初中物理力學(xué)專題講義及測(cè)試題力學(xué)是初中物理的基石，也是解釋自然界萬千現(xiàn)象的鑰匙。從蘋果落地到火箭升空，從橋梁的穩(wěn)固到車輛的行駛，無不與力學(xué)知識(shí)息息相關(guān)。這份講義旨在幫助同學(xué)們系統(tǒng)梳理力學(xué)的核心概念、規(guī)律和應(yīng)用，構(gòu)建清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并通過針對(duì)性的測(cè)試題鞏固所學(xué)，提升解決實(shí)際問題的能力。第一部分：力學(xué)基礎(chǔ)——力的概念與測(cè)量一、力的初步認(rèn)識(shí)力，這個(gè)詞我們并不陌生。推桌子，桌子會(huì)動(dòng)；提水桶，手臂會(huì)感到吃力。在物理學(xué)中，力是物體對(duì)物體的作用。這里有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是“物體對(duì)物體”，說明力不能脫離物體而單獨(dú)存在，至少要有兩個(gè)物體，一個(gè)是施力物體，一個(gè)是受力物體；二是“作用”，這是一個(gè)抽象但核心的概念，它能改變物體的狀態(tài)。力的作用效果主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1.改變物體的形狀：例如，用力捏橡皮泥，橡皮泥會(huì)變形；用力拉彈簧，彈簧會(huì)伸長(zhǎng)。2.改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：這里的“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”包括速度的大小和運(yùn)動(dòng)的方向。比如，靜止的足球被踢飛（速度大小改變），運(yùn)動(dòng)的皮球被接?。ㄋ俣却笮∽?yōu)榱悖?，或者正在直線滾動(dòng)的小球被撞擊后改變方向（運(yùn)動(dòng)方向改變），都是力改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。力的三要素是描述一個(gè)力必不可少的內(nèi)容，它們決定了力的作用效果。這三要素分別是：力的大小、方向和作用點(diǎn)。為了直觀地表示力，我們引入“力的示意圖”：用一條帶箭頭的線段表示力，線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)，箭頭的方向表示力的方向，線段的長(zhǎng)度（按一定比例）表示力的大小。需要強(qiáng)調(diào)的是，力的作用是相互的。當(dāng)你用手拍打桌子時(shí)，手對(duì)桌子施力，同時(shí)桌子也會(huì)對(duì)手施加一個(gè)力，這就是為什么手會(huì)感到疼。我們把其中一個(gè)力叫做作用力，另一個(gè)力就叫做反作用力，它們大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，且分別作用在兩個(gè)物體上。二、力的測(cè)量力有大小，我們需要用專門的儀器來測(cè)量。實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)量力的工具是彈簧測(cè)力計(jì)。彈簧測(cè)力計(jì)的原理是：在彈性限度內(nèi)，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長(zhǎng)量就越長(zhǎng)。這就是所謂的“胡克定律”的簡(jiǎn)化表述。使用彈簧測(cè)力計(jì)前，首先要觀察它的量程（測(cè)量范圍）和分度值（每一小格代表的力的大?。?，確保所測(cè)力的大小不超過量程，以免損壞測(cè)力計(jì)。使用時(shí)，應(yīng)將測(cè)力計(jì)校零，即讓指針指在零刻度線上。如果指針未指零，需要進(jìn)行調(diào)整。測(cè)量時(shí)，要使彈簧的軸線方向與所測(cè)力的方向一致，避免彈簧與外殼發(fā)生摩擦，以免影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。讀數(shù)時(shí)，視線應(yīng)與刻度盤垂直。第二部分：常見的力一、重力我們生活在地球上，一舉一動(dòng)都受到地球的吸引。這種由于地球的吸引而使物體受到的力，叫做重力，通常用字母G表示。重力的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量越大的物體，受到的重力也越大。它們之間的關(guān)系可以用公式表示：G=mg。其中，m是物體的質(zhì)量，單位是千克（kg）；g是一個(gè)比例常數(shù)，叫做重力加速度，其大小約為9.8牛每千克（N/kg），在粗略計(jì)算時(shí)，g也可取10N/kg。這個(gè)公式告訴我們，物體所受的重力是其質(zhì)量的g倍。重力的方向總是豎直向下的。這里的“豎直向下”，指的是垂直于水平面向下，指向地球的中心。