九年级物理总复习一初中物理基础知识梳理学案
展开九年级物理总复习
——初中物理基础知识梳理
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第一章 声现象
1.声音是什么
⑴声音的产生
①产生:声音是由于物体振动产生的。一切正在发声的物体都在振动。物体的振动停止,发声也停止.
②声源:正在发声的物体叫做声源。固体、液体、气体都能发声,都可以成为声源
⑵声音的传播
①声音可以在固体、液体和气体中传播,但不能在真空中传播。
②声音以波的疝传播,即声音是一种波,叫声波。
⑶声速
①声速与传播声音的介质有关:声音在不同介质中传播的速度不同(在固体中传播速度大于在水中传播速度,在水中传播速度大于在空气中传播速度).
②声速还与介质的温度有关,
(4)回声
①声音在传播过程中遇到障碍物会被反射回来就形成的回声
②回声测距:测出从发出声波到接受到回声的时何t,再结合声音传播速度V,利用关系式 S=Vt/2计算出距离
⑸声能
①声音具有能量,这种能量叫做声能.
②声波即能传递能量也能传递信息(超声波粉碎结石、超声波清洗眼镜、超声波焊接都是利用声波传递能量;音乐家用音乐表达情感、医生通过病人心肺的声音诊断病情、铁道维护工通过敲击铁轨来判断铁轨的情况、声呐探测海底、B超检査都是利用声波传递信息)
2.声音的特征
乐音是声源做规则振动产生的,可以响度、音调、音色来描述它的特性.
①响度是指声音的强弱.响度与声源振动的振幅有关,振幅越大,响度越大.响度还跟听者到声源的距离有关,距离声源越远,听到的声音响度越小)
②音调是指声音的高低。音调与声源振动的频率(每秒振动的次数叫频率,单位Hz)有关, 频率越高,音调越高;频率越低,音调越低.
③音色:声音的品质。决定于发声体的材料和结构.我们能分辨出不同发声体依靠的就是音色。
3.令人厌烦的噪声
⑴噪声的界定
①从物理的角度:声源做无规则振动时发出的声音是噪声,噪声波形是杂乱无章的.
②从环保的角度:凡是影响人们正常工作、学习和休息的声音都是噪声.
⑵噪声的来源:交通运输、工业生产、日常生活、建筑工地
⑶噪声的危害:
①噪声的级别用分贝(dB)为单位来表示
②声强级为OdB的声音,人耳刚刚能听到它;超过50dB会影响睡眠和休息;超过70dB会干扰谈话;90dB以上的噪声会对人的听力造成损伤.
⑷减弱噪声的方法:①在声源处减弱、②在传播过程中减弱、③在人耳处减弱(说明:设计在街头的噪声监测仪是用来监测噪声强弱的.它不能减弱噪声,其读数单位是dB)
4.人耳听不到的声音
⑴可听声的范围:20Hz至20000Hz
⑵超声波
①頻率高于20000Hz的声波叫做超声波
②超声波的特点:具有方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等特点;
③超声波的应用:根据超声波方向性好、在水中传播距离远等特点制成的声呐可以用来发现潜艇、鱼群等水下目标、测绘海底地形,超声波还能够用来成像、清洗、焊接、粉碎结石等。
⑶次声波
①频率低于20Hz的声波叫次声波
②次声波的产生:火箭发射、飞机飞行,车辆奔驰、火山爆发、陨石坠落、 地震、海啸、台风、雷电等都会产生次声波
③次声波特点:无孔不入,能绕过高山、建筑物等较大的障碍物。
⑷次声波应用:预型地震、台风,监测核爆炸等。
[本章重点实验]
1.探究声音的产生:
如图所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球弹跳起来,它说明了声音是由物体振动产生。此探究中悬挂着的乒乓球的作用是显示音叉的振动。所用的研究方法是: 转化法
2.探究声音的传播:
如图所示,把正在响铃的手机放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,将听到声音越来越小,并由此推理可知:真空不能传声。所用的研究方法是:实验推理法(或叫理想实验法)
3.探究声音的特征:
如图所示,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面适当的长度,
⑴拨动钢尺,就可听到钢尺振动发出的声音。
⑵若保持钢尺伸出桌面的长度不变,用不同的力拨动钢尺,可探究响度与振幅的关系;
⑶若改变钢尺伸出桌面的长度,用相同的力拨动钢尺,可探究音调与频率的关系:增加钢尺伸出桌面的长度,仔细聆听钢尺振动发出声音后,发现音调逐渐变低,当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺,却听不到声音了,这是由于钢尺振动频率太低, 发出的是次声波。
4.综合实践活动:比较材料的隔声性能
⑴声源的选择:选择能保持发出声音响度不变的声源,如闹钟、手机(不能选择音叉)
⑵比较隔声性能的方法:如,用听不到声咅时人与声源的距离进行比较(距离越短,材料的隔声性能越好;距离越长,材料的隔声性能越差)
⑶注意控制变量:如材料的厚度相同
第二章 物态变化
1.物质的三态
⑴物质的三态是:固态、液态、气态。(固态有一定的形状,有一定的体积:液态没有一定的形状,但有一定的体积;气态既没有一定的形状,也没有一定的体积)。
⑵物质处于何种状态与物质的温度有关(一般情况下,当物质温度低于熔点是固态;温度在熔点和沸点之间时是液态;当温度高于沸点时是气态)。
⑶物态变化:物质从一种状态转变为另一种状态叫物态变化
2.温度和温度计
⑴温度是表示物体冷热程度的物理量。
⑵摄氏温度规定:冰水混合物的温度作为0℃; 标准大气压下水沸腾的温度作为记作100℃, 在0℃和100℃之间分成100等份,每一等份代表1℃。
⑶温度计:常用温度计是根据液体的热胀冷缩的性质制成的。
⑷温度计的使用方法:测量前,要注意观察温度计的量程和分度值;测量时,应使温度计的玻璃泡与被测物体充分接触;待示数稳定后再读数,读数时,温度计玻璃泡应和被测物体保持充分挂触且视线要与温度计中液柱的上表而相平。
(5)体温计:测温液体是水银,量程35℃-42℃,分度值0.1℃;结构特点是在玻璃泡与毛细管连接处有一段更细且略有弯曲的毛细管;在体温计正确使用方法:①使用之前要抓住它的上部用力向下甩。②可以离开人体后再读数。人体正常体温37℃.
2.物态变化
⑴物质有固、液、气三种状态,会出现六种物态变化。
⑵汽化有两种方式:蒸发和沸腾
①蒸发是只在液体表面发生的汽化现象,蒸发在任何温度下都能发生,一般来说蒸发是比较缓慢的。液体蒸发时要吸热,有致冷作用。影响液体蒸发快慢的因素是:液体表面积大小、 液体的温度、液体表面空气流通速度。
②沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象,液体沸腾时需要吸热,但温度不变。 液体沸腾时的温度叫沸点,其大小与气压的关系是:气压升高,沸点升高;气压降低,沸点降低。
③蒸发和沸腾的共同点是:都属于汽化现象,都需要吸热
⑶液化的两种方法:降低温度、压缩体积。
①日常生活中看到的“白气"实际上是由水蒸气遇冷放热液化成的小水珠。
②打火机中的液体是在常温下通过压缩体积的方式液化。
③气体液化放热
⑷固体的分类:晶体和非晶体。
①晶体和非晶体的重要区别:晶体有熔点,而非晶体没有熔点。
②晶体熔化满足两个条件:①温度达到熔点②继续吸热。晶体熔化过程中要不断吸热,但温度不变;液体凝固成晶体必须满足两个条件:①温度达到凝固点②继续放热。晶体凝固过程極不断放热,但温度不变。同一种晶体的凝固点跟它的熔点担同。常见晶体有:海波、冰、萘和各种金属。
③非晶体在在熔化过程中要不断吸热,温度升高;非晶体在凝固过程中要不断放热,温度降低。 常见非晶体有:蜡、松香、玻璃和沥青。
④下图中图A是晶体熔化曲线图,图B是晶体凝固曲线图,图C是非晶体熔化曲线图,图D是非晶体凝固曲线图。
(5) 常见升华和凝华的现象
升华的例子:冬天冰冻的衣服变干了,灯泡用久了钨丝安钿,樟脑丸变小,干冰升华。
凝华的例子:霜、窗上的冰花、雾凇
3. 水循环
江河湖海、土壤植物中的水通过蒸发变成水蒸气升入天空,水蒸气随气流运动,在高空遇冷时,有的液化成小水滴,有的凝华成小冰晶,形成千姿百态的云。云中的小水滴也会凝固成小冰晶。云中的小水滴长大到一定程度形成雨,落向地球表面;云中的小冰晶大到一定程度形成雪,降落到高山、地面,积雪可以直接升华变成水蒸气升入天空,也可以熔化变成水,汇入江河。
[本章重点实验]
I.“探究水的沸腾”实验:(实验装置如图甲所示)
⑴实验所用测量器材温度计、秒表。
(2)实验器材的组装:由下而上(目的是用酒精灯的外
強加热)
⑶实验现象:在水沸腾前,产生的气泡上升变小(如
图乙所示,原因是气泡中的水蒸气遇冷液化);在水沸腾时,气泡上升变大(如图丙所示, 原因是液体压强随深度的减小而减小),沸腾时听到的声音响度比沸腾前小。
(4)由实验可得水沸腾的条件是①温虔达到沸点②继续吸热,水沸腾时的特点是吸热温度不变。由实验数据画出水沸腾图象如图丁所示。
(5)实验中为了说明水沸腾需要吸热应进行的操作是停止加热观察水能否继续沸腾。实验中撤去酒精灯水不能立即停止沸腾是因为烧杯和石棉网的温度仍高于水的沸点,水能继续吸热。
(G)为了缩短实验时间应釆用的方法有提高水的初温、减少水的质量、增大火力。
(7)在烧杯中加一个带孔的盖子既能减少热损失缩短加热时间,又能防止水蒸气在温度计表面液化影响温度计读数。
⑻某小组根据实验数据绘制的温度与时间关系的图像如图a,如果只提高水的初温,重新实验并绘制的图像应为图中的C;如果只减少水的质量,重新实验并绘制的图像应为图中b.
