初中物理力学章节重点复习资料

初中物理力学章节重点复习资料力学是初中物理的基石，也是理解后续许多物理现象的基础。这份复习资料旨在帮助同学们梳理力学核心知识点，巩固基础，明确重点，提升解决实际问题的能力。请同学们结合课堂笔记和习题，深入理解每个概念和规律的内涵与外延。一、力的基本概念力是物理学中的一个核心概念，一切涉及物体运动状态改变或形状改变的现象，背后都离不开力的作用。1.力的定义力是物体对物体的作用。这里需要强调的是，力不能脱离物体而单独存在，且一个力的产生必然涉及两个物体——施力物体和受力物体。物体间力的作用是相互的，即一个物体对另一个物体施力时，同时也会受到另一个物体对它施加的反作用力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，且分别作用在两个不同的物体上。2.力的作用效果力的作用效果主要体现在两个方面：*改变物体的形状：即使物体发生形变，例如用力捏橡皮泥使其变形，或拉弹簧使其伸长。*改变物体的运动状态：包括改变物体的运动速度大小（如加速、减速）或运动方向（如物体做曲线运动）。静止是运动状态的一种特殊形式（速度为零）。3.力的三要素与力的示意图力的作用效果由力的三个要素决定：大小、方向和作用点。为了直观地表示力，我们引入力的示意图。画力的示意图时，要注意：*用带箭头的线段表示力。*线段的起点（或终点）表示力的作用点。*箭头的方向表示力的方向。*线段的长度（在同一个图中）大致表示力的大小。*要在箭头旁标出力的符号（如F、G、f）和大小（如果已知）。4.力的单位国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N。拿起两个鸡蛋所用的力大约是1牛。二、常见的力1.重力由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，通常用字母G表示。*施力物体：地球。*方向：总是竖直向下。（注意“竖直向下”与“垂直向下”的区别，竖直向下是指指向地心的方向，与水平面垂直。）*作用点：物体的重心。形状规则、质量分布均匀的物体，其重心在它的几何中心上。*大小：物体所受的重力跟它的质量成正比。公式为G=mg。其中，g是重力与质量的比值，通常取g=9.8N/kg，粗略计算时也可取g=10N/kg。其物理意义是：质量为1kg的物体受到的重力是9.8N。2.弹力物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。*产生条件：物体相互接触且发生弹性形变。*常见弹力：压力、支持力、拉力、推力等，其实质都是弹力。*方向：与物体发生弹性形变的方向相反，或与使物体发生弹性形变的外力方向相反。例如，压力的方向垂直于接触面指向被压物体；支持力的方向垂直于接触面指向被支持物体；绳子的拉力方向沿着绳子指向绳子收缩的方向。*弹簧测力计：测量力的大小的工具，其原理是：在弹性限度内，弹簧的伸长量（或压缩量）跟它受到的拉力（或压力）成正比。使用时要注意量程和分度值，拉力方向要与弹簧轴线方向一致。3.摩擦力两个相互接触的物体，当它们相对滑动（或有相对滑动的趋势）时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力，通常用字母f表示。*产生条件：物体间相互接触、挤压（有弹力）；接触面粗糙；物体间有相对运动或相对运动的趋势。*方向：与物体相对运动（或相对运动趋势）的方向相反。（注意“相对”二字，摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反，有时也可以与运动方向相同，例如人走路时，脚向后蹬地，地面对脚的静摩擦力方向向前，与人的运动方向相同，这个摩擦力是使人前进的动力。）*分类：静摩擦力（物体有相对运动趋势但未运动时受到的摩擦力）、滑动摩擦力（物体相对滑动时受到的摩擦力）、滚动摩擦力（物体滚动时受到的摩擦力，通常比滑动摩擦力小得多）。*影响滑动摩擦力大小的因素：*接触面的粗糙程度：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。*压力的大小：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。*增大有益摩擦的方法：增大压力、增大接触面的粗糙程度。*减小有害摩擦的方法：减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、使接触面分离（如加润滑油、形成气垫）。三、力与运动1.牛顿第一定律（惯性定律）一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。*该定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的，不能用实验直接验证。*“没有受到力的作用”包含两种情况：一是物体确实不受任何力（理想情况）；二是物体所受的合力为零（即受到平衡力的作用）。*定律揭示了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。2.惯性物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。*惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都具有惯性。*惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大；与物体是否受力、运动状态如何、速度大小等均无关。*解释惯性现象的一般步骤：1.明确研究对象原来所处的运动状态（静止或运动）。2.分析哪个物体（或物体的哪一部分）受到力的作用而改变了原来的运动状态。3.分析哪个物体（或物体的哪一部分）由于惯性要保持原来的运动状态。4.得出结论。3.二力平衡物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力相互平衡，物体处于平衡状态。*二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力，必须大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上。（可简记为：同体、等大、反向、共线）*平衡力与相互作用力的区别：平衡力作用在同一个物体上；相互作用力作用在两个不同的物体上。例如，放在水平桌面上的书，书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力（同体）；书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对相互作用力（异体）。