初中物理力學(xué)知識(shí)點(diǎn)串講教案各位同學(xué)，大家好。今天我們來一起梳理一下初中物理中力學(xué)的知識(shí)脈絡(luò)。力學(xué)，顧名思義，是研究“力”以及“力與運(yùn)動(dòng)”關(guān)系的學(xué)問。它是物理學(xué)的基石，也是我們理解自然界萬千現(xiàn)象的鑰匙。從蘋果落地到天體運(yùn)行，從推箱子到火箭升空，都離不開力學(xué)原理的身影。本次串講，希望能幫助大家構(gòu)建一個(gè)清晰的力學(xué)知識(shí)框架，找到各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，做到融會(huì)貫通，而非簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)堆砌。一、力學(xué)的基石：力的概念與描述我們的力學(xué)之旅，首先要明確“力”究竟是什么。1.1力的本質(zhì)：物體間的相互作用力，不是一個(gè)具體的“東西”，而是一種物體對(duì)物體的作用。這意味著，談到力，必須有兩個(gè)物體：一個(gè)是施力物體，一個(gè)是受力物體。而且，這種作用是相互的——你給我一個(gè)力，我必然也給你一個(gè)力。比如，你推墻，墻也在推你，這就是力的相互性。我們用符號(hào)F來表示力。1.2力的作用效果：看得見的改變力的作用效果主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：*改變物體的形狀：捏橡皮泥，橡皮泥變形了；拉彈簧，彈簧伸長(zhǎng)了。這些都是力使物體發(fā)生形變的例子。*改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：這里的“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”包含兩層含義，一是速度大小的改變（比如靜止的足球被踢飛，速度從零變大；行駛的汽車剎車，速度變小直至停止），二是運(yùn)動(dòng)方向的改變（比如水平拋出的石子，其運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線，方向時(shí)刻在變；繞操場(chǎng)跑圈，方向也在不斷改變）。只要速度的大小或方向有一個(gè)發(fā)生了變化，我們就說物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了。1.3力的三要素與力的示意圖：精確描述力要完整地描述一個(gè)力，僅僅知道它存在是不夠的，還需要說明它的大小、方向和作用點(diǎn)。這三者被稱為力的三要素。為了更直觀地表示力，我們引入力的示意圖。畫力的示意圖時(shí)，要用一條帶箭頭的線段：線段的起點(diǎn)（或終點(diǎn)）表示力的作用點(diǎn)；線段的長(zhǎng)度（按一定比例）表示力的大??；箭頭的指向表示力的方向。在示意圖旁，通常還會(huì)用數(shù)字和單位標(biāo)出力的大小。1.4力的測(cè)量：彈簧測(cè)力計(jì)力的大小用牛頓來衡量，簡(jiǎn)稱牛，符號(hào)是N。測(cè)量力的常用工具是彈簧測(cè)力計(jì)。使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，要注意看清量程和分度值，確保所測(cè)力的大小不超過其量程；使用前要校零；測(cè)力時(shí)，要使彈簧測(cè)力計(jì)內(nèi)的彈簧軸線方向與所測(cè)力的方向一致，避免摩擦。二、常見的力：我們身邊的“推手”了解了力的基本概念，我們來認(rèn)識(shí)幾種生活中常見的力。2.1重力：讓我們“腳踏實(shí)地”的力由于地球的吸引而使物體受到的力，叫做重力，用符號(hào)G表示。重力的施力物體是地球。*重力的方向：總是豎直向下的。這就是為什么我們跳起來總會(huì)落回地面，為什么水總是往低處流。建筑工人用重垂線來檢查墻壁是否豎直，就是利用了重力方向豎直向下的原理。*重力的作用點(diǎn)：物體的重心。對(duì)于形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體，其重心通常在它的幾何中心上。*重力的大?。何矬w所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。用公式表示就是G=mg。其中，g是一個(gè)比例常數(shù)，我們?cè)诔踔须A段，一般取g=9.8N/kg（有時(shí)為了計(jì)算方便，可取10N/kg）。它的物理意義是：質(zhì)量為1kg的物體受到的重力約為9.8N。2.2彈力：“能屈能伸”的力物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力，叫做彈力。比如，被拉長(zhǎng)或壓縮的彈簧會(huì)對(duì)手產(chǎn)生彈力，放在桌面上的書本，桌面會(huì)對(duì)書本產(chǎn)生向上的支持力（這也是一種彈力，因?yàn)樽烂姘l(fā)生了微小的形變），書本也會(huì)對(duì)桌面產(chǎn)生向下的壓力（同樣是彈力）。*彈力產(chǎn)生的條件：一是物體間要相互接觸，二是物體間要發(fā)生彈性形變。*彈簧測(cè)力計(jì)的原理：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)量（或壓縮量）跟它受到的拉力（或壓力）成正比。2.3摩擦力：阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的“阻力”與“動(dòng)力”兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫做摩擦力，用符號(hào)f表示。*摩擦力的方向：總是與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）的方向相反。