《物理八年级第七单元思维导图》

中心主题：力

I. 力的概念

• 定义： 力是物体对物体的作用。
• 施力物体： 施加力的物体。
• 受力物体： 受到力的作用的物体。
• 相互性： 力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体。
• 力的表示：
  • 力的图示： 用带箭头的线段表示力的大小、方向和作用点。
    • 标度：表示单位长度线段所代表的力的大小。
    • 方向：箭头的指向表示力的方向。
    • 作用点：箭头或线段的起点表示力的作用点。
  • 力的示意图： 只表示力的方向和作用点，忽略大小。
• 单位： 牛顿 (N)。

II. 力的作用效果

• 改变物体的形状：
  • 弹性形变：物体在力的作用下发生形变，撤去力后能恢复原状。
  • 塑性形变：物体在力的作用下发生形变，撤去力后不能恢复原状。
• 改变物体的运动状态：
  • 运动状态的改变：包括速度大小的改变和运动方向的改变。
  • 静止状态和匀速直线运动状态都属于运动状态。
  • 力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因。
• 惯性：
  • 定义：物体保持原来运动状态不变的性质，是物体的一种固有属性，大小只与质量有关。
  • 解释：任何物体都有惯性，质量越大，惯性越大，越难改变其运动状态。
  • 应用：解释生活中的惯性现象，如汽车刹车时的惯性，跳远助跑等。

III. 重力

• 定义： 由于地球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：可以通过悬挂法确定。
• 大小： G = mg (g为重力加速度，通常取9.8N/kg，粗略计算时可取10N/kg)。
  • 重力与质量成正比。
  • g与地理位置有关，不同地区的g值略有不同。
• 应用： 生活中的各种重力现象，如水往低处流，物体自由下落等。

IV. 弹力

• 定义： 物体由于发生弹性形变而产生的力。
• 产生条件：
  • 物体之间相互接触。
  • 物体发生弹性形变。
• 方向：
  • 与形变恢复方向一致。
  • 拉力：沿绳子指向绳子收缩的方向。
  • 支持力：垂直于支持面，指向被支持的物体。
• 大小：
  • 弹簧弹力：遵循胡克定律 F = kx (k为劲度系数，x为形变量)。
  • 形变量：弹簧的伸长量或压缩量。
  • 劲度系数：反映弹簧的硬度，越大表示弹簧越难形变。
• 应用： 弹簧测力计，缓冲装置等。

V. 摩擦力

• 定义： 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。
• 产生条件：
  • 相互接触且挤压。
  • 接触面粗糙。
  • 有相对运动或相对运动的趋势。
• 种类：
  • 静摩擦力： 物体之间有相对运动趋势但尚未运动时产生的摩擦力。
    • 大小：与外力平衡，由外力决定，有最大静摩擦力。
    • 方向：与相对运动趋势方向相反。
  • 滑动摩擦力： 物体之间发生相对滑动时产生的摩擦力。
    • 大小：f = μN (μ为动摩擦因数，N为正压力)。
      • 动摩擦因数：与接触面的材料和粗糙程度有关。
      • 正压力：物体对接触面的垂直作用力。
    • 方向：与相对运动方向相反。
  • 滚动摩擦力： 物体以滚动方式在另一物体表面运动时产生的摩擦力，远小于滑动摩擦力。
• 影响因素：
  • 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。
  • 摩擦力与接触面积、运动速度无关。
• 利与弊：
  • 有利摩擦：例如走路时鞋底与地面之间的摩擦，汽车刹车时轮胎与地面之间的摩擦。
  • 有害摩擦：例如机器零件之间的摩擦，需要减小摩擦。
• 减小摩擦的方法：
  • 减小压力。
  • 减小接触面的粗糙程度。
  • 用滚动摩擦代替滑动摩擦。
  • 使接触面分离（例如加润滑油、气垫）。
• 增大摩擦的方法：
  • 增大压力。
  • 增大接触面的粗糙程度。

VI. 力的合成与平衡

• 力的合成： 求几个力的合力的过程。
  • 合力： 几个力共同作用产生的效果与一个力产生的效果相同，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：合力大小等于二力之和，方向与二力方向相同。
    • 方向相反：合力大小等于二力之差，方向与较大力方向相同。
  • 不在同一直线上力的合成： 遵循平行四边形定则（初中阶段不做要求）。
• 二力平衡： 物体在两个力的作用下处于静止或匀速直线运动状态。
  • 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。
  • 平衡状态： 静止状态或匀速直线运动状态。
• 应用： 分析物体受力情况，判断物体运动状态，解决实际问题。
• 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。

VII. 测量力：弹簧测力计

• 原理： 在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比（胡克定律）。
• 使用方法：
  • 观察量程和分度值。
  • 检查指针是否指在零刻度线。
  • 调整零点。
  • 拉力要沿弹簧的轴线方向。
  • 测量时不要超过量程。
• 读数： 根据指针的位置读取示数。

VIII. 本单元涉及的实验

• 探究影响滑动摩擦力大小的因素
• 探究重力与质量的关系
• 使用弹簧测力计