10.2阿基米德原理
1.实验：浮力大小与物体排开液体所受的重力的关系：
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G1,小桶所受的重力G2； ②把物体浸入液体，读出这时测力计的示数为F1，（计算出物体所受的浮力F浮=G1-F1）
并且收集物体所排开的液体;
③ 测出小桶和物体排开的液体所受的总重力G3，计算出物体排开液体所受的重力 G排=G3-G2。 2.内容：
浸入液体中的物体受到液体向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。
3.公式：F
浮
=G排=ρ液gV排
4.从阿基米德原理可知：浮力的大小只决定于液体的密度、物体排液的体积（物体浸入液体的体积），与物体的形状、密度、质量、体积、及在液体的深度、运动状态无关。
10.3物体的浮沉条件及应用：
1、物体的浮沉条件： 状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 F浮与G物 F浮＞G物 F浮＜G物 F浮＝G物 F浮＝G物 V排与V物 对实心物体ρ物与ρ液 ρ物<ρ液 V排=V物 ρ物>ρ液 ρ物=ρ液 V排 1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。轮船的排水量：轮船满载时排开水的质量。轮船从河里驶入海里，由于水的密度变大，轮船浸入水的体积会变小，所以会上浮一些，但是受到的浮力不变（始终等于轮船所受的重力）。 2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。 3)气球和飞艇是靠充入密度小于空气的气体来改变浮力。 4)密度计是漂浮在液面上来工作的，它的刻度是“上小下大”。 4、浮力的计算： 压力差法：F浮=F向上-F向下 称量法：F浮=G物-F拉（当题目中出现弹簧测力计条件时，一般选用此方法） 漂浮悬浮法：F浮=G物 阿基米德法：F浮=G排=ρ液gV排（当题目中出现体积条件时，一般选用此方法） 第十一章 功和机械能 第1节 功 1、功的初步概念：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力做了功。 5 2、功包含的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。 3、功的计算：功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积（功＝力×力的方向上的距离）。 4、功的计算公式：W=Fs 用F表示力，单位是牛（N），用s表示距离，单位是米（m），功的符号是W，单位是牛?米，它有一个专门的名称叫焦耳，焦耳的符号是J，1 J=1 N?m。 5、在竖直提升物体克服重力做功或重力做功时，计算公式可以写成W=Gh；在克服摩擦做功时，计算公式可以写成W=fs。 6、功的原理；使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时(而直接用手)所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。 6、当不考虑摩擦、机械自身重等因素时，人们利用机械所做的功（Fs）等于直接用手所做的功（Gh），这是一种理想情况，也是最简单的情况。 第2节 功率 1、功率的物理意义：表示物体做功的快慢。 2、功率的定义：单位时间内所做的功。 W 3、计算公式：P==Fv t 其中W代表功，单位是焦（J）；t代表时间，单位是秒（s）；F代表拉力，单位是牛（s）；v代表速度，单位是m/s；P代表功率，单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 4、功率的单位是瓦特（简称瓦，符号W）、千瓦（kW）1W=1J/s、1kW=103W。 第3节 动能和势能 一、能的概念 如果一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量。能量和功的单位都是焦耳。具有能量的物体不一定正在做功，做功的物体一定具有能量。 二、动能 1、定义：物体由于运动而具有的能叫做动能。 2、影响动能大小的因素是：物体的质量和物体运动的速度．质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。 3、一切运动的物体都具有动能，静止的物体动能为零，匀速运动且质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降，匀速前进、匀速后退，只要是匀速)动能不变。物体是否具有动能的标志是：是否在运动。 二、势能 1、势能包括重力势能和弹性势能。 2、重力势能： （1）定义：物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。 （2）影响重力势能大小的因素是：物体的质量和被举的高度．质量相同的物体，被举得越高，重力势能越大；被举得高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。 （3）一般认为，水平地面上的物体重力势能为零。位置升高且质量一定的物体（不论匀速升高，还是加速升高，或减速升高，只要是升高）重力势能在增大，位置降低且质量一定的物体（不论匀速降低，还是加速降低，或减速降低，只要是降低）重力势能在减小，高度不变且质量一定的物体重力势能不变。 3、弹性势能： （1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 （2）影响弹性势能大小的因素是：弹性形变的大小（对同一个弹性物体而言）。 （3）对同一弹簧或同一橡皮筋来讲(在一定弹性范围内)形变越大，弹性势能越大。物体是否具有弹性势能的标志：是否发生弹性形变。 第4节 机械能及其转化 1、机械能：动能与势能统称为机械能。动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量。动能和 6 势能可以互相转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，也就是说机械能是守恒的。 