1、八年级物理对力与运动密度与浮力压强的复习与总结上海科技版知识精讲初二物理对力与运动、密度与浮力、压强的复习与总结上海科技版【本讲教育信息】一. 教学内容： 对力与运动、密度与浮力、压强的复习与总结 基本要求： 1. 通过对具体知识点的复习，唤起同学们对所学的知识的回忆。 2. 通过教师的总结与复习，使同学们对所学知识形成知识体系。 3. 通过具体的例题讲评，提高同学们利用知识来解决实际问题的能力。二. 重点、难点： 重点内容：知识体系的形成、应用能力的提高。 难点内容：灵活应用所学知识来解决生活中的常见问题。（一）力与运动： 全章的基本要求： 1. 体会亚里士多德与伽利略的思想冲突，通过动手实
2、验，用分析和论证的方法探究出牛顿第一定律，并学会用自己的语言表述牛顿第一定律的内容。从对牛顿第一定律的探究过程中发展我们的观察能力、分析能力、归纳论证的能力和表述信息的能力。 2. 认识伽利略的理想实验方法，了解物理上理想实验的实质。 3. 通过大量事实认识惯性，并了解利用惯性及防止惯性的方法。能够将知识应用到生产、生活实践当中。 4. 认识力的作用效果，知道力的合力与分力是从力的作用效果来定义的。 5. 通过实验探究，获得在同一直线上同方向与反方向上力的合成情况。 6. 在实验探究的过程中要经历对图表的分析获得结论的过程，并能够在交流讨论中发现新的问题。 7. 在关于力的合成的探究实验中，要
3、经历从提出问题与假设，到验证假设，直致形成科学理论的过程。 8. 认识到在平衡力的作用下，物体能保持匀速直线运动状态或静止状态。 9. 对处于平衡状态的物体进行受力分析，认识平衡力的概念。 10. 探究实验中要求同学们自己处理实验数据，并从对数据的分析处理中认识二力平衡的条件，知道状态变化的原因。 11. 应用二力平衡的知识分析，解决简单的问题。 12. 在讨论与交流中感受到在力的平衡状态下物体的运动状态。 重点：牛顿第一定律的得出与理解；同一直线上二力的合成法则；利用二力平衡的条件解决一些实际问题。 难点：匀速直线运动不需要外力来维持；惯性现象解释的语言叙述；对二力平衡的理解。 知识结构：
4、一. 牛顿第一定律和惯性 古希腊的学者亚里士多德早在两千年前就提出“力是维持物体运动的原因”。他的根据是一个物体运动起来后必须用力才能使它不停地运动下去，失去力的作用，运动会停下来。初看起来，他的观点似乎符合实际情况，所以这个观点在人类的历史上统治了近一千七百年。 1. 科学家对力和运动的关系问题的研究及结论： a. 伽利略的理想实验和我们的教学实验 b. 笛卡尔的补充 c. 牛顿的总结 英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果，建立了力和运动的关系的第一条规律，牛顿第一定律。 一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态，这就是著名的牛顿第一定律。 伽利略第一次从实验
5、出发，运用科学推理推翻了延续两千多年的错误的力的概念，这在物理学研究方法上具有十分重要的意义。物理学的正确认识只能来源于科学实验。也只有科学实验对错误观点的批判才是最强有力的。亚里士多德错误的力的概念所以能延续两千多年，正是由于人们过分相信了“直觉”而没拿起“实验”这一科学研究的武器。 d. 由牛顿第一定律，我们可以得出以下几个方面的问题： （1）匀速直线运动不需要外力来维持。 （2）力是使物体运动状态发生改变的原因。 （3）任何物体都有一种性质，也就是保持自己原有的运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。惯性是物体本身的一种固有的属性。任何物体在任何时候都有惯性。它只与物体的质量有关系。