*力与运动状态的关系：*物体受平衡力（或不受力）→运动状态不变（静止或匀速直线运动）。*物体受非平衡力（合力不为零）→运动状态改变（速度大小改变或方向改变）。四、压强1.压力垂直作用在物体表面上的力叫做压力。*方向：垂直于接触面指向被压物体。*作用点：在被压物体的接触面上。*压力的大小：并不总是等于重力。只有当物体放在水平面上，且在竖直方向上只受重力和支持力时，物体对水平面的压力大小才等于物体所受的重力大小，即F=G。2.压强（P）压强是表示压力作用效果的物理量。*定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。*公式：P=F/S*单位：帕斯卡（简称帕，符号Pa）。1Pa=1N/m²。*增大和减小压强的方法：*增大压强：增大压力（F↑）或减小受力面积（S↓）。*减小压强：减小压力（F↓）或增大受力面积（S↑）。3.液体的压强液体由于受到重力作用且具有流动性，所以液体内部向各个方向都有压强。*液体压强的特点：1.液体对容器底和容器壁都有压强。2.液体内部向各个方向都有压强。3.在同一深度，液体向各个方向的压强相等。4.液体的压强随深度的增加而增大。5.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。*液体压强的计算公式：P=ρgh其中，ρ是液体的密度（单位：kg/m³），g是重力加速度（9.8N/kg），h是液体中某点到自由液面的竖直距离（单位：m）。*该公式表明，液体内部的压强只与液体的密度和深度有关，而与液体的质量、体积、容器的形状等无关。*连通器：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。连通器里装同种液体，当液体不流动时，各容器中的液面总保持相平。应用：茶壶、船闸、水位计等。4.大气压强大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强，简称大气压或气压。*证明大气压存在的著名实验：马德堡半球实验。*测量大气压值的著名实验：托里拆利实验。标准大气压的值约为相当于76厘米高水银柱产生的压强。*大气压的应用：用吸管吸饮料、吸盘挂钩、抽水机等。*大气压的变化：大气压随高度的增加而减小。（在海拔3000米以内，大约每升高10米，大气压减小100帕。）液体的沸点也随气压的减小而降低，随气压的增大而升高。五、浮力1.浮力的概念浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）向上托的力叫做浮力。*方向：竖直向上。*施力物体：液体（或气体）。2.浮力产生的原因液体（或气体）对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差就是物体受到的浮力。即F浮=F向上-F向下。3.阿基米德原理浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。*公式：F浮=G排=ρ液gV排其中，ρ液是液体的密度（单位：kg/m³），g是重力加速度（9.8N/kg），V排是物体排开液体的体积（单位：m³，即物体浸在液体中的体积）。*适用范围：适用于液体和气体中的浮力计算。*理解：物体受到的浮力只与液体的密度和排开液体的体积有关，与物体本身的密度、质量、体积、在液体中的深度及物体是否运动等无关。3.物体的浮沉条件及应用浸没在液体中的物体，其浮沉取决于它所受到的浮力F浮和重力G物的大小关系：*F浮>G物→物体上浮→最终漂浮（此时F浮'=G物，V排减小）。*F浮=G物→物体悬浮（物体可以停留在液体中任何深度处）。*F浮<G物→物体下沉→最终沉底（此时物体还受到容器底的支持力）。*对于实心物体，也可以通过比较物体密度ρ物和液体密度ρ液的大小来判断浮沉（不考虑化学反应等特殊情况）：*ρ物<ρ液→上浮→漂浮。*ρ物=ρ液→悬浮。*ρ物>ρ液→下沉。*应用：*轮船：利用空心的办法增大排开水的体积，从而增大浮力。轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量。*潜水艇：通过改变自身重力来实现上浮和下沉。*气球和飞艇：充入密度小于空气的气体，使F浮>G总而升空。六、简单机械1.杠杆在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆。*杠杆的五要素：*支点（O）：杠杆绕着转动的固定点。*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垂直距离。*阻力臂（L2）：从支点到阻力作用线的垂直距离。（力臂是点到线的距离，不是点到点的距离。画力臂时，先确定支点，再画出力的作用线，然后过支点向力的作用线作垂线，垂足到支点的距离就是力臂。）*杠杆的平衡条件（杠杆原理）：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2。*杠杆的分类：*省力杠杆：L1>L2→F1<F2。省力，但费距离。例如：撬棒、羊角锤、瓶盖起子。*费力杠杆：L1<L2→F1>F2。费力，但省距离。例如：筷子、钓鱼竿、镊子。*等臂杠杆：L1=L2→F1=F2。不省力也不费力，不省距离也不费距离。例如：天平、定滑轮。2.滑轮*定滑轮：轴固定不动的滑轮。*实质：等臂杠杆。*特点：不省力，但可以改变力的方向。*动滑轮：轴随物体一起运动的滑轮。*实质：动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。*特点：能省一半力，但不能改变力的方向，且费距离（绳子自由端移动的距离是物体上升高度的二倍）。*滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合而成。*特点：既能省力，又能改变力的方向（根据需要）。*省力情况：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一（不计动滑轮重、绳重及摩擦时，F=G物/n；若考虑动滑轮重，则F=(G物+G动)/n）。*绳子自由端移动距离s与物体上升高度h的关系：s=nh（n为承担物重的绳子段数）。*判断承担物重的绳子段数n的方法：在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，数出与动滑轮相连的绳子段数就是n。七、功和机械能1.功（W）*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。（二者缺一不可）*不做功的三种情况：1.“有力无距离”：如推而未动、搬而未起。2.“有距离无力”：如物体由于惯性在光滑水平面上运动。3.“力与距离垂直”：如提着水桶在水平路