2、动能和重力势能间的转化规律： ①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能； ②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 3、动能与弹性势能间的转化规律： ①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能； ②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。 4、自然界中可供人类利用的机械能源有水能和风能．大型水电站通过修筑拦河坝来提高水位，从而增大水的重力势能，以便在发电时把更多的机械能转化为电能。 第十二章 简单机械 第1节 杠杆 1、定义： 一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒叫杠杆。 2、五要素：一点、二力、两力臂。（①“一点”即支点，杠杆绕着转动的点，用“O”表示。②“二力”即动力和阻力，它们的作用点都在杠杆上。动力是使杠杆转动的力，一般用“F1”表示，阻力是阻碍杠杆转动的力，一般用“F2”表示。③“两力臂”即动力臂和阻力臂，动力臂即支点到动力作用线的距离，一般用“L1”表示，阻力臂即支点到阻力作用线的距离，一般用“L2”表示。） 3、杠杆的平衡（杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡）条件是： 动力×动力臂＝阻力×阻力臂； 公式：F1L1＝F2L2。 4、杠杆的应用 （1）省力杠杆：L1＞L2，F1＜F2（省力费距离，如：撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀。） （2）费力杠杆：L1 （3）等臂杠杆：L1＝L2，F1＝F2（不省力、不省距离，能改变力的方向 等臂杠杆的具体应用：天平. 许多称质量的秤，如杆秤、案秤，都是根据杠杆原理制成的。） 第2节 滑轮 1、滑轮是变形的杠杆。 2、定滑轮： ①定义：中间的轴固定不动的滑轮。 ②实质：等臂杠杆。 ③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 ④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G物。绳子自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动的距离SG（或速度vG） 3、动滑轮： ①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） ②实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 ③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 ④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则： 1F?G物 2只忽略轮轴间的摩擦则，拉 力 。绳子自由端移动距离SF（或vF）=2倍的重物移动的距离SG（或vG） 4、滑轮组 7 ①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 ②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。 ③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F?1G物。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力n。绳子自由端移动距离SF（或vF）＝n倍的重物移动的距离SG（或vG）。 （G物?G动）④组装滑轮组方法：首先根据公式n?求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结 F合题目的具体要求组装滑轮。 第3节 机械效率 1、有用功：定义：对人们有用的功。 公式：W有用＝Gh（提升重物）＝W总－W额=ηW总 斜面：W有用＝Gh 2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。 公式：W额＝W总－W有用＝G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面：W额＝fL 3、总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功 公式：W 总 ＝W有用＋W额＝FS＝ W有用W有用? 斜面：W 总 ＝fL+Gh＝FL 4、机械效率：定义：有用功跟总功的比值。 公 式：?=W总Gh斜 面：?= FLGhGhG?? 定滑轮：?=FSFhFGhGhG??动滑轮：?= FSF2h2FGhGhG??滑轮组：?= FSFnhnF5、有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。 6、提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。 7、机械效率的测量： （1）原理：?= W有用W总?Gh FS（2）应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。 （3）器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。 （4）步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。 （5）结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： ①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 ②提升重物越重，做的有用功相对就多。 ③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。 8、绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 8
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