2.探究“冰和石蜡的熔化特点”(实验装置如右甲图)
⑴实验所用测量器材温度计、秒表。
⑵实验中宜用微小颗粒的固体目的是既让固体受热均匀又能使温度计破璃泡与固体颗粒充分接触;实验釆用“水浴法“加热目的是为了冰和蜡均匀受热,为了达到这一目的,在实验中还需要进行的操作是用玻璃棒不停地搅拌。
⑶有时可以将装有碎冰的烧杯直接放置在空气中,不用酒精灯加热(如图丙所示)也能完成实验,这是因为通常情况 下室温高于0度,冰可以从室气中吸热熔化。
第三章 光现象
1. 光的色彩、颜色
(1)自身发光的物体叫光源,光源分为天然光源和人造光源。
(2)太阳光透过三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光的现象叫做光的色散。光的色散现象表明太阳光是由多种色光混合而成的。首先用实验研究光的色散现象的科学家是牛顿。
(3) 透明物体的颜色是由透过它的色光决定:红色玻璃只能通过红光、绿色玻璃只能通过绿光、黄色玻璃只能通过黄光、无色玻璃能通过各种色光。
(4)不透明物体的颜色由它反射的色光所决定的:红色物体主要反射红光,吸收除红光以外的其它颜色光;蓝色物体主要反射蓝光、吸收除蓝光以外的其它颜色光;白色物体能反射各种色光、黑色物体能吸收各种色光。绿色植物的生长不需要的是绿光,红花不需要的是红光。
(4) 光具有能量:植物的光合作用将太阳能转化为化学能、太阳能热水器烧水将太阳能转化为内能、太阳能电池板将太阳能转化为电能。
2.人眼看不到的光
(1)红光外侧不可见光叫红外线,它具有热效应,太阳的热主要以红外线的形式传递到地球上。电视遥控器也是靠红外线来实现对电视机的遥控。红外线的应用还有:红外夜视仪、红外探测器,它们都是利用物体温度越高,向外辐射的红外线越强来识别不同温度的物体的。
(2)紫光外侧的不可见光叫紫外线,它最显著的性质是能使荧光物质发光,其应用有验钞机。此外在医院、饭店中还常用紫外线来消毒。
(3)地球周围大气层上部的臭氧层可以吸收紫外线,使得阳光中的紫外线大部分不能到达地面,它是地球的保护伞。为保护臭氧层,禁止使用氟氯碳化物。
3.光的直线传播
(1)光在均匀介质中沿直线传播的,影子、日食、月食、小孔成像等都是由光的直线传播形成的。
(2) 小孔所成像是倒立、实像,像的形状与物体形状相似而与小孔形状无关,像的大小可变(在物距一定时,光屏离小孔越远像越大,光屏离小孔越近像越小;在光屏到小孔距离一定时,物体离小孔越近像越大,物体离小孔越远像越小)。
(3)光在不同介质中传播的速度不同,在真空中传播的速度最大,为3X108m/s合3X105km/s合1.08X109km/h.人们利用光制造出能测量远距离的“尺”——激光测距仪(用于人造卫星测控、大地测量等方面)。光年是路程单位。
4.平成镜
(1)平面镜成像的特点:所成的像是虚像,像的大小与物体的大小相等,像与物体到平面镜的距离相等,像与物相对于镜面是对称的。改变物体到镜面的距离,像到镜面的距离也随之改变,像的大小不变。
(2)平面镜应用: (1)成像; (如穿衣镜、舞蹈房里的镜子主要作用就是成像) (2)改变光路(如最初潜望镜中的镜子主要作用变是改变光路)。
(3)平面镜在生活中使用不当会造成光污染。如夜问开车时,如果车内开灯,车内景物在插风玻璃上成像干扰驾驶员的视线;玻璃幕墙会造成光污染。
5.光的反射
(1)我们能看到不发光的物体是因为这些物体反射的光射入了我们的眼睛。
(2)光的反射定律:入射光线、反射光线和法线在同一平面内;反射光线与入射光线分居在法线两侧;反射角等于入射角;
(3)反射光路是可逆的。
(4)两种反射:当平行光射到平整、光滑的物体表面时,反射光仍是平行的,这种反射叫镜面反射(如图甲所示),此时如果人的眼睛在反射光的方向上,镜面看上去是亮的,如果人的眼睛不在反射光的方向上,镜面看上去是黑的;当平行光射到凹凸不平的物体表面时,反射光会杂乱无章地射向不同的方向,这种反射叫漫反射(如图乙所示),借助漫反射我们才能从各个方向都看见本身不发光的物体。漫反射和镜面反射都遵循光的反射定律。
[本章重点实验]
1.探究平面镜成像特点(如右图所示)
①平板玻璃代替平面镜的目的是便于确定像的位置;
②刻度尺的作用是测量像与物到镜面的距离;
③取两段等长的蜡烛是为了比较像与物的大小关系;这是用了等效替代的物理研究方法。
④实验中为了找到蜡烛A像的位置所进行的操作是在玻璃板后面移动未点燃的蜡烛B,直到它与蜡烛A的像重合,蜡烛B的位置即为蜡烛A的像的位置;
⑤移去未点燃的蜡烛B,并在其所在的位置放一光屏,则光屏上不能接收到蜡烛A的像,这说明了平面镜成的是虚像;
⑥经三次实验,记录的像A’、B’、C'与物A、B、C对应的位置如图乙所示.为了得出实验结论,接下来的操作是连接对应的像点和物点,观察连线是否与镜面垂直,并测出像点和物点到镜面距离。由此可得结论:像和物关于镜面对称。
⑦若在玻璃板的同一侧,看到了同一根蜡烛的两个像,产生这种现象的原因是玻璃板太厚,玻璃板的前后两个表面各反射成一个像;
⑧若在实验中无论怎样调节蜡烛B,都不能与蜡烛A的像重合,其可能原因是玻璃板没有与水平卓而垂直放置。
2. 探究光的反射规律(实验装置如右图)
①可折转光屏在实验中的作用是:显示光的传播路径;
探究反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内。
②实验时,光屏应与镜面垂直,否则在光屏上看不到反射光线;
③将ON右侧纸板向后折,就看不到反射光线,这说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内
④此实验探究过程中最为困难也最为关键的是观察与记录反射光线与入射光线的位置
⑤实验需改变入射角的大小多次实验,其目的是排除偶然性找到普遍规律。实验可得反射角与入射角的大小关系是:反射角等于入射角。
⑥探究光路是否可逆的方法:让光线沿着BO方向射向镜面,观察反射光线是否沿OA方向射出,若是,则说明反射光路可逆,若不是,则说明反射光路不是可逆的。
3.综合实践活动:探究树荫下的光斑
(1)光斑的形成原因是光的直线传播
(2)大孔所成的光斑 的形状与孔的形状有关;小孔所成的光斑是太阳的像,是圆形的,与小孔的形状无关。
第四章 光的折射 透镜
1. 光的折射
(1)光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象叫做光的折射:
(2)光的折射规律:
①折射光线与入射光线、法线在同一平面上;②折射光线和入射光线分居法线两侧;
③当光从空气斜射入水(或玻璃)中时,折射光线偏向法线方向,即折射角小于入射角:当光从水(或玻璃)斜射入空气中时,折射光线偏离法线方向,即折射角大于入射角。且入射角增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小);当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变,此时折射角等于入射角等于零。④折射光路也是可逆的。
(3)光的折射现象:光的色散、海市蜃楼、幻日、岸上看水中的物体变浅(由于光从水中斜射入空气中发生折射,折射角大于入射角所致)、水中看岸上的物体变高(由于光从空气斜射入水中发生折射,折射角小于入射角所致)、斜插入水中的筷子看起来向上弯折。
2.透镜
(1)中间厚边缘薛的透镜叫凸透镜,它对光线有会聚作用,所以也叫会聚透镜。
(2)中间蒋边缘厚的透镜叫凹透镜,它对光线有发散作用,所以也叫发散透镜。
(3)辨别凸透镜和凹透镜有三种简易的方法:
①摸一摸:用手摸透镜的中间和边缘,中间厚边缘薄的是凸透镜,中间薄边缘厚的是凹透镜(此方法会将透镜磨损,不建议用)
②照一照:放在阳光下,将太阳光会聚的是凸透镜,将太阳光发散的是凹透镜
③看一看:靠近课本,透过透镜看课本上的字,成正立放大像的是凸透镜,成正立缩小像的是凹透镜
(4)特殊光线:
①凸透镜三条特殊光线:
经过光心的光线传播方向不变(如图A所示)
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线经过焦点(如图B所示);
经过焦点的光线经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴(如图C所示)
②凹透镜三条特殊光线:
经过光心的光线传播方向不变(如图D所示)
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线经过焦点(如图E所示);延长线经过焦点的光线经凹透镜折射后,折射光线平行于主光轴(如图F所示)
3.凸透镜成像的规律
①物体通过凸透镜成实像和虚像分界点是一倍焦距处(焦点处),成放大像和缩小像的分界点是二倍焦距处。
②成实像时:物距增大,像距减小,像变小;物距减小,像距增大,像变大(即若保持凸透镜位置不变,物体远离透镜,像靠近透镜,像变小;物体靠近透镜,像远离透镜,像变大)
③成实像时,若u=a, v=b,则当u=b时,v=a (即物距和像距可以互换)
④像的大小还与焦距有关:成实像时,在物距一定时,焦距越大像越大,焦距越小像越小。
3. 照相机与眼球视力的矫正
(1)照相机的镜头相当于凸透镜,胶片相当于光屏,来自物体的光通过镜头在胶片成倒立、缩小的实像。当被拍物体与镜头的距离改变时,通过调节暗箱的长度(改变像距)使物体仍能在胶片上成清晰的像(当镜头与物体距离减小时,应将镜头向前伸,增大暗箱的长度,所成的像变大:当镜头与物体距离增大时,应将镜头向后缩,减小暗箱的长度,所成的像变小)。
(2)人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体相当于照相机的镜头,视网膜相当于照相机内的胶片。来自物体的光通过晶状体在视网膜上成倒立、缩小的实像。当被观察的物体与人眼的距离改变时,人眼可以通过调节肌肉的松紧来改变晶状体的弯曲度,即改变晶状体的焦距(看远处物体时,焦距较长,看近处物体时,焦距较短),.使物体仍能在视网膜上成清晰的像。
(3)近视眼能看清近处的物体,不能看清远处的物体,需要配戴凹透镜做的眼镜;远视眼能看清远处的物体,不能看清近处的物体,需要配戴凸透镜做的眼镜。如图所示的四幅图,能够说明近视眼的成像原理的是乙图,能够说明远视眼的成像原理的是甲图;表示矫正近视眼的是丁图,表示矫正远视眼的是丙图。
5.望远镜和显微镜
自制水滴显微镜时,应让箭头、小水滴、放大镜在同一竖直直线上,箭头应放在小水滴的一倍焦距之外两倍焦距之内。
[本章重点实验]
1.探究凸透镜成像的规律:
①将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心在凸透镜的主光轴上,目的是使像成的光屏中央。
②如果将蜡烛、凸透镜固定后,发现无论怎样移动光屏都不能得到像,其原因有:①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度②蜡烛在透镜的一倍焦距之内③蜡烛在透镜的焦点处
③当物体在凸透镜-倍焦距之内时,光屏上不能得到像,此时应从光屏一侧透过凸透镜观察烛焰,可看到一个正立、放大的虚像。
④实验中蜡烛在透镜的焦点处,移动光屏看到的是大小不变的光斑;蜡烛在透镜的一倍焦距之内,光屏离透镜越远看到的光斑越大、
⑥实验过程中,蜡烛在燃烧中不断缩短,导致光屏上的像向上移,为了使像重新成到光屏的中央,可用的方法有:①将光屏向上移,②将蜡烛向上移,③将凸透镜向下移。
⑥若实验中透镜被不透明物体遮住一部分,仍能才完整的像,但像变暗
2. 测凸透镜焦距的方法
①平行光会聚法测量凸透镜焦距:将一束平行光正对凸透镜照射,在凸透镜的另一侧放一-光屏,来回移动光屏,直到找到最小最亮的光斑,这就是焦点,用刻度尺测出光斑到凸透镜光心的距离即为焦距f。
②一倍焦距法测量凸透镜焦距:将蜡烛、凸透镜、光屏放在光屏上,调整高度后,移动蜡烛和光屏,直到光屏上形成大小不变的光斑,用刻度尺测出蜡烛到凸透镜的距离即等于焦距。
③二倍焦距法测量凸透镜焦距:将蜡烛、凸透镜、光屏放在光屏上,调整高度后,移动蜡烛和光屏,直到光屏上形成清晰的倒立、等大的实像,用刻度尺测出蜡烛(或光屏)到凸透镜的距离,则焦距为该距离的一半。
④十倍焦距法测量凸透镜焦距:将物体放在距离透镜足够远(大于10倍焦距)处,移动光屏找到清晰像的位置,用刻度尺测出光屏到透镜的距离(像距),则焦距近似等于这个距离(像距)。
第五章 物体的运动
1. 长度和时间的测量
(1)长度的单位:在国际单位制中,长度的单位是米,用符号:m表示。常用的长度单位还有千米(Km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(um)、纳米(nm), 这些单位的关系是:1Km=103m、1dm=10-lm、1cm=10-2m、 1mm=10-3m、1u m=10-6m、1nm=10-9m.