*影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素：主要有兩個(gè)，一是壓力的大小，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；二是接觸面的粗糙程度，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大。*增大和減小摩擦的方法：*增大有益摩擦：增大壓力（如用力捏車閘）、增大接觸面粗糙程度（如鞋底有花紋）。*減小有害摩擦：減小壓力、減小接觸面粗糙程度（如加潤(rùn)滑油、氣墊船）、用滾動(dòng)代替滑動(dòng)（如軸承）、使接觸面分離（如磁懸浮列車）。*摩擦力的“兩面性”：摩擦力并非總是阻力。例如，我們走路時(shí)，腳向后蹬地，地面給腳一個(gè)向前的摩擦力，這個(gè)摩擦力就是我們前進(jìn)的動(dòng)力。三、力與運(yùn)動(dòng)：揭開運(yùn)動(dòng)的奧秘力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，是力學(xué)的核心問題之一。3.1牛頓第一定律（慣性定律）：運(yùn)動(dòng)不需要力來維持在探究“力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系”的歷史上，亞里士多德認(rèn)為“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”，這一觀點(diǎn)曾長(zhǎng)期被人們接受。但伽利略通過理想實(shí)驗(yàn)，推翻了這一錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。最終，牛頓在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，提出了著名的牛頓第一定律：一切物體在沒有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。*這個(gè)定律揭示了：物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。*由于現(xiàn)實(shí)中不受力的物體是不存在的，所以牛頓第一定律是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)推理概括出來的。3.2慣性：物體的“惰性”物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，叫做慣性。牛頓第一定律也叫做慣性定律。*慣性是一切物體固有的屬性：無論是固體、液體還是氣體，無論物體是靜止還是運(yùn)動(dòng)，無論受力還是不受力，都具有慣性。*慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)：質(zhì)量越大，慣性越大；質(zhì)量越小，慣性越小。與物體的速度、受力情況等無關(guān)。*生活中的慣性現(xiàn)象隨處可見：汽車剎車時(shí)，乘客身體會(huì)前傾；拍打衣服可以去掉灰塵；運(yùn)動(dòng)員助跑后能跳得更遠(yuǎn)。我們要學(xué)會(huì)利用慣性，同時(shí)也要注意防止慣性帶來的危害（如乘車系安全帶）。3.3二力平衡：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的奧秘如果一個(gè)物體在兩個(gè)力的作用下，能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說這兩個(gè)力是平衡的，簡(jiǎn)稱二力平衡。*二力平衡的條件：作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，大小相等，方向相反，并且作用在同一條直線上。（即“同體、等大、反向、共線”）*平衡力與相互作用力的區(qū)別：平衡力是作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力；而相互作用力（如你推墻，墻也推你）是作用在兩個(gè)不同物體上的力，它們大小相等、方向相反、作用在同一直線上，但不能相互平衡。3.4力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系總結(jié)*物體不受力或受平衡力（合力為零）時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變（靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)）。*物體受非平衡力（合力不為零）時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變（速度大小或方向改變）。四、壓強(qiáng)：壓力的作用效果力作用在物體上會(huì)產(chǎn)生效果，同樣的力，作用在不同的面積上，效果可能大相徑庭。4.1壓力：垂直作用于物體表面的力壓力是指垂直作用在物體表面上的力。壓力的方向總是垂直于接觸面并指向被壓物體。壓力和重力是不同的概念。只有當(dāng)物體放在水平面上且無其他外力時(shí)，物體對(duì)水平面的壓力大小才等于物體所受的重力大小，即F=G。其他情況下，壓力大小不一定等于重力。4.2壓強(qiáng)：表示壓力作用效果的物理量為了描述壓力的作用效果，我們引入壓強(qiáng)的概念。物體單位面積上受到的壓力叫做壓強(qiáng)。*公式：p=F/S*p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積（指兩物體相互接觸并發(fā)生擠壓的那部分面積）。*單位：帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕，符號(hào)是Pa。1Pa=1N/m2。