行力的分解

B. 压强

1. 定义：表示压力作用效果的物理量。
   2. 公式：p = F/S (F：压力，S：受力面积)
   3. 单位：帕斯卡（Pa），1 Pa = 1 N/m²
   4. 影响因素：压力大小，受力面积大小
   5. 增大/减小压强的方法：
      • 增大：增大压力、减小受力面积
      • 减小：减小压力、增大受力面积

C. 液体压强

1. 特点：
   • 液体内部向各个方向都有压强。
   • 同一深度，各个方向压强相等。
   • 深度越深，压强越大。
   • 同一深度，密度越大，压强越大。
     2. 公式：p = ρgh (ρ：液体密度，g：重力加速度，h：深度)
     3. 应用：连通器原理
   • 连通器：上端开口，下端相连通的容器。
   • 特点：连通器里装同种液体静止时，液面是相平的。

D. 大气压

1. 存在：大气对浸在其中的物体有压强。
   2. 测量：托里拆利实验
      • 结论：1标准大气压 p₀ = 760 mmHg = 1.013 × 10⁵ Pa
   3. 影响因素：高度 (高度越高，大气压越低)
   4. 应用：吸盘、活塞式抽水机

E. 流体压强与流速的关系

1. 原理：在气体或液体中，流速越大的地方，压强越小；流速越小的地方，压强越大。
   2. 应用：飞机的升力、船的推进

III. 浮力

A. 概念

1. 定义：浸在液体或气体中的物体受到向上托的力。
   2. 方向：竖直向上
   3. 产生原因：液体或气体对物体上下表面的压力差。

B. 阿基米德原理

1. 内容：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
   2. 公式：F浮 = G排 = ρ液gV排 (ρ液：液体密度，g：重力加速度，V排：物体排开液体的体积)
   3. 适用范围：液体和气体

C. 物体的浮沉条件

1. 浸没在液体中的物体：
   • F浮 > G：上浮
   • F浮 = G：悬浮
   • F浮 < G：下沉
     2. 漂浮：
   • 物体漂浮在液面上：F浮 = G
     3. 浮沉条件的应用
   • 轮船
   • 潜水艇
   • 气球

IV. 简单机械与功

A. 杠杆

1. 定义：能够绕固定点转动的硬棒。
   2. 五要素：
      • 支点（O）：杠杆绕其转动的点
      • 动力（F₁）：使杠杆转动的力
      • 阻力（F₂）：阻碍杠杆转动的力
      • 动力臂（l₁）：从支点到动力作用线的距离
      • 阻力臂（l₂）：从支点到阻力作用线的距离
   3. 杠杆平衡条件：F₁l₁ = F₂l₂
   4. 杠杆的分类：
      • 省力杠杆：l₁ > l₂，F₁ < F₂
      • 费力杠杆：l₁ < l₂，F₁ > F₂
      • 等臂杠杆：l₁ = l₂，F₁ = F₂

B. 滑轮

1. 定滑轮：
   • 特点：不省力，但可以改变力的方向。
   • 本质：等臂杠杆
     2. 动滑轮：
   • 特点：省一半力，但不能改变力的方向。
   • 本质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆
     3. 滑轮组：
   • 特点：既能省力又能改变力的方向。
   • 省力情况：F = (1/n)G (n：承担物重的绳子段数，忽略摩擦和动滑轮重)

C. 功

1. 定义：力作用在物体上，物体在力的方向上移动了一段距离，就说这个力做了功。
   2. 公式：W = Fs (F：力，s：在力的方向上移动的距离)
   3. 单位：焦耳（J），1 J = 1 N·m
   4. 功的原理：使用任何机械都不省功。

D. 功率

1. 定义：表示做功快慢的物理量。
   2. 公式：P = W/t = Fv (W：功，t：时间，F：力，v：速度)
   3. 单位：瓦特（W），1 W = 1 J/s
   4. 意义：单位时间内所做的功。

E. 机械效率

1. 定义：有用功与总功的比值。
   2. 公式：η = W有用/W总
   3. W总 = W有用 + W额外
   4. 特点：机械效率总是小于1 (η < 1)。

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