(2)测量长度的工具是刻度尺
刻度尺的正确使用方法:①使用前要注意观察它的量程、分度值和零刻线;②用刻度尺测量长度时,要使刻度尺有刻度的一边紧靠被测物体,放正尺的位置,刻度尺的零刻线与被测长度的一端对齐;③读数时视线与尺面垂直,读数时,要估读到分度值的下一位:④记录测量结果时要写出数字和单位。
(3)特殊测量方法:
①测多算少法:如测量细铜丝的直径,测量一张纸的厚度;
②平移法:如测硬币直径、测乒乓球直径;
③替代法:有些物体长度不方便用刻度尺直接测量的,就可用其他物体代替测量。如用短刻度尺测量教学楼的高度、测量学校到你家的距离、测地图上一曲线的长度;
④估测法:把被测物体与熟习的物体进行比较估计物体大约长度的方法。
(4)在国际单位制中时间的单位:秒(s)。日常生活中常用的单位还有:分(min),小时(h)实验室常用测量时间的工具是秒表。
(5)误差: 测量值与真实值之间的差异,叫误差。误差是不可避免的,它只能尽量减少,而不能消除,常用减少误差的方法是多次测量求平均值。(在处理多次测量的数据时,应先去掉错误数据,再求平均值,且平均值的有效数字个数与测量值相同)
2.速度
(1)日常生活中比较物体运动快慢的方法有:
①相同时间比路程②相同路程比时间
(2)速度是物理学中用来描述物体运动快慢的物理量,大小等于物体在单位时间内通过的路程。速度公式是v=s/t,"在国际单位制中,速度的单位是m/s,交通运输中常用单位是km/h,这两个单位的换算关系是1m/s=3.6km/h.
(3)匀速直线运动:速度不变的直线的运动叫做匀速直线运动。做匀速直线运动的物体,在相等时间内通过的路程是相等的。(如图甲为匀速直线运动速度-时间图象;如图乙为匀速直线运动路程-时间图象)
(4)变速直线运动:物体运动速度变化的直线运动叫做变速直线运动。做变速直线运动的物体,在相等时间内通过的路程是不相等的。我们常用平均速度来粗略表示做变速运动的物体运动快慢。
3.运动的相对性
(1)机械运动:物理学中,把一个物体相对于另一个物体的位置改变的过程叫做机械运动。
(2)参照物:在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体叫参照物。参照物的选取是任意的。
(3)运动的相对性:对于同一个物体,由于选取的参照物不同,我们可以说它是运动的,也可以说它是静止的,机械运动的这种性质叫做运动的相对性。
[本章重点实验]
1.比较纸锥下落的快慢及测量纸锥下落的速度:
取两张等大的圆形纸,分别剪去两个大小不等的扇形(图甲所示),再将它们做成图乙所示的两个锥角不等的纸锥.
(1)为了比较纸锥下落的快慢,可将纸锥按如图乙A所示的位置释放.比较纸锥下落的快慢时,可通过比较下落至地面的时间来比较纸锥下落的快慢;还可以比较同一时刻纸锥卞落的高度来比较纸锥下落的快慢。
(2)如果要测量两个纸锥的下落速度,需要的测量工具有刻度尺和秒表、
(3)在测量过程中,发现下落的时间较难测出,于是我们可换用锥角较大的纸锥或增大纸锥下落的高度进行实验.
2.在“研究充水玻璃管中气泡运动规律”的活动中,如图甲所示,小宇等同学的实验方案如下:
A.在内径为1 cm、长为50 cm的玻璃管AB中注水近满,管内留一个小气泡.
B.在玻璃管的最下端(B)用橡皮筋做上标志作为零位置,然后从零位置向上,每隔10 cm用橡皮筋做上一个标志.
C.先将玻璃管翻转,使气泡停在B端,然后迅速将玻璃管翻转并竖直放置,观察气泡的运动情况.气泡在零位置时,揿下秒表,依次读出气泡通过10cm、20 cm、30 cm、40 cm位置的时刻.
(1)请你对该实验方案进行分析、评估,说明该方案存在什么缺陷?在玻璃管的最下端(B)用橡皮筋做上标志作为零位置,此时气泡运动不够稳定,应以气泡运动稳定后的某一点作为起点。
(2)小宇同学修正缺陷之后,重新进行实验,测得的数据如下表所示.
①用描点法画出路程和时间的关系图像如图乙,可归纳出油中气泡的运动规律为:路程与时间成正比即气泡作匀速直线运动。
第六章 物质的物理属性
1. 物体的质量
(1)质量:物体所含物质的多少叫质量,用符号m表示。质量的国际主单位是千克(kg)。其他有:吨(t)克(g)毫克(mg)等,大小关系是: 1t=103Kg, 1Kg=103g, 1g=103mg。
(2)质量是物体本身的性质,物体的质量不随物体的形状、状态、位置和温度改变而改变。
(3) 实验室常用天平测质量,其它测量工具还有台秤、案秤、杆秤等
(4)天平的正确使用:
①把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻线处;
②调节平衡螺母(调节方法是:指针偏左,平衡螺母向右调;指针偏右,平衡螺母向左调),使指针指在分度盘的中央刻线处,这时天平平衡;
③把物体放在天平左盘里,用镊子向右盘加减砝码(按从大到小的顺序试加)并调节游码在标尺上的位置直到横梁恢复平衡; (在此过程中不可以调平衡螺母)
④天平重新平衡后,左盘中物体的质量等于右盘中砝码总质量加上游码在侧所对的刻度值。
⑤使用天平应注意:所测物体质量不能超过最大称量值:加减砝码要用镊子,且注意轻拿轻放;不要把潮湿的物体和化学药品直接放在托盘上。
(4) 测量一枚回形针的质量: 测量n枚大头针的总质量M,然后再计算枚头针的质量m=/n。
2. 物体的密度
(1)密度:某种物质的物体,其质量与体积的比值叫做这种物质的密度,其大小等于单位体积的物质质量。计算密度公式是ρ=m/V;在国际单位制中,密度单位是kg/m3,常用单位还有:g/cm3,1g/cm3=103 kg/m3.
(2)密度是物质的一种特性,不同种类的物质密度一般不同。同种物质的密度与质量、体积无关;(由于物体的热胀冷缩,物质的密度与温度有关;气体的密度还与气压有关)。
(3)水的密度约为1.0X103 kg/m3,其物理意义是1m3的水质量为1.0X103kg。
(4)密度知识的应用:①鉴别物质:用天平测出质量m和用量筒测出体积V就可据公式ρ=m/v求出物质密度。再根据密度表确定可能是何种物质。②求质量: m=ρv。 ③求体积: v=m/ρ
3. 物质的物理属性包括:状态、硬度、密度、比热容、透光性、导热性、导电性、磁性、弹性、延展性等
[本题重点实验]
1.探究质量与体积的关系:
(1)根据实验数据可画出不同物质的质量随体积变化为过原点直线(如图所示)
(2)分析实验数据可得到的结论:同种物质组成的物体,其质量与体积成正比(质
量与体积的比值为定值);不同物质组成的物体,其质量与体积的比值不同。
(3)物理学中将质量与体积的比值定义密度。
(4)本实验测量多组数据的目的是寻找普遍规律。
2.用天平和量筒测密度
(1)量筒的使用方法:测量前要认请量程和分度值;读数时视线应与量筒中液面相平(俯视读数偏大,仰视读数偏小);用量筒测不规则的小固体体积时:先在量筒中放入适量的水(“适量”铂含义是水要能将固体漫没,且固体浸没后总体积不超过量程),记下体积V1,再将固体浸没在水中,记下总体积V2,则固体体积为V2-V1。
(2)测固体的密度:
实验原理: ρ=m/v
实验步骤:①用天平测出固体的质量m;②在量简放入适量的水,记下体积V1 (“适量”的含义是量简中的水能将放入量筒的固体浸没且固体放入量筒后水面上升没有超过量简的量程);③将固体浸没到量简中水中,记下总体积V2。④计算密度表达式ρ=m/(V2-V1)
实验中若先测固体体积再测固体质量,则测量结果偏大。
(3)用天平和量筒测液体的密度
实验原理: ρ=m/v
最佳实验步骤:①在烧杯中装待测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量m1;②将烧杯中的液体倒一部分到量筒中,记下量筒中液体的体积V;③用天平测出烧杯和剩下液体的总质量m2;④计算液体密度表达式ρ=(m1-m2)/V
若采用如下实验步骤:①用天平测出空烧杯的质量m1②在烧杯中倒入适量的被测液体,测出总质量m2③将烧杯中的液体倒入量筒中,读出液体的体积V.④算出液体的密度 ρ液= (m2-m1)/V则由于烧杯中的液体不能全部倒入量筒,使所测体积偏小,测得的密度偏大。
若采用如下实验步骤::①用天平测出空烧杯的质量m1②将适量的液体例入量筒中,读出液体的体积V③将量筒中液体倒入烧杯,测出总质量m2④算出液体的密度ρ液= (m2-m1)/v则由于量筒中液体不能全部倒入烧杯,使所测质量偏小,测得的密度偏小.