*增大和減小壓強(qiáng)的方法：*增大壓強(qiáng)：增大壓力（如用力釘釘子）、減小受力面積（如刀刃磨得很薄）。*減小壓強(qiáng)：減小壓力、增大受力面積（如坦克裝有寬大的履帶）。4.3液體的壓強(qiáng)：液體內(nèi)部的“隱形”壓力液體由于受到重力作用，并且具有流動(dòng)性，所以液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。*液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)：*液體對(duì)容器底和容器壁都有壓強(qiáng)。*液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。*在同一深度，液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等。*液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。*不同液體的壓強(qiáng)還跟液體的密度有關(guān)，在深度相同時(shí)，液體密度越大，壓強(qiáng)越大。*液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式：p=ρgh*ρ表示液體的密度，g是重力常數(shù)，h表示液體中某點(diǎn)到自由液面的豎直距離（即深度）。*這個(gè)公式表明，液體壓強(qiáng)只與液體的密度和深度有關(guān)，與液體的多少、容器的形狀等無關(guān)。4.4大氣壓強(qiáng)：我們“沉浸”其中的氣體壓強(qiáng)和液體一樣，空氣也具有流動(dòng)性，同時(shí)空氣也受到重力作用，因此空氣內(nèi)部向各個(gè)方向也都存在壓強(qiáng)，這種壓強(qiáng)叫做大氣壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱大氣壓或氣壓。*著名的證明大氣壓存在的實(shí)驗(yàn)：馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。*大氣壓的測(cè)量：托里拆利實(shí)驗(yàn)首次較精確地測(cè)出了大氣壓的值。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值約為1.013×10?Pa，相當(dāng)于760mm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。*大氣壓的應(yīng)用：吸盤掛鉤、吸管喝飲料、抽水機(jī)等都是利用大氣壓工作的。五、浮力：水中物體的“升力”浸在液體（或氣體）中的物體，會(huì)受到液體（或氣體）對(duì)它豎直向上的托力，這個(gè)力叫做浮力。5.1浮力產(chǎn)生的原因：上下表面的壓力差浮力是由于液體（或氣體）對(duì)物體向上和向下的壓力差產(chǎn)生的。即F浮=F向上-F向下。5.2阿基米德原理：浮力大小的計(jì)算阿基米德原理告訴我們：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。*公式：F浮=G排=ρ液gV排*ρ液是液體的密度，V排是物體排開液體的體積，g是重力常數(shù)。*這個(gè)原理同樣適用于氣體。5.3物體的浮沉條件：密度與重力的“較量”浸在液體中的物體，其浮沉取決于它所受到的浮力F浮和重力G物的大小關(guān)系：*當(dāng)F浮>G物時(shí)，物體上浮，最終漂浮在液面上（此時(shí)F浮'=G物）。*當(dāng)F浮=G物時(shí)，物體懸浮在液體中（可以停留在液體任何深度）。*當(dāng)F浮<G物時(shí)，物體下沉，最終沉底。*從密度角度看（實(shí)心物體）：*當(dāng)ρ物<ρ液時(shí)，物體上浮，最終漂浮。*當(dāng)ρ物=ρ液時(shí)，物體懸浮。*當(dāng)ρ物>ρ液時(shí)，物體下沉。5.4浮力的應(yīng)用：從輪船到潛水艇*輪船：利用“空心”的辦法增大排開液體的體積，從而增大浮力，使密度大于水的鋼鐵能漂浮在水面上。輪船的排水量指的是輪船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量。*潛水艇：通過改變自身重力（水艙充水或排水）來實(shí)現(xiàn)上浮和下沉。*氣球和飛艇：里面充入密度小于空氣的氣體（如氫氣、氦氣或熱空氣），依靠空氣的浮力升空。六、力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用與拓展力學(xué)知識(shí)之間是相互聯(lián)系的。例如，在分析一個(gè)靜止在斜面上的物體受力時(shí)，我們會(huì)用到重力、彈力（支持力）、摩擦力的概念，以及二力平衡的知識(shí)。在計(jì)算液體對(duì)容器底的壓力時(shí)，我們可能需要先根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh求出壓強(qiáng)，再根據(jù)F=pS求出壓力。解決力學(xué)問題，關(guān)鍵在于：1.明確研究對(duì)象：確定我們要分析哪個(gè)物體。2.進(jìn)行受力分析：準(zhǔn)確找出研究對(duì)象所受到的所有力，并畫出受力示意圖。3.分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：判斷物體是靜止、勻速直線運(yùn)動(dòng)還是變速運(yùn)動(dòng)。4.運(yùn)用物理規(guī)律：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力情況，選擇合適的物理規(guī)律（如二力平衡、阿基米德原理等）進(jìn)行求解。希望通過本次串講，大家能對(duì)初中力學(xué)知識(shí)有一個(gè)更系統(tǒng)、更深入的理解。