6、 （4）惯性是维持物体做匀速直线运动的原因。 （5）牛顿第一定律又叫惯性定律。 （6）牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的，也就是说它不是一个实验定律，当然也就不能用实验来验证。但是它又有深厚的实验基础。它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的，由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律之一。 2. 惯性与惯性现象： 任何物体都有一种性质，也就是保持自己原有的运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。 要求同学们能够解释一些惯性现象，特别要注意语言叙述的严密性。 惯性是物体的固有属性，不论宏观物体，还是微观粒子，不论固体、液
7、体、气体，不论静止物体，还是运动物体，不论物体在地球上，还是在月球上。一切物体在任何时刻，任何情况下都具有惯性。 “惯性”不同于“牛顿第一定律”。惯性是一切物体固有的属性，是不依外界条件而改变的。它始终伴随物体而存在。牛顿第一定律研究物体在不受外力作用时如何运动的问题，是一条运动定律，它指出了“物体保持匀速直线运动状态或静止状态”的原因。而惯性是“物体具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态”的特性，两者完全不同。之所以牛顿第一定律又叫惯性定律，是因为定律中所描述的现象是物体的惯性的一个方面的表现，当物体受到外力作用时，物体不可能保持匀速直线运动状态或静止状态，但物体力图保持原有运动状态不变的
8、性质仍顽强地表现出来。二. 同一直线上二力的合成 几个力共同作用的效果可以用一个力来代替，则这个力就是那几个力的合力（那几个力称为这个力的分力）。可见，合力概念是建立在“等效”的基础上。既然是从力的作用效果着手，那么在分析一个物体受力时，合力和分力是不共存的。 求合力的方法叫力的合成。最简单、最基本的合成是同一直线上二力的合成。 作用在同一个物体上的两个力，如果它们的作用方向相同，合力的方向与这两个力的方向相同，合力的大小等于这两个力的大小之和。 如果同一直线上两个力的作用方向相反，合力的方向为较大一个力的方向，合力的大小等于两个力大小之差。三. 二力平衡 1. 什么是力的平衡 物体在受到几个
9、力作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力相互平衡。 2. 二力平衡的条件 两个力的平衡必须满足以下四个条件：两个力作用在一个物体上，大小相等，方向相反，作用在一条直线上。 根据同一条直线上力的合成的法则可知，当两个力彼此平衡时，物体受到的合力是0。 3. 二力平衡条件的应用 （1）根据物体的运动状态判断物体的受力情况。 （2）根据物体的受力情况判断物体的运动状态。（二）密度 全章的基本要求： 1. 能从物质的形态、形状、空间位置等的变化中提取物体所含物质多少的不变性这一本质的东西，从而认识质量是物体的一种基本属性，即用科学抽象的方法建立质量的概念。 2. 能从怎样比较质量
10、多少的方法中领悟质量单位的意义，以及知道国际单位制中质量单位“千克”的由来。 3. 熟悉常用的质量单位，并能对这些常用的单位形成具体的观念，对常见物体质量多少有一种基本的估测能力。 4. 认识一些测量质量的工具，熟悉托盘天平的主要结构。 5. 通过宇宙中物质质量尺度的数量级阶的展示，以及认识物质的质量这一基本属性，树立唯物辩证的思想，拓展视野，打开思路。 6. 会读产品说明书，能参照说明书正确调节与使用托盘天平，并养成读用产品说明书的习惯。 7. 能区分量筒和量杯，会正确使用量筒和量杯。 8. 体验科学探究的全过程，熟悉科学探究的几个主要环节，如提出问题、猜想与假设、制定计划、收集证据、分析和
11、论证、评价与反思、合作与交流。 9. 会应用“比值”的方法探究物质的性质，建立密度的概念，认识密度公式和单位的由来。 10. 学会查物质的密度表，并能说出一些常见物质的密度。 11. 会测量一些物质的密度。 12. 会应用物质的密度解决一些实际问题。 重点内容：质量的概念、质量的测量、质量各单位间的相互换算和体积的测量，密度的概念、测量和应用。 难点内容：天平的调节和使用；密度的概念、测量和应用。 知识结构： 一. 质量和天平 1. 质量的概念 一切物体都由物质组成。物体是指某一件具体的东西，物质则是构成物体的材料，一个物体的质量是物体的属性，不随物体的位置、形状、状态、温度变化而变化。 2.
