《初中物理力思维导图》

一、力的概念及性质

1. 力的定义

• 力是物体对物体的作用。
  • 作用力与反作用力：
    • 大小相等，方向相反，作用在两个物体上，作用在同一条直线上。
    • 不同于平衡力，平衡力作用在同一物体上。

2. 力的单位

• 牛顿（N）

3. 力的作用效果

• 改变物体的形状：形变。
  • 改变物体的运动状态：
    • 加速
    • 减速
    • 改变运动方向

4. 力的三要素

• 大小
  • 方向
  • 作用点
  • 力的示意图：用带箭头的线段表示力，起点表示作用点，箭头表示方向，线段长度表示力的大小。

5. 力的测量

• 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：
    • 校零
    • 认清量程和分度值
    • 避免超出量程
    • 避免剧烈碰撞
    • 拉力方向与弹簧轴线方向一致

二、重力

1. 重力的产生

• 由于地球的吸引而使物体受到的力。

2. 重力的大小

• G = mg
  • g = 9.8N/kg (通常取 10N/kg)
  • 重力与质量成正比。

3. 重力的方向

• 竖直向下。

4. 重力的作用点

• 重心：规则物体的重心在其几何中心。

三、弹力

1. 弹力的产生

• 由于物体发生弹性形变而产生的力。

2. 弹力的大小

• 与形变程度有关。
  • 弹簧弹力：F = kx (胡克定律)
    • k：劲度系数，与弹簧材料、长度、粗细有关。
    • x：形变量，指弹簧伸长或缩短的长度。

3. 弹力的方向

• 与形变的方向相反。
  • 压力：垂直于接触面，指向被压物体。
  • 支持力：垂直于接触面，指向被支持物体。
  • 拉力：沿绳子收缩的方向。

四、摩擦力

1. 摩擦力的产生

• 相互接触的物体间发生相对运动或有相对运动趋势时产生的力。

2. 摩擦力的分类

• 静摩擦力：物体间有相对运动趋势，但尚未发生相对运动。
  • 大小：根据二力平衡计算。
  • 方向：与相对运动趋势的方向相反。
    • 滑动摩擦力：物体间发生相对滑动。
  • 大小：f = μN
    • μ：动摩擦因数，与接触面粗糙程度和材料有关。
    • N：正压力，垂直于接触面。
  • 方向：与相对运动的方向相反。
    • 滚动摩擦力：物体间发生相对滚动。

3. 影响摩擦力大小的因素

• 正压力
  • 接触面粗糙程度
  • 动摩擦因数（只影响滑动摩擦力）

4. 增大/减小摩擦的方法

• 增大摩擦：增大压力，增大接触面粗糙程度。
  • 减小摩擦：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。

五、二力平衡

1. 二力平衡的条件

• 大小相等
  • 方向相反
  • 作用在同一条直线上
  • 作用在同一物体上

2. 二力平衡的应用

• 判断物体是否处于平衡状态。
  • 计算力的大小。

六、力的合成与分解

1. 力的合成

• 求合力的方法：
  • 同一直线上：
    • 方向相同：F = F1 + F2
    • 方向相反：F = |F1 - F2|，方向与较大力相同。
  • 不在同一直线上：平行四边形定则/三角形定则（初中不做要求）。

2. 力的分解

• 把一个力分解成几个分力。
  • 通常按作用效果分解。

七、压强

1. 压力的定义

• 垂直作用在物体表面上的力。

2. 压强的定义

• 单位面积上受到的压力。

3. 压强的计算公式

• p = F/S
  • p：压强，单位：帕斯卡（Pa）
  • F：压力，单位：牛顿（N）
  • S：受力面积，单位：平方米（m²）

4. 影响压强大小的因素

• 压力
  • 受力面积

5. 增大/减小压强的方法

• 增大压强：增大压力，减小受力面积。
  • 减小压强：减小压力，增大受力面积。

八、液体压强

1. 液体压强的特点

• 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。
  • 深度越大，压强越大。
  • 液体压强还与液体的密度有关，密度越大，压强越大。

2. 液体压强的计算公式

• p = ρgh
  • p：压强，单位：帕斯卡（Pa）
  • ρ：液体密度，单位：千克/米³（kg/m³）
  • g：重力加速度，取 9.8N/kg 或 10N/kg
  • h：深度，指从液面到所求位置的竖直距离，单位：米（m）

3. 连通器

• 定义：上端开口，下端连通的容器。
  • 原理：当连通器内装同种液体且静止时，液面高度相同。
  • 应用：茶壶、锅炉水位计、船闸等。

九、大气压强

1. 大气压强的存在

• 证明实验：马德堡半球实验

2. 大气压强的大小

• 1 标准大气压 = 1.013 × 10⁵ Pa
  • 大气压强随高度的增加而减小。

3. 大气压强的测量

• 气压计（水银气压计、金属盒气压计）

4. 大气压强的应用

• 抽水机
  • 吸盘

十、浮力

1. 浮力的定义

• 浸在液体或气体中的物体，受到液体或气体向上托的力。

2. 浮力的方向

• 竖直向上。

3. 浮力的大小

• 阿基米德原理：浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开的液体所受到的重力。
  • F浮 = 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

4. 物体的浮沉条件

• 漂浮：F浮 = G物，ρ液 > ρ物
  • 悬浮：F浮 = G物，ρ液 = ρ物
  • 上浮：F浮 > G物，ρ液 > ρ物，最终漂浮
  • 下沉：F浮 < G物，ρ液 < ρ物

5. 浮力的应用

• 轮船
  • 潜水艇
  • 气球、飞艇

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