我們利用重力的這個(gè)特性制成了重垂線，用于檢查墻壁是否豎直，或者平面是否水平。重力的作用點(diǎn)叫做物體的重心。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，例如均勻球體的重心在球心，均勻長(zhǎng)方體的重心在它的中心。對(duì)于形狀不規(guī)則或質(zhì)量分布不均勻的物體，我們可以通過懸掛法等實(shí)驗(yàn)方法來確定其重心。二、彈力生活中，我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況：壓縮彈簧，彈簧會(huì)對(duì)手產(chǎn)生一個(gè)反抗壓縮的力；拉橡皮筋，橡皮筋會(huì)對(duì)手產(chǎn)生一個(gè)反抗拉伸的力。這種物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力，叫做彈力。彈力產(chǎn)生的條件有兩個(gè)：一是物體間要相互接觸，二是物體要發(fā)生彈性形變（即物體在形變后能恢復(fù)原狀的形變）。常見的彈力包括：壓力、支持力、拉力、推力等，它們本質(zhì)上都是由于物體發(fā)生微小的彈性形變而產(chǎn)生的。例如，放在水平桌面上的書本，會(huì)對(duì)桌面產(chǎn)生一個(gè)向下的壓力，這是因?yàn)闀镜牡撞堪l(fā)生了微小的彈性形變；同時(shí)，桌面對(duì)書本會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的支持力，這是因?yàn)樽烂嬉舶l(fā)生了微小的彈性形變。壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面。三、摩擦力當(dāng)我們推一個(gè)放在地面上的箱子時(shí)，箱子會(huì)受到一個(gè)阻礙它運(yùn)動(dòng)的力；當(dāng)我們走路時(shí)，腳向后蹬地，地面會(huì)給腳一個(gè)向前的力，幫助我們前進(jìn)。這種兩個(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，叫做摩擦力，通常用字母f表示。摩擦力的種類很多，我們初中階段主要學(xué)習(xí)滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力和滾動(dòng)摩擦力?；瑒?dòng)摩擦力：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。例如，黑板擦擦黑板時(shí)，黑板擦與黑板之間的摩擦力。靜摩擦力：兩個(gè)相互接觸的物體，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)但尚未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。例如，推桌子但沒推動(dòng)，桌子與地面之間的摩擦力。滾動(dòng)摩擦力：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。例如，車輪在地面上滾動(dòng)時(shí)受到的摩擦力。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。增大有益摩擦的方法通常有：增大壓力（如用力捏剎車閘）、增大接觸面的粗糙程度（如鞋底有花紋）。減小有害摩擦的方法通常有：減小壓力、減小接觸面的粗糙程度（如給機(jī)器零件加潤(rùn)滑油）、用滾動(dòng)代替滑動(dòng)（如給箱子裝上輪子）、使兩個(gè)接觸面彼此分離（如磁懸浮列車）。第三部分：力與運(yùn)動(dòng)一、牛頓第一定律（慣性定律）在力學(xué)發(fā)展史上，人們對(duì)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。亞里士多德認(rèn)為：有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒有力的作用，物體就要靜止下來。這個(gè)觀點(diǎn)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)被人們所接受，但它是錯(cuò)誤的。伽利略通過理想實(shí)驗(yàn)（斜面實(shí)驗(yàn)）推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)。他認(rèn)為：運(yùn)動(dòng)的物體如果不受力，將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。牛頓在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步的推理和概括，得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)。