12、 质量的单位 质量单位由大到小排列顺序为：吨、千克、克、毫克，它们顺次是千进位。 3. 托盘天平的使用 托盘天平必须置于水平台上使用，将游码归零后调节平衡螺母使横梁平衡（即指针指在分度盘的中线处），被测物放左盘，砝码放右盘，调节砝码与游码使横梁再次平衡。砝码加游码所示的质量就是待测物质量，与任何测量仪器一样，所测物质量不能超过天平的最大秤量，也不能小于天平的最小感量。天平属精细仪器，必须保持清洁、干燥，要注意轻拿轻放。二. 密度及其实验测定 1. 对密度概念的理解 密度是表征物质特性的物理量。它表示单位体积的某种物质的质量大小。每种物质都有一定的密度，与物体的质量大小、体积大小无关。如：1 g
13、水和1 kg水密度是相同的。不同的物质密度一般是不相同的。如：铁与铝的密度，油与水的密度都不相同。由于水的密度比油大，因此一滴水的密度仍要比一桶油的密度大。 密度是个复合的物理量。根据密度的定义，可以得出密度计算公式=m/v。绝不能认为密度与质量成正比，与体积成反比。 密度公式的意义包含有：（1）不同物质的物体，质量相等时，密度较大的物体其体积较小。（2）不同物质的物体，体积相等时，密度较大的物体其质量较大。 2. 密度的单位及换算 在国际单位中，质量单位是kg，长度单位是m，体积单位就是m3。根据密度计算公式可知密度单位是kg/m3。 在常用单位中，质量单位经常取g，体积单位经常取cm3（即
14、ml），因此常用密度单位是g/cm3。它与国际单位的换算关系是： 以水的密度为例，可写成1gcm3，其意义是1cm3的水质量是1g。 密度的实用单位除gcm3外还可用kgdm3和tm3，有时使用这些单位能使计算简化。 3. 应用天平和量筒测密度 （1）量筒（或量杯）的使用 量筒（或量杯）是用来测定液体体积的仪器。利用排液法也可以间接测定固体的体积。量筒使用前应看清量程及每一小格所表示的体积，量筒（或量杯）的所示体积单位一般是mL，即cm3。倒入、倒出液体时应小心，不能溢出。尤其是用排水法测固体体积时，预先放入的水要适量，水不能少得淹不住物体，也不能多得溢出量杯。 读数时要注意两点：将量筒（或量
15、杯）置于水平桌面上；观察时视线应与筒内液体的凸面顶部（如水银等）或凹面底部（如水等）相平。 （2）测不规则固体物质的密度 固体的质量可直接用天平称得，外形不规则物体的体积可通过“排水法”来测定。从量筒中读出水面指示的两次体积之差即物体排开水的体积也就是物体的体积。然后，根据密度定义公式求得密度。（当然这里可能有密度大于水的，也有密度小于水的） （3）测液体密度 液体体积可以直接用量筒（或量杯）测出，其质量就要通过“补差法”来测定，即先称出容器的质量，再称出容器与液体的总质量，两者之差就是倒入容器内液体的质量，再根据=m/v，求得密度。（三）浮力 全章的基本要求： 1. 应用计算浮力的三种方法。
16、 2. 经历从提出猜想和假设到进行实验探究的过程，发现浮力的大小和液体的密度及排开液体的体积的关系，从而认识阿基米德原理。 3. 通过对物体的浮沉现象的研究，知道物体的浮沉条件。 4. 通过物体浮沉条件的应用，了解物理知识在生产、生活和社会中的应用；知道密度计、潜水艇、气球的原理。 重点内容： 阿基米德原理的实验探究过程，理解阿基米德原理； 能应用计算浮力的三种方法进行计算，从而来解决实际生活中的问题； 熟知物体的浮沉条件及其应用。 难点内容： 对阿基米德原理的理解； 浮力的三种计算方法的灵活应用； 物体的浮沉条件及其应用。 知识结构： 一. 浮力 1. 什么是浮力 浸在液体或气体中的物体会受