3.综合实践活动--制作--个医用冷藏盒:医用冷藏盒要求能够较长时间保持低温、干燥,而且还要有较好的防震性能和抗挤压性能,因此制作冷藏盒的外壳应选用硬度大,导热性能差的材料、冷藏盒的冷却填充材料应选用凝固点低的低温物质、冷藏盒内紧挨外壳的内衬,应选用较软的、导热性能差的材料。
第七章 从粒子到宇宙
1.分子动理论
(1)物质由分子组成的,分子间有空隙。(分子很小,其直径要以10-10m为单位来量度,肉眼和普通的光学显微镜下看不到分子,在放大率为1500万的电子显微镜下才可看到分子;水和酒精混合后总体积变小,说明分子间有空隙)
(2)一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动。(扩散现象说明了分子在不停地运动,气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象,故气体、液体、固体分子都在运动;温度越高,分子无规则运动越激烈)
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。(固体、液体难被压缩,因为分子间存在斥力,固体难被拉伸,因为分子间存在的引力,把两个铅块紧压在一起,结合成一个整体,需要用足够大的力才能把它们拉开,说明分子之间存在引力)
2.静电现象
(1)带电体的基本性质是:能吸引轻小物体
(2)用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。其实质:电子转移 (得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电)。
(3)自然界只有两种电荷:正电荷和负电荷。(与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷为正电荷,与毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷为负电荷)
(4)电荷间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
(5)自然界和生活中的静电现象:闪电、脱毛衣是的“噼啪”声及产生的闪光、塑料梳子梳干燥的头发时,越梳越蓬松(因为梳子与头发摩擦起电,头发因带上同种电荷相互排斥),头发随梳子飘动(是因为梳子与头发摩擦起电,梳子与头发因带异种电荷相互吸引)、化纤衣服吸附灰尘,是因为化纤衣服因摩擦带上了电,具有了吸引轻小物体的性质。
3.原子核式结构模型
(1)1897年汤姆生发现电子,电子的发现说明原子是可分的.
(2)卢瑟福建立了原子核式结构模型:原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。(3)进一步研究发现:原子核是由质子和中子构成的,其中质子带正电,中子不带电;质子和中子都是由被称为夸克的更小微粒构成的。
4.宇宙探秘
(1)宇宙是一个有层次的天体结构系统:银河系是由群星和弥漫物质集会而成的一个庞大天体系统,它只是浩瀚宇宙中普通的一员,太阳只是银河系数以千亿计的恒星中的一颗,地球是太阳系中的一颗行星,月球是地球的卫星。
(2)Ly(光年)是指先在真空中前进一年所经过的距离。
(3)大多数科学家都认定:宇宙诞生于距今137亿年的一次大爆炸,这种爆炸是整体的,涉及宇宙全部物质及时间、空间,爆炸导致宇宙空间处处膨胀,温度则相应下降。
(4)谱线红移现象说明:星系远离我们而去,即宇宙在膨胀。
第八章 力
1.力的概念
(1)物理学中,把物体对物体的作用称为力(有力存在必然有两个物体,一个是施力物体,一个是受力物体,没有物体或只有一个物体不会产生力)。
(2)物体间力的作用是相互的(一个物体是施力物体的同时它一定是受力物体):相互作用的两个力同时产生同时消失:相互作用的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在不同的物体上。
(3)力的作用效果:①可以改变物体的形状,②可以改变物体的运动状态
(4)力的三要素:力的大小、方向、作用点都能影响力的作用效果,称为力的三要素。(5)力的单位是牛顿(N)
(6)实验室测量力的工具是:弹簧测力计。其原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比。弹簧测力计的用法:①要检查指针是否指在零刻度,如果不是,则要调零;②认清量程和分度值;③轻拉秤钩几次,看每次松手后,指针是否回到零刻度,④测量时弹簧测力计内弹簧的轴线与所测力方向一致;⑤观察读数时,视线必须与刻度盘垂直。⑥所测力的大小不能超过弹簧测力计的量程。
(7)力的示意图就是用一根带箭头的线段来表示力。具体的画法是:①用线段的起点表示力的作用点;②)沿力的方向画一条带箭头的线段,箭头的方向表示力的方向;③若在同一个图中有几个力,则力越大,线段应越长。有时也可以在力的示意图标出力的大小。
2.弹力:由于物体发生弹性形变而产生的力叫弹力。压力、支持力、拉力等都属于弹力(物体放在桌面上,物体对桌面的压力是由于物体发生弹性形变而产生的,而桌面对物体的支持力是由于桌面发生弹性形变而产生的)。弹力的大小和弹性形变量有关。
3.重力
(1)地面附近物体由于地球吸引而受到的力叫重力。重力施力物体是地球
(2)重力的计算公式: G=mg,(g=9.8 N/kg,在粗略计算时也可取g=10 N/kg)
(3)重力的方向总是竖直向下的,利用重力的这一特点可制成重垂线来检查墙壁,门框等是否竖直,也可制成水平仪来检查窗台、桌面等是否水平。
(4)重力在物体上的作用点叫重心。形状规则、质地均匀的物体的重心在物体的几何中心。
4.摩擦力
(1)两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。
(2)摩擦力的方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反
(3)摩擦力分为滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力。
(4)摩擦力大小:滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关(压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大),与接触面的大小、物体运动速度等无关;在相同的条件下,滚动摩擦力远小于滑动摩擦力;静摩擦力的大小等于与它平衡的那个力的大小(如沿水平方向推物体没有推动时,物体所受静摩擦力大小等于水平推力:将物体压在竖直墙壁上保持静止时,物体所受静摩擦力大于等于物体重力,方向竖直向上)
(5)增大有益摩擦的方法:增大压力和增大接触面粗糙程度;减小有害摩擦的方法:减小压力、减小接触面粗糙程度、用滚动代替滑动、加润滑油;让物体之间脱离接触(如磁悬浮列车)。
[本章重点实验]
1.探究“重力的大小跟什么因素有关”
①探究重力与质量的关系
实验器材:若干个质量相同的钩码、弹簧测力计
实验记录数据的表格:
实验结论是物体所受重力的大小与它的质量成正比。得到结论的依据是作出G--m图像,是一条过原点的直线(或求出重力与质量的比值,是一定值)
②探究重力与物体形状的关系
实验器材:橡皮泥、弹簧测力计
实验步骤:将橡皮泥挂在弹簧测力计下测出重力G1;任意改变橡皮泥的形状再测两次重力G2、G3;比较GI、G2、G3的大小得出结论.
实验结论是物体所受重力的大小与它的形状无关依据是C1=G2=G3
2.探究影响滑动摩擦力大小的因素
①实验测量摩擦力的方法:用弹管测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,此时摩擦力大小等于弹簧测力的拉力,依据的是二力平衡原理。
②实验研究方法:控制变量法
③如右图所示实验中,比较甲、乙两图可知摩擦力大小与压力的关系:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;比较甲、丙两图可知摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
④若要探究滑动摩擦大小与接触面积的大小、物体运动速度的关系,需控制压力和接触面租糙程度相同。
⑤实验在的困难是:控制木块做勾速直线运动较困难、弹簧测力计示数不稳定,读数误差大。改进方法如图丁,优点是:木板不一定匀速拉动,操作简单、弹簧测力计处于静止状态,读数误差小。
第九章 力与运动
1. 二力平衡
(1)平衡状态和平衡力:平衡状态是指静止或匀速直线运动状态。使物体处于平衡状态的的几个力叫平衡力。当物体在两个力的作用下处于平衡状态时,我们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡
(2)二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上,则这两个力平衡。
(3)平衡力与相互作用力的区别:平衡力作用在同一物体上,相互作用力作用在不同的两个物体上。
2.牛顿第一定律
(1)牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到外力作用时候,总保持静止状态或匀速直线运状态。
(2)牛顿第一定律不能用实验来直接证明,但大量事实可以推证牛顿第一定律是正确的
(3)物体不受力作用时是保持静止还是匀速直线运动状态,要看物体在不受力的瞬间的状态:若在不受力的瞬间物体是运动的,则不受力时做匀速直线运动;若不受力的瞬间物体速度为0的,则物体不受力时保持静止。
(4)惯性:物体具有保持运动状态不变的性质叫惯性。一切物体都具有惯性。惯性是物体的一种属性,只能说物体具有惯性,不能说物体受到惯性或受到惯性力。牛顿第一定律揭示了物体具有惯性,因此牛顿第定律也叫做惯性定律。
2. 力和运动
(1)力不是维持物体运动的原因而是改变物体远动状态的原因。
(2)物体不受力时,保持静止状态或与匀速直线状态,即物体的运动状态不变:
物体受平衡力时,保持静止状态或匀速直线状态,即物体的运动状态不变:
物体受在非平衡力作用时,可能加速、减速或做曲线运动,即物体的运动状态发生变化。(3)物体的运动保持不变,物体可能受平衡力可能不受力:物体的运动状态发生变化,物体一定受到力的作用。
[本章重点实验]
1.探究二力平衡的条件(实验装置如图)
①将卡片.上的两根线跨放在支架的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码,当两端钩码的质量相等时,小卡片平衡,这说明相互平衡的两个力大小相等。
②为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片转过一个角度,释放时观察其是否保持平衡。
③为观察不在同一物体上的两个力是否平衡,可用前刀将卡片从中问剪开,观察其是否保持平衡。
④该实验在选择:卡片时,选用较轻卡片的目的是卡片重力可以忽略,本实验采用的实验方法是:控制变量法、反证法。
2.探究阻力对物体运动的影响
①为了使小车到达水平面时的速度相同,应让小车从斜面的同一高度自由下滑。
②在水平面上辅上粗糙程度不同的材料,目的是改变小车在水平西上运动时所受阻力
③实验现象:平面越光滑,小车运动的距离越长,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。由此推理,如果运动物体不受力,它将做匀速直线运动。
④本实验采用的实验方法是:控制变量法、实验推理法
第十章 压强和浮力
1.压强
(1)压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力。压力的方向:垂直指向被压物体
(2)压强:表示压力作用效果的物理量。物理学中,把物体所受压力与受力面积之比叫压强,其大小等于物体单位面积上受到的压力。压强公式:P=F/S ,压强的单位是:帕斯卡(pa), 1Pa=1N/m2.-杯水放在桌面上,它对桌面的压强约1000Pa,其物理意义表示是1m2面积上受到的压力为1000N。
(3)增大压强方法:①受力面积不变,增大压力;②压力不变,减小受力面积❸同时把压力增大,受力面积_减小;
(4)减小压强方法:①受力面积不变,减小压力;②)压力不变,增大受力面积③同时把压力减小,受力面积增大;
2.液体压强
(1)液体压强特点:液体内部某一点,来自各个方向的压强大小相等;在同一深度,各点的压强大小相等;深度增大,液体压强也随之增大;液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,密度越大,压强越大。
3.气体压强
(1)地球表面自然界中大气产生的压强叫大气压强(密闭容器中气体的压强不能称为大气压)。(2)首先证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验,其它还有易拉罐烧水实验,覆杯实验,瓶吞鸡蛋实验等都证明了大气压强的存在。生活中吸管吸水,吸盘,拔火罐等都是利用大气压。
(3)首先测出大气压大小的科学家是托里拆利。测定大气压的仪器是:气压计
(4)大气压的值: 1标准大气压=760毫米汞柱=1.013X105帕=10.34米水柱。大气压强随海拔高度的增大而减小。在同一地点,大气压还与空气的温度和湿度有关,一般冬天比夏天气压大,晴天比雨天气压大。
(5)沸点与气压关系:气压减小时沸点降低,气压增大时沸点升高。(高压锅就是利用气压增大,沸点升高的原理工作的,注意高压锅增大的锅内液面上方的气压不是大气压)
(6)流体压强与流速关系:流速越大,流体的压强越小;流速越小,流体的压强越大。应用:飞机的机翼
4.浮力
(1)浸在液体或气体里的物体受到的液体或气体向上的托力称为浮力。浮力方向总是竖直向上的。
(2)称量法测浮力:将物体挂在弹簧测力计下测出重力G,再将物体浸入液体中读出弹簧测力计对物体向上的拉力F,则F浮=G一F.
