八年级下册物理思维导图

中心主题：八年级下册物理

第一单元：运动和力

第一章：机械运动

• 核心概念：描述物体运动状态的物理量

  • 长度与时间的测量

    • 单位：
      • 长度：国际单位是 米，符号 m，常用单位：km, dm, cm, mm, μm, nm。

        换算：1km = 1000m；1m = 10dm = 100cm = 1000mm；1mm = 1000μm。

      • 时间：国际单位是 秒，符号 s，常用单位：h, min。

        换算：1h = 60min = 3600s。

    • 测量工具：
      • 长度：刻度尺 (正确使用：选对、放对、看对、读对、记对)。
      • 时间：秒表/停表。
    • 误差：
      • 定义：测量值与真实值之间的差异。
      • 产生原因：仪器精密度限制、实验者估读。
      • 减小方法：多次测量求平均值、选用更精密仪器、改进测量方法。
      • 误差不可避免，错误可以避免。

  • 运动的描述

    • 机械运动： 物体位置随时间的变化,宇宙中最普遍的现象。
    • 参照物：
      • 定义：为研究物体运动而假定为不动的物体。
      • 选择：任意选择，但一旦选定,就视为静止。
      • 特点：运动和静止是相对的,物体的运动状态取决于所选的参照物。
      • 应用：以地面为参照物，或以自身为参照物（如司机感觉乘客静止）。

  • 运动的快慢——速度

    • 定义： 物体在单位时间内通过的路程,表示运动快慢的物理量。
    • 公式： v = s / t
      • v：速度，单位 m/s。
      • s：路程，单位 m。
      • t：时间，单位 s。
    • 单位换算： 1m/s = 3.6 km/h。
    • 分类：
      • 匀速直线运动：
        • 定义：沿直线运动,速度大小和方向都不变。
        • 特点：在任意相等时间内,通过的路程相等。
        • 图像：
          • s-t 图像：过原点的倾斜直线（斜率表示速度）。
          • v-t 图像：平行于时间轴的直线。
      • 变速运动：
        • 定义：速度变化的运动。
        • 描述：用 平均速度 (v̄ = s_总 / t_总) 来粗略描述其快慢。

  • 测量平均速度

    • 原理： v = s / t
    • 器材： 斜面、小车、刻度尺、秒表、金属片。
    • 步骤： 测出小车通过的路程 s 和所用时间 t,计算平均速度。
    • 注意： 测量时间时,应让小车从同一位置由静止滑下。

第二章：力

• 核心概念：力是改变物体运动状态的原因

  • 力的作用效果

    • 力可以改变物体的形状 (形变)：如拉伸、压缩、弯曲。
    • 力可以改变物体的运动状态：
      • 运动状态包括：速度的大小和方向。
      • 力可以：使物体由静止变为运动、由运动变为静止、运动快慢改变、运动方向改变。

  • 力的三要素

    • 定义：影响力的作用效果的因素。
    • 三个要素：大小、方向、作用点。
    • 表示：力的示意图：用一根带箭头的线段表示力，线段起点表示作用点，箭头方向表示力的方向，线段长度（按比例）表示力的大小。

  • 力的作用是相互的

    • 定义：一个物体对另一个物体施加力的同时,也受到后者对它的力。
    • 特点：相互力大小相等、方向相反、作用在不同物体上、同时产生同时消失。
    • 例子：划船时，桨向后划水，水向前推桨；走路时，脚向后蹬地,地向前推人。

  • 弹力

    • 定义：物体由于发生弹性形变而产生的力。
    • 产生条件：① 接触；② 发生弹性形变。
    • 常见弹力：压力、支持力、拉力、推力。
    • 测量工具：弹簧测力计。
      • 原理：在弹性限度内,弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比。
      • 使用方法：观察量程和分度值；调零；沿轴线方向测量；视线要与刻度板垂直。

  • 重力

    • 定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。
    • 施力物体：地球。
    • 方向：竖直向下 (指向地心)。
    • 作用点：物体的重心。
      • 质量分布均匀、形状规则的物体重心在几何中心。
      • 质量不均匀或形状不规则的物体,可以用悬挂法找到重心。
    • 大小：G = mg
      • G：重力，单位 N。
      • m：质量，单位 kg。
      • g：重力与质量的比值，约等于 8 N/kg，粗略计算可取 10 N/kg。

第三章：牛顿第一定律

• 核心概念：力与运动的关系

  • 牛顿第一定律 (惯性定律)

    • 内容：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。
    • 理解：
      • “总保持”指原来静止的静止,原来运动的做匀速直线运动。
      • “没有受到力的作用”是一种理想状态,现实中不存在。
      • 该定律是通过实验+推理得出的。

  • 惯性

    • 定义：物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。
    • 惯性是物体的一种属性,不是力。
    • 大小只与质量有关，质量越大,惯性越大。
    • 现象：突然启动/刹车时人向后/前倾；甩掉手上的水；拍掉衣服上的灰尘。