17、到液体或气体对它竖直向上的托力，这就是浮力。 2. 物体浮沉条件 浸在液体中的物体，受到两个力的作用重力和浮力，物体的运动状态由这两个力的合力效果决定。根据同一直线二力合成知识可知：当浮力小于重力时，合力方向竖直向下，物体就下沉。当浮力大于重力时，合力方向竖直向上，物体就上浮，直至部分物体露出液面，这种状态叫漂浮。当浮力等于重力时，二力平衡，物体在液内可以静止在任何一个位置，这种状态叫悬浮。 由于我们也学习了阿基米德原理，通过证明我们发现了物体浮沉条件的另一种表述也就是密度表述：当物体的密度大于液体密度时，物体就下沉；当物体的密度小于液体的密度时，物体就上浮。当然它最终要漂浮在液面上，这也就是
18、说当物体的密度小于液体密度时，物体也可能是漂浮；当物体的密度等于液体密度时，物体就悬浮。 3. 浮力产生的原因：物体上下表面所受的压力之差。抓底的物体不受浮力。 4. 计算或测量浮力方法 （1）称重法：先用弹簧秤在空气中测出物体重G，再用弹簧秤测出物体浸在液体中时的重G，弹簧秤二次示数的差就是浸在液体中物体所受的浮力大小，即F浮=G-G。 （2）平衡法：F浮=G物 （3）压力差法：F浮= F向上-F向下 （4）原理法：F浮=G排=液gV排二. 阿基米德原理 影响浮力大小的因素 同学们对影响浮力大小的因素猜想出了许多，但是我们都一一通过实验加以否定，最终我们发现浮力的大小只跟液体的密度和物体排开
19、的液体的体积有关，而跟物体浸入液体中的深度、物体的形状、密度、物体在液体中是否运动等因素无关。 1. 正确理解阿基米德原理 我们通过探究性的实验发现，浮力大小只决定于被排开液体的重力。 阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。由于气体充满整个空间，因此气体中的物体体积始终等于排开气体的体积。 2. 对浮力公式的认识 G排是物体排开液体的重力而不是液体自身的重力。 液是指液体的密度，而不是物体的密度。 V排是排开液体的体积，不一定是物体的体积。三. 浮力的应用 1. 密度计 密度计也叫比重计或浮秤，是工农业生产和科学实验中使用很普遍的一种测量液体密度的仪器。它是一根密闭的玻璃管，上部粗细均匀，
20、内璧贴有刻度纸，下部较粗，下端装有铅丸或水银，使玻璃管能竖直浮在液面上。液面与密度计刻度对齐的地方的数值就是液体的密度。由于其在不同的液体中都是处于漂浮状态，所以其受到的浮力是不变的，也就是都等于密度计的重力，所以其上的刻度是越往上越小。而且越往上其刻度越稀。 2. 盐水选种 盐水选种，就是把种子放在一定浓度的盐水里，利用物体的浮沉与密度的关系把好种子和坏种子分开来。 3. 潜水艇 潜水艇为了能升、降自如，必须使浮力大小不等于重力。潜艇在水下时，由于艇壳不能任意变大或变小，因此浮力是不变的。要想控制上浮、下沉就只有控制自重。潜艇两侧都有水箱，与高压舱相连，高压气作用时就能将水从水舱内排出，减轻
21、潜艇重力至小于浮力时潜艇就上浮；若浮力大小等于重力时潜艇可在水面上保持静止，即悬浮；关闭高压气舱使进水口打开，在水压作用下水舱进水，自重增大到大于浮力时，潜艇开始下沉。 4. 气球和飞艇 气球和飞艇是漂浮在空中的，内部所充气体密度必须小于空气密度，一般充有氢气和氦气。充气时体积增大，排开空气重力增大，浮力也增大。当浮力增大到大于重力时，气球或飞艇就上升；反之，排出一部分氢气或氦气时，气球或飞艇就下降。因此，它们是通过改变浮力来实现上升、下降的。要指出的是，有一种热气球是通过加热方式使球内气体热胀达到减小气体密度增大浮力，因此热气球只要停止加热，气球体积就会缩小而减小浮力，降回地面。（四）压强