(3)阿基米德原理:浸在液体里的物体所受浮力大小等于被物体排开的液体所受到的重力,即F浮=G排。进一步推导可得: F浮=ρ液gV排
5.物体的浮与沉:
(1)判断物体沉浮
方法一(比较物体浸没时浮力与物体重力大小): F浮>G时,物体上浮,静止时漂浮, F浮=G;②F浮
(2)物体的浮沉状态:
(3)浮力利用
①轮船:漂浮在水面上航行F浮=G总,轮船航行的过程中,重力不变,浮力不变(当从河里航行到海里时,轮船会上浮一些,从海航行到河里时,轮般会下沉一些)。
②潜水艇:通过改变自身的重力来实现沉浮。
③密度计:利用物体漂浮时F浮=G物,所以同一支密度计放在不同液体中受力的浮力相同,露出液面的体积越大,所测液体密度越大。
[本章重点实验]
1.探究影响压力作用效果的因素
①研究究方法:控制变量法、转化法(根据海绵或沙子凹陷的程度来判断压力作用效果的大小)
②观察比较图甲、乙可知,受力面积一定时, 压力越大压力作用效果越明显;观察比较图乙、丙可知,压力相同时,受力面积越小压力作用效果越明显。
③实验结论:压力的作用效果与压力大小、接触面积的大小有关
2.探究“液体内部压强规律”(图(a)、(b)、(d)中金属盒在液体中的深度相同,实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h4>h1=h2>h3)。
①实验通过观察压强计U型管两侧液面的高度差来判断探头处液体的压强大小,这种研究方法叫转化法,除此之外本实验还用到控制变量法。
②比较(a)图和(b)图,可以得到:在同一液体的同一深度,液体向各个方向的压强相等。③比较(a)图和(c)图,可以得到:同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大。
④比较(a)图和(d)图,可以得到:不同液体的压强还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大压强越大。
3.用针筒和测力计估测大气压的值:
(1)实验步骤
①把注射器的活塞推至注射器简的底端,目的:排尽筒内中空气。然后,用蜡或橡皮帽封住注射器的小孔。
②用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平慢慢地拉动注射器筒(水平拉动是为了排除活塞重力的影响)。当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数(即大气对活塞的压力)F(此时大气对活塞的压力与弹簧测力计对活塞的拉力是一对平衡力)。
③用刻度尺测出注射器刻度部分长度L,用这个长度去除它的容积V,得活塞的横截面积S=V/L,④由p=F/s计算此时大气压的数值。
(2)实验器材的选择要求:所选注射器横截面积不能太大,若横截面积不能太大,大气对活塞的压力超过弹簧测力计的量程,实验无法进行
(3)对测量有影响的因素有:①注射器漏气不能完全密封,会使测量值偏小;②活塞与筒壁间存在摩擦,会使测量值偏大
4.探究影响浮力大小的因素:
①由A、B、C三图可知:在液体密度一定时,排开液体的体积越大浮力越大。
②由C、D两图可知:物块浸没后,所受的浮力大小与物体浸没的深度无关
③由C、E两图可知:在排开液体体积相等时,液体的密度越大,浮力越大。
④总结:浸在液体中的物体,所受浮力的大小与液体密度和其排开液体体积有关。在上述探究过程中用到了控制变量法
5.综合实践活动——制作简易密度计:配重的作用是使密度计竖直漂浮在液体中。密度计漂浮在不同的液体中所受浮力相等,因此它浸在水中的深度H、水的密度ρ水、浸在某液体中的深度h、液体密度ρ液之间的关系式是ρ液h=ρ水H。密度计标上刻度后,其刻度线分布不均匀、且上面的刻度值较小下面的刻度值较大。为使两条刻度线之间的距离大一些可增大配重或选用横截面积较小的吸管。
第十一章 简单机械和功
1. 杠杆
(1)定义:在力的作用下能绕固点转动的硬棒就叫杠杆。
(2)杠杆五要素:
支点(o):杠杆绕增转动的点;小②动力(F1):使杠杆转动的力;
阻力(F2):阻碍杠杆转动的力;④动力臂(L1):从支点到动力作用线的距离;
⑤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)杠杆可分为三类:
①省力杠杆: L1大于L2,平衡时F1小于F2。特点省力,但费距离(如剪铁剪刀, 铡刀,起子)
②费力杠杆: L1小于L2,平衡时F1大于F2。特点是省距离,但费力。(如钓鱼杠,理发剪刀等)
③等臂杠杆: L1等于L2,平衡时F1等于F2。特点是既不省力,也不费力。(如:天平、定滑轮)
2. 滑轮
(1)定滑轮:轴的位置固定不动的滑轮,定滑轮实质是等臂杠杆。特点:既不省力,也不省距离,能改变力的方向。
(2)动滑轮:轴的位置随被拉动的物体一起运动的滑轮,动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆。特点:能省力,但不能改变力的方向。
(3)滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合,它结合了定滑轮和动滑轮的特点,既能省力,也能改变力的方向。使用滑轮组时,若不计绳重和摩擦,滑轮组用n段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物体和动滑轮总重的1/n,绳子自由端移动的距离是物体上升高度的n倍。
3.功(W)
(1)定义:物理学中把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功,简称功。
(2)功的计算:功等于力和物体在力的方向上通过距离的乘积。功的公式: W=Fs,单位焦(J)
(3) 做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
(4)斜面也是一种简单机械,生活中的斜坡、楼梯、盘中公路、螺旋套的螺纹等都是斜面。使用斜面能够省力,但不能省功。
(5研究表明,使用简单机械可以省力但要距离,或者可以省距离但要费力,即使用任何机械都不能省功。
4.功率(P):
(1)功率是表示做功快慢的物理量,功和做功所用时间的比值叫功率,其大小等于单位时间内所做的物体没有在力的方向上通过距离,所以力没有做功。
(2)功率计算公式: p=W/t; 国际单位制中功率的单位是瓦特(w), (1W表示1s做功1J)其它还有Kw、MW等。
(3)功率与速度的关系式是P=Fy。
5.机械效率(η)
(1)有用功跟总功的比值叫机械效率。计算公式是: η=W有/W总*100%
(2)对于实际机械,由于额外功的存在,总有W有用小于W总,因此机械效率总是小于1
(3)用滑轮组提升重物时,滑轮组机械效率与所提物体的重力、动滑轮重力、绳重和摩擦有关,与重物被提升的高度、承担物重的绳子的段数无关。(用同一滑轮组提升不同的重物,所提物体越重,机械效率越大;用不同的滑轮组提升同一-重物,动滑轮越重,机械效率越小)
[本章重点实验]
1.探究杠杆平衡条件:
①实验前应调节平街螺母使杠杆在水平位置平衡(杠杆左边高向左调;右边高向右调)
②实验时在杠杆两边挂上钩码,通过调整钩码的数量或钩码到支点的距离使杠杆重新在水平位置平衡(实验中让杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂,此过程中不能调节平衡螺母)如果采用在杠杆一端挂钩码、在另一端用弹簧测力计竖直向下拉的方法做实验,由于弹簧测力计的示数可以连续变化,因此更容易得到所需要的力。
③实验应测量多组数据,目的是排除偶然性,寻找普遍规律
④根据实验数据可得到杠杆平衡的条件:动力x动力臂=阻力x阻力臂,(F1L1=F2L2)这个平衡条件最先是阿基米德研究总结出来的,杠杆平衡的条件又称杠杆原理。
⑤如图所示,如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数将变大,原因是动力臂减小.
2.估测上楼时的功率:
①原理: P=W/t
②需要测量的物理量有:人的质量为m、上楼的高度为h、上楼的时间为t;需要的测量工具有:磅秤、刻度尺、秒表;计算功率的的表达式: mgh/t
③若想比一比谁的功率大,可采用的方案有:①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出功率进行比较、②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬上楼的高度,算出功进行比较、③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼用的时间,算出体重与时间的比值进行比较。
3.测量滑轮组机械效率、探究影响滑轮组机械效率的因素:
①原理: η=W有/W总*100%。
②需要测量的物理量有物体的重力G、绳端的拉力F (测绳端拉力F时,应尽量沿竖直匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数)、物体上升的高度h、绳子自由端移动的距离S。需要的测量工具有:弹簧测力计、刻度尺;计算机械效率的的表达式: n=Gh/FS
③探究影响滑轮组机械效率的因素是要采用控制变量法:实验结论有:同一滑轮组,所提物体的重力越大,机械效率越大;用不同的滑轮组提起同一重物,动滑轮越重,机械效率越小;滑轮组机械效率与重物上升的高度无关;不计绳重和摩擦时,滑轮组机械效率与承担物重的绳子段数无关。
第十二章 机械能和内能
1. 机械能
()能量: -个物体能够对另一个物体做功,我们就说这个物体具有能量,物体能够做的功越多,所具有的能量越大。能量的单位是焦(J)。
(2)动能:
①物体由于运动而具有的能叫动能。
②动能大小与物体的质量和速度有关,物体的质量越大,速度越大,动能就越大。
(3)势能:
①重力势能:物体由于被举高而具有的能叫重力势能,重力势能大小与物体的质量和高度有关,物体的质量越大,高度越大,重力势能就越大;
②弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能,弹性势能大小与弹性形变大小有关,物体的弹性形变越大,弹性势能就越大。
(4)机械能:动能和势能的总和叫机械能。动能和势能之间可以互相转化的,在转化过程中如果不计摩擦阻力,则机械能的总量不变,如果存在摩擦阻力,那么物体克服阻力做功将一部分机械能转化为内能,使得机械能的总量减小。
(5)自然界中可供人类大量利用的机械能有风能、水能、潮汐能。
2.内能
(1)内能:物体内部所有分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和叫物体的内能。
一切物体都有内能。同一物体的温度越高,内能越大。
(2)改变物体的内能两种方法:做功和热传递,这两种方法对改变物体的内能是等效的,但本质不同:热传递是能量的转移,做功是能量的转化。
2. 热传递改变物体内能
(1)热传递的条件是存在温度差,热传递的实质是:能量的转移。
(2)热量:在热传递过程中,转移的能量叫热量(说“物体含有多少热量”或“具有多少热量”都是错误的)。物体吸热或放热公式是Q=Cm△t。
4.比热容(c)--物体的一种属性
①比热容是反映物质吸热能力强弱的物理量(物质的吸热本领越强,比容热越大)。在物理学中,把物体吸收(或放出)的热量和物体质量与升高(降低)温度的乘积的比值叫做比热容。比热容的单位是焦耳/(千克.摄氏度) (J/Kg. C)。
②比热容是物质的一种属性,它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要是同种物质,比热容就相同。水的比热容C=4.2X103J/Kg.C,它表示的物理意义是:每千克的水当温度升高(或降低) 1°C时,吸收(或放出)的热量是4.2X103J。
5.做功改变物体内能
(1) 外界对物体做功,将机械能转化为内能,物体的内能增大(如演示实验甲乙所示);
物体对外做功,将内能转化为机械能,物体的内能减少。(如演示实验丙所地)
(2)内燃机可分为汽油机和柴油机,它们一个工作循环由吸气、压统、做功、排气四个冲程组成(如上图丁所示)。一个工作循环中活塞往复2次,曲轴转2周,对外做功1次。在压缩冲程中,机械能转化为内能.在做功冲程中,内能转化为机械能.