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)的推理而抽象概括出來的，它不能通過實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，但它所推出的結(jié)論都與事實(shí)相符，因此被公認(rèn)為力學(xué)的基本定律之一。牛頓第一定律揭示了物體具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫做慣性。因此，牛頓第一定律也叫做慣性定律。一切物體都有慣性，慣性是物體的固有屬性，其大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、是否受力等因素?zé)o關(guān)。生活中利用慣性的例子很多，如跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員助跑后起跳、拍打衣服上的灰塵等；同時(shí)，慣性也會(huì)帶來危害，如汽車剎車時(shí)人會(huì)向前傾，因此乘車時(shí)要系好安全帶。二、二力平衡物體在受到幾個(gè)力的作用時(shí)，如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說這幾個(gè)力是平衡的，物體處于平衡狀態(tài)。當(dāng)物體在兩個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，我們就說這兩個(gè)力是平衡力，即二力平衡。二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個(gè)力，大小相等，方向相反，并且作用在同一條直線上。這四個(gè)條件缺一不可?？梢院?jiǎn)記為：同體、等大、反向、共線。例如，靜止在水平桌面上的書本，受到豎直向下的重力G和豎直向上的支持力F支，這兩個(gè)力就是一對(duì)平衡力。它們大小相等（G=F支），方向相反，作用在書本這個(gè)同一物體上，并且在同一條直線上。需要注意的是，二力平衡與力的作用是相互的（作用力與反作用力）是有區(qū)別的。作用力與反作用力是分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上，而平衡力是作用在同一個(gè)物體上。第四部分：壓強(qiáng)一、壓強(qiáng)的概念我們站在雪地上，腳會(huì)陷進(jìn)雪里；而穿上滑雪板后，就不會(huì)陷得那么深了。這是為什么呢？因?yàn)閴毫Ξa(chǎn)生的效果不僅與壓力的大小有關(guān)，還與受力面積的大小有關(guān)。為了描述壓力的作用效果，我們引入壓強(qiáng)這個(gè)物理量。物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強(qiáng)，用字母p表示。壓強(qiáng)的計(jì)算公式是：p=F/S。其中，F(xiàn)表示壓力，單位是牛（N）；S表示受力面積，單位是平方米（m2）；壓強(qiáng)p的單位是帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕（Pa），1Pa=1N/m2。這個(gè)公式告訴我們，在壓力一定時(shí)，受力面積越大，壓強(qiáng)越??；在受力面積一定時(shí)，壓力越大，壓強(qiáng)越大。二、增大和減小壓強(qiáng)的方法根據(jù)壓強(qiáng)公式p=F/S，我們可以找到增大或減小壓強(qiáng)的方法。增大壓強(qiáng)：可以在壓力一定時(shí)，減小受力面積（如刀刃磨得很?。?；或者在受力面積一定時(shí)，增大壓力（如用力釘釘子）。減小壓強(qiáng)：可以在壓力一定時(shí)，增大受力面積（如坦克裝有寬大的履帶）；或者在受力面積一定時(shí)，減小壓力。三、液體的壓強(qiáng)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)：1.液體對(duì)容器底和容器壁都有壓強(qiáng)。2.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。3.液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。4.不同液體的壓強(qiáng)還與液體的密度有關(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)算公式是：p=ρgh。其中，ρ是液體的密度，單位是千克每立方米（kg/m3）；g是重力加速度，取9.8N/kg或10N/kg；h是液體中某點(diǎn)到自由液面的豎直距離，單位是米（m）。四、大氣壓強(qiáng)地球周圍包圍著厚厚的大氣層，大氣層對(duì)浸在它里面的物體也會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)，這個(gè)壓強(qiáng)叫做大氣壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱大氣壓或氣壓。