22、全章的基本要求： 1. 知道压力的概念，懂得压力垂直于受力面。 2. 理解压强的概念、公式和单位，能应用压强的知识进行有关的计算，解释简单的现象和解决简单的问题。 3. 知道增大和减小压强的方法与途径。 4. 理解液体内部压强的规律，能应用液体压强的知识解释简单的生产、生活中的应用问题。 5. 知道连通器和它的原理，了解一些连通器的应用实例。 6. 知道帕斯卡原理及其应用。 7. 理解大气压强产生的原因；能说出几个证明大气压强存在的事例；能用大气压强解释简单的现象。 8. 知道托里拆利实验和标准大气压的大小。 9. 知道大气压强随高度的增加而减小，大气压强的大小可以用气压计来测量。知道大气压强
23、随高度增加而降低的关系。 10. 知道流体的压强与流速的关系，并能应用这一规律解释简单的现象。 重点内容：对压强概念的理解及对压强知识的应用。液体内部压强的规律与计算。大气压强产生的原因，利用大气压强解释一些现象，对托里拆利实验的理解。 难点内容：对压强概念的理解；应用压强的知识来解决日常生活中的实际问题。应用液体压强的知识来解决日常生活和生产中的实际问题。对托里拆利实验的理解和利用流体压强与流速的关系来解释简单的现象。 知识结构： 一. 压强： 1. 压力 在物理学中，把垂直作用在物体表面的力叫做压力。从定义可知压力的方向总是垂直于被压物体的表面；压力的作用点在被压物体的表面上；压力的大小这
24、个要素则比较复杂，如果一个物体放在水平桌面（或水平地面）上时，这时物体受到的压力就等于物体的重力。压力绝不等同于重力，这只是从大小方面而言的。把一个物体放在斜面上，这时物体对斜面的压力的大小与物体的重力有关，但不是相等的关系。如果把一个物体水平压在一个竖直的墙壁上，这时物体对墙壁的压力的大小就是水平的推力，而与物体的重力无关。明确了压力与重力的大小关系，对于我们来解决压强问题是非常重要的。 2. 压强 如何比较压力的作用效果呢？我们说有三种方法，第一种方法是在压力的大小一定时，可以通过比较受力面积的大小来进行；第二种方法是在受力面积的大小一定时，可以通过比较压力的大小来进行；如果压力和受力面积
25、都不相同，我们就要通过比较压强来进行了。 物理学中把单位面积上受到的压力叫做压强。这里所讲的单位面积也就是1米2。 通过上面压强的定义我们会发现：压强等于压力除以受力面积。也就是 物理上用p表示压强，用F表示压力，用S表示受力面积。 压强公式：PF/S 在国际单位制中，力的单位是“牛顿”，面积的单位是“米2”，压强的单位是“牛米2”。它有一个专门名称叫做帕斯卡，简称帕，用字母“Pa”来表示。 1帕=1牛米2，表示“每平方米面积上受到的压力是1牛顿”。 1Pa的压强很小，相当于把3粒芝麻压成粉，均匀地分布在1cm2的面积上产生的压强。 3. 增大和减小压强的途径与方法 任何物体能够承受的压强都有
26、一定的限度，超过这个限度物体将会被压坏。 要增大压强，一方面可以增大压力，另一方面可以减小受力面积。 要减小压强，一方面可以减小压力，另一方面可以增大受力面积。二. 液体压强： 1. 液体内部压强的特点 液体对容器的底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强；液体压强随深度的增加而增大；在同一深度处，液体向各个方向的压强都相等；在同一深度处，液体压强还与液体的密度有关系，密度越大，压强也就越大。 通过这个结论我们发现液体压强的大小只与液体的密度和深度有关。 2. 液体压强的计算 液体压强的公式pgh。该公式的物理含义： （1）对同种液体，p与深度h成正比，h增大，p增大。 （2）对不同液体，
27、深度一定时，p与液体密度成正比，大的p大。 （3）公式中不包含面积S，所以压强p的大小跟所取的受力面积大小没有关系。 利用公式计算液体压强时，一定要统一单位，即用千克/米3，h用米，g的单位是牛/千克，计算出的压强单位是帕斯卡。同时要理解公式中的h是深度，即液体内某处到自由液面的距离，而不是该处到底部的距离。 3. 连通器原理及其应用 上端开口，下部连通的容器我们就叫做连通器。 在日常生活中有很多的连通器。 连通器原理：连通器里装同种液体且在液体不流动时，各容器中的液面总保持相平。 连通器原理在生活和生产中有着重要的应用。如锅炉水位计和乳牛自动喂水器。 4. 帕斯卡原理及其应用 加在密闭液体上