6.热值(q):
(1)燃料燃烧时化学能转化为内能
(2)物理学中,把燃料完全燃统放出的热量与燃料的质量的比值叫热值(热值是燃料的种性质,与燃料的质量、燃料是否完全燃烧无关),单位是焦/千克(J/kg)。酒精的热值为3.0X107J/kg表示的物理意义是: 1kg的酒精完全燃烧放出的热量为3.0X107J.燃料完全燃烧放出热量计算Q=mq。
(3)炉子的效率:炉子烧水时,水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫炉子的效率。由于燃料不可能完全燃烧以及存在热损失,炉子的效率总是小于100%。
(4)热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标,在热机的各种损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。热机对环境的污染:废气污染和噪声污染。
[本章重点实验]
1.“探究物体的动能大小与哪些因素有关”
(1)实验通过观察木块被撞击后移动的距离的大小,来判断小球动能的大小,这种方法叫转化法;
(2)在设计实验时必须用控制变量法:如图所示,甲、乙两图中让质量不同的小球A和B(mA
(1)实验中通过观察比较木桩陷入沙子的深度来间接判断物体重力势能大小的。
(2)实验中采用质量不同的木块,可探究物体重力势能大小与物体质量的关系,操作时应该让木块从相同的高度自由下落;若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系,应将同一木块从不同的高度自由下落,观察木桩陷入沙子的深度。
(3)实验结论:,在高度相同时,物体质量越大,重力势能越大;在物体质量相同时,高度越高,重力势能越大。
(4)本实验采用了转化法和控制变量法
3.探究不同物质吸热升温现象: (如下图所示)
(1)实验应将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中,并测出沙子和水的初温.然后用相同的酒精灯加热并不断搅拌,每隔1min记录-次温度。实验记录如下表。
(2)实验中不断搅拌的目的是让沙子和水均匀受热:
(3)实验中加热时问反映了吸收热量多少;
(4) 分析数据可知:吸收相等热量,升温较快的是沙子:若使两者升高相同的温度,则水吸收的热量较多。通过大量类似实验,人们发现了物质的又-种物理属性,物理学将这种属性叫做比热容.
3. 比较酒精和碎纸片的热值
(1)实验需要控制相同的物理量有:烧杯中水的质量和初温、酒精和碎纸片的质量;
(2)实验中用水升高的温度表示燃烧放出热量的多少;
(3)若根据实验数据利用公式Q=cmAt算出水吸收的热量,结合燃料的质量算出燃料的热值是否可靠?不可靠,理由燃料不能完全燃料且存在热损失.
第十三章 电路初探
1. 电路
(1)什么叫电路:用导线将电源、用电器和开关连接起来的电流的路径叫电路。
①电源的作用是将其它形式的能转化为电能,为电路提供电能,如干电池把化学能转化为电能,发电机则由机械能转化为电能,太阳能电池把光能转化为电能。
②用电器的作用是把电能转化为其它形式的能,需消耗电能,如电灯把电能转化为内能和光能,电热器把电能转化为内能,电动机把电能转化为机械能。
[注意:储电池充电时电能转化为化学能,此时它是用电器;储电池放电时化学能转化为电能,此时它是电源
③导线的作用是连接电路,输送电能
④开关的作用是控制电路的通断,控制电能的输送,连接电路的过程中,应将开关断开。(2)电路有三种状态:通路、断路、短路
(3)电路中有持续电流的条件:①有电源供电②电路闭合,是通路。
(4)电路图:用符号表示电路连接的图叫电路图。
2.电路的两种连接方式:
(1)串联:把电路元件逐个顺次连接起来的电路,叫串联。
①连接特点:用电器逐个顺次相连②电流路径特点:电流只有一条路径
③开关控制特点:一个开关控制整个电路,且开关控制作用与位置无关
④用电器工作特点:互相影响
(2)并联:把电路元件并列连接连接起来的电路,叫并朕。
①连接特点:用电器并列相连②电流路径特点:电流两条载两条以上路径③开关控制特点:干路开关控制整个电路,支路开关只能控制本支路用电器
④用电器工作特点:互相不影响
3.电流
(1)直流路中,电流总是从电源的正极流出,经过导线、用电器回到电源的负极.
(2)电流的大小用电流强度(简称电流)表示。电流用字母I表示。
电流的国际单位是:安培用字母A表示,比安小的有毫安(mA)、微安(uA)
(3)测量电流的仪表是:电流表。实验室中常用的电流表有两个量程:小量程是0~0.6A,分度值是0.02A;大量程是0~3A,分度值是0.1A(指针指在同一位置大量程读数是小量程读数的5倍)。它的使用规则是:①使用之前要检查指针是否指在零刻线位置,如果不在要用螺丝刀旋转调零螺丝调零;②在接入电路时电流表要串联在电路中;让电流从正接线柱入,从负接线柱出;③被测电流不要超过电流表的量程;④绝对不允许不经过用电器而把电流表直接接到电源的两极上(这样会使电路短路,烧坏电流表和电路)。
(4)串、并联电路电流特点:串联电路中电流处处相等;并联电路干路中电流等于各支路电流之和。
3.电压
(1) 电压是使电路中形成电流的原因,电源是提供电压的装置。
(2)电压用字母U表示。在国际单位制中电压的单位是伏特,用字母V表示,常用单位还有千伏(KV)、毫伏(mV)、 及微伏((μV).
(3)熟记的电压值: 1节干电池的电压1.5伏; 1节铅蓄电池电压是2伏:家庭照明电压220伏:对人体安全的电压是不高于36V。
(4)测量电压的仪表是:电压表。实验室中常用的电压表有两个量程:小量程是0~3V, 分度值是0.1V;大量程是0~15V,分度值是0. 5V (指针指在同一位置大量程读数是小量程读数的5倍)。电压表的使用规则是:①使用之前要检查指针是否指在零刻线位置,如果不在要用螺丝刀旋转调零螺丝调零②电压表要并联在电路中:使电流从正接线柱入,从负接线柱出;③被测电压不要超过电压表的量程; (电压表可以直接接在电源两极测量电源电压)(
(5) 串、并联电路电压特点:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和;并联电路两端的电压与各支路两端的电压相等。
[本章重点实验]
1.探究串、并联电路的电流特点
(1)实验电路:
(2)实验应选用两个规格不同的灯泡,这样做的目的是排除特殊性;实验应通过改变灯泡的规格或电源电压多次实验,这样做的目的是排除偶然性,找到普遍规律
(3)实验结论:串联时: IA=IB=IC 并联时: IC=IA+IB
(4)实验改进:若用三个电流表同时测A、B、C三点电流,操作更加简便。
2.探究串、并联电路的电压特点
(1)实验电路:
(2)实验应选用两个规格不同的灯泡,这样做的目的是排除特殊性;实验应通过改变灯泡的规格或电源电压多次实验,这样做的目的是排除偶然性,找到普遍规律
(3)在探究串联电路电压特点时,如图所示,先测出L两端电压后,若保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。这种方法不能测出L2两端电压?因为电压表正负接线柱接反了。
(4)实验结论:串联时: U=U1+U2 并联时: U=U1=U2
3.综合实践活动----设计简单电路
第十四章 欧姆定律
1. 电阻
(1)电阻是用来表示导体对电流的阻碍作用的物理量,导体电阻越大,对电流的阻碍作用就越大。
(2) 电阻用字母R表示。在国际单位制中电阻的单位是欧姆,用字母Ω表示,常见单位还有千欧(KΩ)、兆欧(MΩ).