  • 二力平衡

    • 定义：物体在两个力的作用下，保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力是平衡的。
    • 二力平衡条件 (同体、等大、反向、共线)：
      1. 作用在同一个物体上。
      2. 大小相等。
      3. 方向相反。
      4. 作用在同一条直线上。
    • 与相互作用力的区别： | 特征 | 平衡力 | 相互作用力 | | :--- | :--- | :--- | | 作用物体 | 同一个物体 | 两个不同物体 | | 力的性质 | 可以是不同性质的力 | 一定是同性质的力 | | 力的效果 | 可以相互抵消，效果为0 | 各自产生效果，不能抵消 |

  • 力与运动的关系

    • 合力： 如果一个力产生的效果与几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力。
    • 合成规则： 同一直线上，方向相同的力，合力大小等于分力之和；方向相反的力，合力大小等于分力之差,方向与较大的力相同。
    • • 合力为零 (F_合 = 0)：物体处于平衡状态 (静止或匀速直线运动)。
      • 合力不为零 (F_合 ≠ 0)：物体的运动状态一定发生改变 (速度大小或方向改变)。

第二单元：压强和浮力

第九章：压强

• 核心概念：压力的作用效果

  • 压力

    • 定义：垂直作用在物体表面上的力。
    • 方向：垂直于受力面。
    • 与重力的区别：重力方向竖直向下，压力方向垂直于接触面；有时压力由重力产生，但有时不是（如手按图钉）。

  • 压强

    • 定义：物体所受压力的大小与受力面积之比,表示压力作用效果的物理量。
    • 公式： p = F / S
      • p：压强，单位 帕斯卡。
      • F：压力，单位 N。
      • S：受力面积，单位 m²。 (1 Pa = 1 N/m²)
    • 增大或减小压强的方法：
      • 增大压强： 增大压力、减小受力面积 (如刀刃、针尖)。
      • 减小压强： 减小压力、增大受力面积 (如宽书包带、坦克履带)。

  • 液体的压强

    • 特点：
      • 液体对容器底部和侧壁都有压强。
      • 液体内部向各个方向都有压强。
      • 在同一深度，液体向各个方向的压强相等。
      • 液体的压强随深度的增加而增大。
      • 在同一深度，液体的压强与液体密度有关，密度越大,压强越大。
    • 公式： p = ρgh
      • 液体密度，单位 kg/m³。
      • g：9.8 N/kg。
      • h：深度 (从液面到某点的竖直距离)，单位 m。
    • 连通器：
      • 定义：上端开口、底部连通的容器。
      • 特点：静止在连通器内的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总是保持相平。
      • 应用：船闸、锅炉水位计、茶壶、乳牛自动饮水器。

  • 大气压强

    • 定义：空气对浸在它里面的物体产生的压强。
    • 存在证明：马德堡半球实验、覆杯实验。
    • 特点：
      • 大气向各个方向都有压强。
      • 大气压随海拔高度的增加而减小。
    • 测量：
      • 托里拆利实验：测量出了大气压的值，标准大气压支持约 760mm 高的水银柱，约等于 013 × 10⁵ Pa。
      • 气压计： 水银气压计、金属盒气压计（无液气压计）。
    • 与沸点的关系： 一切液体的沸点都是气压减小时降低，气压增大时升高,高压锅就是利用了高压下沸点升高的原理。

  • 流体压强与流速的关系

    • 规律： 在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。
    • 应用：
      • 升力： 飞机机翼上表面凸起，流速大压强小；下表面平，流速小压强大,产生向上的升力。
      • 现象： 站在站台安全线外候车；两艘并排的船不能靠得太近。

第十章：浮力

• 核心概念：浸在液体（气体）中的物体受到的竖直向上的力

  • 浮力

    • 定义：浸在液体（或气体）中的物体受到的液体（或气体）对它竖直向上的托力。
    • 产生原因： 物体上、下表面受到的液体压力差 (F_浮 = F_向上 - F_向下)。
    • 方向： 竖直向上。

  • 阿基米德原理

    • 内容：浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。
    • 公式： F_浮 = G_排 = ρ_液 g V_排
      • F_浮：浮力，单位 N。
      • ρ_液：液体密度，单位 kg/m³。
      • V_排：物体排开液体的体积，单位 m³。
      • 注意： 浮力大小只与液体密度和排开液体体积有关，与物体密度、形状、浸没深度等无关。

  • 物体的浮沉条件

    • 比较 F_浮 与 G_物：
      • F_浮 > G_物：上浮 (最终漂浮，F_浮' = G_物)。
      • F_浮 = G_物：悬浮 或 漂浮 (物体可以静止在液体中任何位置)。
      • F_浮 < G_物：下沉。
    • 比较 ρ_物 与 ρ_液：
      • ρ_物 < ρ_液：上浮 (最终漂浮)。
      • ρ_物 = ρ_液：悬浮。
      • ρ_物 > ρ_液：下沉。

  • 浮力的应用

    • 轮船： 采用空心的方法增大体积，从而增大排开水的体积，增大浮力，漂浮时 F_浮 = G_船。
    • 潜水艇： 通过改变自身重力来实现上浮和下潜，浸没时,浮力不变。
    • 气球和飞艇： 内部充入密度小于空气的气体（如氢气、氦气），通过改变气囊里气体的体积来改变浮力,实现升降。
    • 密度计： 测量液体密度的仪器，漂浮在液面上，F_浮 = G_计，所测液体密度越大，密度计浸入液体的体积越小,露出部分越多。