28、的压强，能够按照原来的大小由液体向各个方向传递。这条规律叫做帕斯卡原理。 帕斯卡原理是许多液压系统和液压机工作的基础。 液压机是由两个大小不同的液缸组成的，在液缸里充满水或油。根据帕斯卡定律，小活塞将这一压力通过液体的压强传递给大活塞，将大活塞顶上去。依据帕斯卡原理，在小活塞上加一较小的力，则在大活塞上会得到很大的力，为此用液压机来压制胶合板、榨油、提取重物、锻压钢材等。三. 大气压强： 1. 大气压强的存在 我们生活在地球上，它的周周被空气层包围。我们生活在大气层的底层。 液体由于具有重力和流动性，所以在液体的内部有压强，而且液体内部向各个方向都有压强。同样我们所生活的大气层的空气也具有重力
29、和流动性。所以大气压强与液体压强有相同之处。 很多的实验都证明了大气压强的存在，如小皮碗的实验、覆杯实验、广口瓶吞蛋、铁皮箱实验等等。 当然第一个证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。 大气层对浸在它里面的物体的压强叫大气压强，简称大气压或气压。地球周周的万物无不在大气层之中，它们都受到大气压强。 2. 大气压强的大小 马德堡半球实验不但说明大气的确对在其中的物体有压强，而且说明这个压强也是非常之大。早在著名的马德堡半球实验之前就由伽利略的学生托里拆利测出了大气压的值。 在托里拆利实验中，测得水银柱的高度为760mm。依据液体压强计算公式计算其大小为：p=gh=13.6103kg/m39.8
30、N/kg0.76m=1.013105Pa 大气压强的值等于1.013105帕斯卡，即等于760mm水银柱产生的压强。（压强的单位多出了两个，一个是mmHg，另一个是cmHg，1mmHg约等于133pa） 大气压很大，我们计算过一个人的身上大约是1.01105牛顿由于人身体内部与外部大气连通，身体内部也同样受到大气压的作用，因而压力也相等，二力平衡，所以人不会被压瘪。人们长期生活在大气里，对大气的这种作用已经适应，所以也没有什么异样感觉。 由于大气压强太大了，我们计算出大气压强可以支持10.3米高的水柱，这样要想用水柱来表征出大气压强，这个水管的长度至少要10.3m。所以托里拆利用水银而不用水来
31、进行实验。 在托里拆利实验中，如果将玻璃管稍稍上提，观察水银柱的高度，结果是不变的。将玻璃倾斜，注意到，水银面上的真空体积有变化，管内水银柱的长度也有变化。当倾斜时，管内水银面上方的真空体积减小，水银柱变长，但是水银柱的高度是不变化的。 3. 大气压的测量 测定大气压的仪器叫气压计。 （1）水银气压计。 （2）无液气压计。 （3）管式弹簧压强计。 4. 大气压的变化 大气压与高度的关系：大气压强随海拔高度的增加而减小。在海平面处的压强最大是760mmHg。这是因为越往高处空气柱越短，而且越往高处空气密度越小，这两个因素决定了越往高处相同受力面积上受到的压力越小，当然也就是大气压强随高度的增加而减小。 同一地点，大气压也不是一成不变的，大气压还随时间而变。 为了便于对比，人们通常把760mmHg的压强叫做标准大气压。用atm来表示。1atm=1.013105Pa. 5. 大气压与沸点的关系： 通过实验我们得到：一切液体的沸点都是气压减小时降低，气压增大时升高 6. 流体压强与流速的关系 液体和气体，它们一个共同的特点是：都具有流动性，统称为流体。 通过实验我们发现流体