(3)电阻是导体本身的一种属性,其大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关,与电压、电流无关。
(4)根据物质的导电性分类:①导体:容易导电的物体叫导体。如:金属,人体,大地,酸、碱、盐的水溶液等。②绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体。如:橡胶,玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等。③半导体:导电能力介于导体和绝缘体之间。如二极管、三极管、压敏电阻、热敏电阻、光敏电阻。④超导体:在特定温度以下,呈现电阻为0的导体。
2.变阻器
(1)滑动变阻器:①原理:通过改变接入电路中的导体的长度来改变电阻。②作用:通过改变上电路中的电阻来改变电路中的电流和电压。③正确使用方法:选择一上一下两个接线柱接入电路,在闭合开关前应把滑片调到阻值最大位置.④铭牌:如一个滑动变阻器标有“50 22A”表示的意义是:最大阻值为500,允许通过的最火电流为2A
(2)电阻箱:与滑动变阻器相比它的优点是能够读出接入电路的电阻值。
(3) 电位器:生活常见的一种变阻器。电风扇的调速开关、台灯的亮度开关、收音机的音量开关等都是电位器
3.欧姆定律
(1)欧姆定律内容:导体中的电流,与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。公式:l=U/R,公式可变形为U=IR, R=U/I,因此I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量
(说明:①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中同一时该的相应的物理量;②对一确定的导体若电压变化、电流也发生变化,但电阻值不变。)
(2)正确理解欧姆定律:电阻导体本身的性质,其大小与电压、电流无关,对确定的导体,其电阻不变,电压与电流的比值不变;导体两端的电压是由电源提供的;通过导体的电流是由导体两端的电压和导体的电阻共同决定的。
4.欧姆定律的应用
(1)解串联电路: R1、R2串联R总=R1+R2, I1:I2=l:1, U1:U2=R1:R2。
(2)解并联电路: R1、R2并联U1:U2=1:1, I1:I2=R1:R2
[本章重点实验]
1.探究影响导体电阻大小的因素:
(1)电路中灯泡的作用既能粗略比较电阻大小又能保护电路;电流表的作用是比较电阻大小。(若缺少灯泡,则电流过大时,可能将电路烧断;若缺少电流表测当电流相差较
小时,无法比较大小)
(2)实验研究方法:转化法 (通过观察比较电流的大小来比较导体电阻的大小)、控制变量法(如右表所示四根电阻丝:要探究电阻大小与导体长度的关系,应选择A、B两根导线进行实验;要探究电阻大小与导体材料的关系,应选择A、D两根导线进行实验;要探究电阻大小与导体横截面积的关系,应选择A、C两根导线进行实验。若只有一根电阻丝可探究电阻与长度、横截面积的关系)。
(3)实验结论:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横哉面积和温度。(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
2.探究电流与电压、电阻的关系: (探究电路如右图)
①探究电流与电压的关系时的实验操作是:保持定值电阻R的阻值不变,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,改变定值电阻R两端电压,分别读出并记录对应电压值和电流值,分析得出结论。此实验中滑动变阻器的主要作用是:改变定值电阻R两端的电压。实验得到的结论是:在电阻一定时,电流与电压成正比。
②探究电流与电阻的关系的实验操作是:改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器的滑片控制电阻R两端的电压不变,记录对应的电阻值和电流值,分析得出结论。此实验中滑动变阻器的主要作用是:控制电阻R两端的电压一定(实验中当电阻R的阻值增大时,滑动变阻器的阻值也调大;当电阻R的阻值减小时,滑动变阻器的阻值也调小)。实验得到的结论是:在电压一定时,电流与电阻成反比。
3.伏安法测电阻(电路图如右图)
①原理: R=U/I。
②电路中滑动变阻器的作用是:改变待测电阻两端的电压进行多次测量
③实验中多次测量的目的是求平均值减小误差。
4.测电阻的其它方法:
①用电流表和一已知电阻R测电阻(电路图如A所示,电源电压不变):只闭合S1,电流表示数为I1;同时闭合S1、S2,电流表示数为I2,则RX=I1R0/(I2-I1).
②用电压表和一已知电阻R。测电阻(电路图如B所示,电源电压不变):闭合开关S、S1,电压表示数为U1;只闭合开关S,电压表示数为U2, 则RX=U2Ro/(U1-U2)
③等效替代法测电阻(电路图所C、D所示)只闭合开关S2(D图中S接1),调节滑动变阻器使电流表(D图中电压表)到适当位置,读出电表示数:只闭合开关S2(D图中S接2),保持滑动变阻器阻值不变,调节电阻箱使电表示数与之前相同,读出电阻箱的阻值,则待测电阻的阻值等于电阻箱接入电路的阻值。
5.综合实践活动---设计和制作一个模拟的调光灯(电路如右):图中定值电阻RO的作用是保护电路,滑动变阻器R的作用是调节灯泡的亮度。
第十五章 电功和电热
1. 电能表
(1)作用:家庭电路中用来测量电路消耗电能的仪表。
计量单位:千瓦。时(kw。h)(俗称“度”),1kw.h=3.6X106J。
(2)电能表上的技术参数的含义:
①"电压: 220V”表示适用的额定电压为220V。②“电流规格: 10 (40)A”,“10A"表示基本电流为10A,“40A”表示额定最大电流为40A③“频率: 50Hz" 表示电能表适用于频率为50Hz的交流电路中。④“3000r/ (kw.h)”表示用电1kw.h电能表转盘转动3000转。“3000r/(kw. h)”表示用电1kw.h电能表指示灯闪烁3000次。
(3)用电能表测电能的方法:
①电能表前后两次读数之差,就是这段时间内消耗的电能,W=W末-W初(注意:读数时最后一位数字表示小数点后第一位)
②测量较小的电能时,用转盘转过的圈数(或指示灯闪烁的次数)间接计算消耗的电能,其计算方法是:转数X每转消耗的电能,即W=n/N kw.h (n表示这段时间内电能表转盘转过的圈数或指示灯闪烁的次数,N表示用电1kw.h该电能表转盘转动的圈数或指示灯闪烁的次数)
2.电功
(1)电功的公式: w=UIt, 电功的国际单位是焦耳(J),生活中实用的单位是kw.h (俗称度)。
(2) 结论欧姆定律可推导出电功的其它计算关系式: W=I2Rt , W=U2t/R。
3.电功率
(1) 电功率表示电流做功快慢的物理量。
(2)定义公式: P=W/t (国际单位制中的单位:功(W)的单位焦(J),时间(t)的单位秒(s),功率(P)的单位瓦(W);家庭用电中常用单位:功(W)的单位千瓦.时(kw.h)、时间(t)的单位小时(h),功率(P)的单位千瓦( KW )。由
(3)根据功率定义式和电功的公式可得计算电功率的公式: P=UI
(4)结论欧姆定律可推导出电功率的其它计算关系式: P=I2R=U2/R。
(5)用电器的额定值:额定电压是指用电器正常工作时的电压;额定功率是指用电器在额定电压下正常工作时的功率。
4.焦耳定律
(1)电流的热效应:由于导体有电阻,当电流通过导体时,导体会发热,这种现象称为电流的热效应,此过程中将电能转化为内能;利用电流的热效应来工作的电加热设备叫电热器。
(2)焦耳定律内容:电流通过导体产生的热量,与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时问成正比。用公式表示为Q=I2Rt
(3)电功与电热的关系:①电流通过电炉、电烙铁、电饭锅等电热器时,Q=W;②电流通过电动机、电解槽等非纯电阻电路时,Q
5.家庭电路
(1)家庭电路组成:进户线、电能表、总开关、熔断器、插座、开关、灯座组成,其中两根进户线是火线和零线,它们之间的电压是220伏,所有家用电器和插座都是并联的,而开关则要与它所控制的用电器串联.为防止触电,控制用电器的开关应接火线。
(2) 三线插座和三线插头:①三线插座具体接法:左零右火中接地,插头上的线应与插座上的接法相对应(如图);②接地线的作用:把家用电器的金属外壳与大地连接起来,防止在用电器外亮带电时发生触电事故。
(3)测电笔:①其作用是用来辨别火线和零线。②使用时手要接触笔尾金属电极,千万不能接触笔尖,如右图所示,其中使用方法正确的是甲和丁,采用乙方法的后果是:无论接触火线还是零线测电笔氖管都不发光,采用丙方法的后果是会触电
③正确使用测电笔时若氖管发光,则所测的是火线,不发光的是零线
(3) 保险丝:①是由电阻较大而熔点较低的铅锑合金制成的。②其作用是当电流中电流过大时自动断开电路(它是利用电流的热效应工作的,与它作用相同的空气开关利用的是电流的确效应)③安装熔丝时,绝对不能用铁线、铜丝代替;若电路故障熔丝熔断,更换熔丝后,首先应查清导致熔丝熔断的原因,排除故障后才能闭合总开关恢复通电.
(5)引起电路中电流过大的原因有两个:一是短路、;二是总功率过大。
6.安全用电
(1)触电原因:人们直接或间接与火线接触所造成的。
(2)人体的安全电压不高于36V。
(3)触电事故的处理:①发现有人触电,绝不能直接去拉触电的人,应先断开电源,再进行抢救;②发生火灾时,要先断开电源,绝不要带电泼水救火。
[本章重点实验]
1. 比较两个灯泡的亮暗:
(1)电流通过灯泡,灯泡会发光,在相同的时间内,电流做的功越多,灯泡越亮,因此实验中通过比较灯泡的亮度来判断在相同时间内电流做功的多少--转化法
(2)如图甲所示:闭合开关,调节滑动变阻器可观察到两端电压较大的灯泡较亮。原因解释:两个灯泡串联时,通过灯泡的电流相等,因此,电压越高,电流做的功越多,灯泡就越亮、实验中两灯串联控制了电流和通电时间相同。故可得结论:在电流和通电时间相同时,电压越大,电流做的功越多。
(4) 如图乙所示:闭合开关,调节滑动变阻器可观察到通过电流较大的灯泡较亮。原因解释,两个灯泡并联时,灯泡两端电压相等,因此,电流越大,电流做的功越多,灯泡就越亮。实验中两灯井联控制了电压和通电时间相同。故可得结论:在电压和通电时间相同时,电流越大,电流做的功越多。
(4)甲、乙两电路中滑动变阻器的作用:①保护电路:②改变电路进行多次实验排除偶然性。
2. 测量小电灯的功率(实验电路如右):
(1)实验原理是P=UI
(2)滑动变阻器的作用是改变灯泡两端的电压
(3)实验中注意根据灯泡的额定电压和额定电流选择电表量程。
(4)实验结论:小电灯的亮度由实际功率决定:
当U实>U额时,P实>P额;:当U实=U额时,P实=P额;当U实 (5)测量打泡的额定功率时,要先调节滑动变阻器使灯泡正常发光,再读出相应的值,计算出额定功率。
(6) 由于灯泡在不同的电压下功率不同,故多次测量求得的功率平均值无意义。
(7)测量还发现,通过灯丝的电流与电压不成正比,是因为灯丝电阻随温度升高而增大,所以灯丝电阻也不可以通过多次测量求平均值减小误差。
3. 探究影响电流热效应的因素: (实验电路如右图):
(1)研究方法:控制变量法、转换法(实验中通过观察煤油升高的温度来比较电流产生的热量的多少)。实验用煤油而不用水是因为煤油的比热容小。
(2)实验过程:连接电路后闭合开关,通电一定时间后切断电源,分别观测两瓶中液体温度的变化,可探究电流产生的热量与电阻的关系,实验得到的结论是:在电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,电流通过导体产生的热量越多;为了探究电流产生的热量与电流大小的关系,应进行的操作是调节滑动变阻器的滑片改变电流,比较通电相同时间同一根电阻丝所在液体升高的温度(故为探究电热与电流的关系,除故中器材外还需增加的器材是秒表),实验得到的结论是:在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多;延长通电时间,观测液体温度的变化可得结论:在电阻和电流相同时,通电时间越长,产生的热量越多。