著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)有力地證明了大氣壓的存在。而托里拆利實(shí)驗(yàn)則首次測(cè)出了大氣壓的數(shù)值，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約等于1.01×10?Pa，相當(dāng)于760mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。大氣壓與人類生活息息相關(guān)。例如，用吸管喝飲料、吸盤掛鉤能貼在墻上等，都是利用了大氣壓。大氣壓還會(huì)隨著高度的增加而減小，天氣變化也會(huì)影響大氣壓。第五部分：浮力一、浮力的概念將一個(gè)木塊放入水中，木塊會(huì)漂浮在水面上；將一個(gè)鐵塊放入水中，鐵塊會(huì)下沉，但用手提著鐵塊在水中，會(huì)感到比在空氣中輕。這些現(xiàn)象都表明，浸在液體（或氣體）中的物體受到液體（或氣體）向上托的力，這個(gè)力叫做浮力，通常用字母F浮表示。浮力的方向總是豎直向上的。二、阿基米德原理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。這就是著名的阿基米德原理。該原理同樣適用于氣體。用公式表示為：F浮=G排。進(jìn)一步展開，G排=m排g=ρ液gV排，所以阿基米德原理的公式也可以寫成：F浮=ρ液gV排。其中，ρ液是液體的密度，單位是kg/m3；V排是物體排開液體的體積，單位是m3；g是重力加速度。這個(gè)公式揭示了浮力大小的決定因素：浮力的大小只與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，與物體的密度、形狀、在液體中的深度等因素?zé)o關(guān)。三、物體的浮沉條件浸沒在液體中的物體，受到豎直向下的重力G和豎直向上的浮力F浮。物體的浮沉就取決于這兩個(gè)力的大小關(guān)系：當(dāng)F浮>G時(shí)，物體上浮，最終會(huì)漂浮在液面上（此時(shí)F浮'=G）。當(dāng)F浮=G時(shí)，物體懸浮在液體中，可以停留在液體的任何深度。當(dāng)F浮<G時(shí)，物體下沉，最終沉底（此時(shí)物體還受到容器底的支持力）。對(duì)于實(shí)心物體，也可以通過比較物體密度ρ物和液體密度ρ液的大小來判斷浮沉：ρ物<ρ液時(shí)，物體上浮，最終漂浮。ρ物=ρ液時(shí)，物體懸浮。ρ物>ρ液時(shí)，物體下沉。四、浮力的應(yīng)用浮力在生活和生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。輪船：采用“空心”的辦法，增大排開液體的體積，從而增大浮力，使輪船能漂浮在水面上。輪船的排水量就是指輪船滿載時(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。---力學(xué)專題測(cè)試題一、選擇題（每題只有一個(gè)正確選項(xiàng)）1.下列關(guān)于力的說法中，正確的是（）A.力只能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)B.兩個(gè)物體不接觸，就一定沒有力的作用C.力的作用效果與力的大小、方向和作用點(diǎn)都有關(guān)D.只有相互接觸的物體才會(huì)產(chǎn)生力的作用2.下列事例中，利用物體慣性的是（）A.錘頭松了，把錘柄的一端在硬地上撞擊幾下，錘頭就緊套在錘柄上B.運(yùn)動(dòng)員跑到終點(diǎn)后不能馬上停下來C.汽車行駛時(shí)，司機(jī)和乘客都要系好安全帶D.子彈離開槍膛后仍能繼續(xù)飛行3.一個(gè)物體在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它受到的水平拉力是10N，則它受到的摩擦力大小是（）A.0NB.5NC.10ND.無法確定4.下列關(guān)于壓強(qiáng)的說法中，正確的是（）A.壓力越大，壓強(qiáng)一定越大B.受力面積越小，壓強(qiáng)一定越大C.物體的重力越大，對(duì)接觸面的壓強(qiáng)一定越大D.壓力一定時(shí)，受力面積越大，壓強(qiáng)越小5.將一個(gè)雞蛋輕輕放入盛有水的燒杯中，雞蛋下沉至杯底。若向水中逐漸加鹽并攪拌，下列說法正確的是（）A.雞蛋所受浮力不變B.雞蛋所受浮力逐漸增大，直至雞蛋漂浮C.雞蛋所受重力增大D.雞蛋對(duì)杯底的壓力逐漸增大二、填空題6.力的作用效果有兩個(gè)：一是改變物體的_________，二是改變物體的_________。7.建筑工人常用重垂線來檢查墻壁是否豎直，這是利用了重力的方向總是_________的性質(zhì)。8.用手拍打衣服，衣服上的灰塵就會(huì)落下來，這是因?yàn)榛覊m具有_________。9.潛水員潛入水中的深度不同，受到水的壓強(qiáng)也不同，這說明液體的壓強(qiáng)與液體的_________有關(guān)。10.一艘輪船從河里駛?cè)牒＠铮艿降母×Υ笮________（選填“變大”、“變小