(3)利用本实验中的器材还可以比较、测量物质的比热容,方法:将两个烧瓶中分别装入质量相同的不同液体(如一只瓶中为水,另一只瓶中煤油),同时将两个烧瓶中的电阻丝换成阻值相同的电阻丝。
第十六章 电磁转换
1.磁体
(1)物体吸引铁、镍、钴等物质的性质叫磁性。
(2)具有磁性的物体叫磁体。磁体的基本性质:①吸铁性:磁体只能吸引铁钴镍等磁性材料,而不能吸引铝、铜、木材等非磁性材料。②指向性:磁体在水平面内自由静止时具有指南北方向的性质。
(3)磁体上磁性最强的部分叫磁极。任何磁体有且只有两个磁极:将一个磁体悬挂起来,当它静止时,指南的那个磁极叫南极(S极),指北的那个磁极叫北极(N极)。:磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
(4)使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化。
2.磁场
(1)磁体周围存在着磁场,磁极间的相互作用就是通过磁场发生的。
(2)磁场基本性质:对放入其中的磁体产生磁力的作用。
(3)磁场方向规定:在磁场中的某一点,小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。
(4)磁感线:为描述磁场的强弱和方向而假想的曲线(磁感线实际是不存在的)。磁体周围的磁感线总是从它N极出来,回到S极。磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线上任意一点的切线方向,表示该点的磁场方向(磁场中某点的磁场方向、磁感践方向、小碰针静止时北极指的方向相同)。-----用磁感线描述磁场,所用的研究方法是理想模型法
(5)地磁场:地球本身是一个巨大的磁体,在其周围分布的磁场称为地磁场。地磁的北极在地理位置的南极附近;而地磁的南极则在地理位置的北极附近(地磁的南北极与地理的南北极并不重台,它们的交角称磁偏角,我国学者沈括最早记述这一现象)。指南针能够指南就是由于受到地磁场的作用,指南针静止时S极指向地理的南方,指向地磁的北(N)极。
2.电流的磁效应
(1)电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应,电流磁场方向与电流方向有关。电流的磁效应最早由奥斯特发现的,他也是最早发现电和磁有联系的科学家。
(2)通电螺线管:①通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。②通电螺线管两端的极性与电流方向有关,可用安培定则判断:用右手握螺线管,让四指弯向电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。③通电螺线管中通过的电流越大,磁性越强;线圈匝数越多,磁性越强;插入软铁芯,磁性增强。
(3)电磁铁:内部带有铁芯的螺线管就构成电磁铁。与永磁铁相比,电磁铁具有的优点①磁性的有无可由电流的通断来控制;②磁性的强弱可由电流火小和线圈匝数来改变;③磁极可由电流方向来决定。
(4)电磁继电器:实质上是一个利用电磁铁来控制的开关。其工作原理是:电磁铁通电具有磁性,将衔铁吸下来,电磁铁断电失支磁性,弹簧把衔铁拉上去。应用:利用低电压、弱流来控制高电压、强电流,可实现远距离操作,还可实现自动控制。
3. 磁场对电流的作用
(1)19世纪初,法国物理学家安培发现:磁场对通电导体有力的作用
(2)通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关:当电流方向或磁场方向中的一个发生改变时,导体的受力方向随之改变;若电流方向和磁场方向同时改变,则导体的受力方如同向不变。
(3)通电导体在磁场中的所受力的大小与电流大小和磁场强弱有关:导体中的电流越大,所在处的磁场越强,导体在磁场中受到的力越大。
(4)电动机(如右图所示)是利用通电线图在磁场中受力转动的原理制成的。
电动机工作时将电能转化为机械能。直流电动机上换向器的作用是在线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。改变电动机的转动方向的方法有:改变电流方向、改变磁场方向。电动机的优点有:操作控制方便、效率高、污染小、澡声小,无废气排放、无油污。
4. 电磁感应
(1)电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫电磁感应现象,产生的电流叫感应电流。这个现象最早是由法拉第发现的。
(2)感应电流产生的条件:①电路是闭合的②导体在磁场中做切割磁感线运动。
(3)感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关:磁场方向与导体切割磁感线运动方向有一个发生变化,感应电流方向发生变化;磁场方向与导体切割磁感线运动方向同时发生变化,感应电流方向不变。
(4)发电机(如右图所示):是根据电磁感应现象原理制成的。它工作时把机械能转化为电能。
(5)电流方向周期性改变的电流叫交流电;电流方向不变的电流叫直流电。
(6)高压输电:保持输出功率不变,提高输电电压,减小电流,从而减小电能
[本章重点实验]
1. 奥斯特实验:
(1)实验装置:把小磁针放在桌面上,将一根直导线沿南北方向平行架在静止的小磁针正上方(目的排除地磁场的于扰)。
(2)实验现象及结论:
①如图甲,通电小磁针偏转;如图乙,断电小磁针不偏转。比较甲、乙可得结论:通电导体周图存在磁场。
②如图丙,改变电流方向,小磁针偏转方向发生改变。比较甲、丙可得结论:电流磁场方向与电流方向有关
(3)小磁针的作用:①检验是否存在磁场②显示磁场方向
2.探究“通电螺线管的周围磁场”
(1)实验时先在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑,然后给直导线通电,为了更好地通过铁屑客观描述出磁场分布情况,接下去的操作是轻敲玻璃板,该操作的主要目的是减小铁屑与玻璃板之间的摩擦,使铁屑在磁场力作用下动起来,说明力能改变物体的运动状态。
(2)观察铁屑的分布情况可知:通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。
(3) 为了进一步探究磁场的方向,可用小磁针代替铁屑进行实验.
(4)实验发现:通电螺线管的极性与电流方向有关,可根据安培定则判断。
3.探究磁场对通电直导线的作用
(1)如图所示将直导线放在磁场中,通电后,观察到直导线运动起来,这说明磁场对电流有力的作用;
(2)改变直导线中的电流方向,观察到直导线的运动方向改变,这说明磁场对电流的力的方向与电流方向有关;将磁体上下对调改变磁场方向,观察到直导线的运动方向改变,这说明磁场对电流的力的方向与磁场方向有关。同时改变电流方向和磁场方向,观察到直导线的运动方向不变。
4. 探究感应电流产生的条件
(1)实验中,通过观察灵敏电流计(小量程的电流表)的指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流。
(2)实验发现只有在开关闭合,导体切割磁感线运动时才会产生感应电流,当磁场方向或导体切割磁感线方向改变时感应电流的方向就会改变(二者同时改变感应电流方向不变)。
(3)若要探究感应电流的大小与哪些因素有关,通过观察灵敏电流计(小量程的电流表)指针偏转的角度来判断产生感应电流的大小,我们猜想感应电流大小可能与磁场强弱、导体切刮感应线的速度等有关,设计实验验证时要注意采用控制变量法。
第十七章 电磁波与现代通信
1. 信息与信息传播:
(1)人类特有的三种信息:语言、待号、图像。人类历史 上信息和信息传播经历的五次巨大变革:语言的诞生、文字的诞生、印刷术的诞生、电磁波的应用、计算机技术的应用。
(2)莫尔斯发明了电报机,同时也发明了利用“点”、“划”和“空白”的不同组合构成的电码(莫尔斯电码);贝尔发明了早期电话。
2.电磁波
(1)不同频率的电磁波在真空中传播速度是相同,频率越大的电磁波波长越短
(2)1864年,英国青年物理学家麦克斯韦建立了电磁场理论,并预言了电磁波的存在; 1888年,德国青年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。
(3)电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。任何频率的电磁波在真空中传播速度都是3X108 m/s,光波属于电磁波。
(4)密闭的金属容器能屏蔽电磁波
(5)电磁波谱(按波长由小到大或频率由高到低排列): γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波。
(6)电磁波也存在副作用---电磁污染。
2. 现代通信
(1)现代“信息高速公路”的两大支柱是:卫星通信和光纤通信。
(2)卫星通信的优点有速度快,容量大,覆盖面大,通信距离长,不受环境限制等。卫星通信的缺点:造价高,信号会有零点几秒的时间延迟,保密性不好,有盲点现象。
(3)光纤通信时光波在光纤中经多次反射从光纤的一端传播到另一端(如右图所示),其优点是:容量大,不受外界电磁场干扰,不怕潮湿、不怕腐蚀
(4)互联网是信息高速公路的主干线,其用途有:发送电子邮件,召开视频会议、网上发布新闻,进行远程登陆,实现资源共享等。
(5)电视广播、移动通信是利用电磁波传递信号的。
(6)人类应用电磁波传播信息的历史经历了以下变化:①传播的信息形式从文字一+声音-→图像;②传播的信息量由小到大;③传播的距离由近到远④传播的速度由慢到快
[本章重点实验]
1.“验证电磁波的存在”(如右图所示):
①打开收音机的开关,将旋钮调到没有电台的位置并将音量开大
②取一节旧的干电池和一根导线,靠近收音机,将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与电池的另--极时继时续地接触
③从收音机里可听到嗞嗞的声音,这说明时断时续的电流产生了电磁波。
2.探究电磁波特性的实验过程如下:
①将手机的“背景灯光提示”功能打开后放在真空罩中,用抽气机抽去罩中空气,打电话呼叫罩中手机,这时,手机能收到呼叫信号,这表明:电磁波能在真空中传播。
②将手机放在金属容器中(手机不与金属容器壁接触),打电话呼叫金属容器中的手机,这时手机不能接收到信号,这表明:金属容器能屏蔽电磁波
第十八章 能源与可持续发展
1. 能源的分类
(1)根据能否从自然界中源源不断获到分为:不可再生能源(如煤、石油、天然气、核能)和可再生能源(如太阳能、水能、风能、生物质能、潮汐能和波浪能、地热能)
(2)根据对环境污染的大小分为:清洁能源(如太阳能、水能、风能)与非清洁能源(如煤、石油、天然气等化石能源)
2.核能
(1)获得核能有两种途径:重核的裂变和轻核的聚变。原子弹和目前人类制造的核电站是利用裂变释放能量的,而氢弹则是利用聚变释放能量的。目前,聚变还不能在人工控制的条件下缓慢释放能量。
(2)核电站主要组成包括:核反应堆、汽轮机、发电机。核能发电过程中能量的转换顺序是:柱能→内能→机械能→电能。
(3)核能发电和火力发电的区别在于它们使用的燃料不同,核发电用的是核燃料,火力发电用的是化石燃料。(火力发电站主要组成有锅炉、汽轮机、发电机,其能量转换顺序是:化学能一内能→机械能→电能)。
(4)因铀核裂变会产生放射性污染,核电站必须采用多种可靠的防护措施,防止放射性物质泄漏。
2. 太阳能
(1)太阳能是由太阳内部不断发生的核聚变释放的能量。
(2)地球上除核能、地热能和潮汐能以外的所有能量几乎都来自于太阳。
(3)太阳能的优点有:分布广阔,获取方便、能量巨大,可再生、无污染。大规模利用太阳能存在的问题有:受天气条件影响、转化效事低、初期设备成本高。
(4) 人类利用太阳能的三种方式是:①光热转换(太阳能热水器);②光电转换(太阳能电池);
③光化转换(绿色植物)。
4.能量转化和守恒定律
(1)能量转化和守恒定律内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程中,其总量不变。
(2) 能量的转化和转移具有方向性。
(3)
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