定义:人耳感觉到的声音的高低。
决定音调的因素:(1)频率:频率是表示物体振动快慢的物理量。它等于物体1s内振动的次数。频率的单位是赫兹,简称赫,符号为Hz。如果物体在1s内振动100次,那么频率就是100Hz。
(2)音调与频率的关系:音调的高低取决于振动的频率。频率越高,音调也就越高;频率越低,音调也就越低。
(3)用波形比较频率:如图所示,甲、乙两个音叉的频率不同。在同样时间内,甲振动次数少,频率低,音调低;乙振动次数多,频率高,音调高。
声音的特性(一)响度:人主观上感觉声音的大小(俗称音量),由“振幅”决定,振幅越大响度越大。(单位:分贝dB)
(二)音调:声音的高低(高音、低音),由“频率”决定,频率越高音调越高(频率单位Hz(hertz),赫兹[/url,人耳听觉范围20~20000Hz。20Hz以下称为次声波,20000Hz以上称为超声波)例如,低音端的声音或更高的声音,如细弦声。
(三)音色:声音的特性,由发声物体本身材料、结构决定。
控制变量法理解声音的特性 为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系,可将除这个因素以外的其他因素,人为控制起来,使其保持不变,冉比较研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,然后再综合起来,得出规律的方法称为控制变量法。下面的验证琴弦发声的音调高低受各种因素影响的实验就运用了控制变量法。
例 在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行研究。经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关。
猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关。
猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列 9种规格的琴弦,因为音调的高低取决于声源振动的频率,于是借助一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
(1)为了验证猜想一,应选用编号为_____的琴弦进行实验:为了验证猜想二,应选用编号为________的琴弦进行实验。表中有的材料规格还没有填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。请在表中填上所缺数据。
(2)随着实验的进行,小华又觉得琴弦音调的高低,可能还与琴弦的松紧程度有关,为r验证这一猜想,必须进行的操作是:________。
解析:因为为音调高低取决于多个因素,在实验过程中就必须采用控制变量法,若验证猜想一,所选的琴弦就必须是长度、材料相同,横截面积不同的几根弦,所以应选A、B、C三根弦;同理可知,验证猜想二,要选A、D、F三根弦。若再研究音调与弦松紧的关系,必须用大小相同的力去拨松紧不同的弦,测出两次的频率,然后进行分析、比较。
答案(1)ABC ADF 80 1.02
(2)选取一根琴弦,用一定大小的力拉紧琴弦,拨动琴弦测出此时振动的频率,然后改变琴弦的松紧,用同样大小的力拨动琴弦,测出此时的振动频率,进行分析、比较。
如何理解向暖水壶充水时声音高低的变化 向暖水壶中灌水,能引起水壶中空气柱的振动而发声。水未满时,空气柱较长,振动频率低,音调低。随着水面的升高,空气柱逐渐变短,振动频率逐渐变高,音调逐渐变高。
例如图所示,当往开水瓶中倒水的时候,为什么根据声音就知道瓶中水满不满?
解析:通过听灌水时发出的声音可判断水是否灌满:若声音音调较低,则表示振动频率低,瓶中空气柱较长,水还未灌满;若音调很高,则表示水将灌满。
答案:见解析
一些乐器的音调
各种乐器的音调 |
打击乐器 |
鼓、锣等乐器受到打击时发生振动,发出声音。以鼓为例,鼓皮绷得越紧,音调就越高 |
弦乐器 |
二胡、小提琴和琵琶等通过弦的振动发声。音调的高低取决于弦的粗细、长短和松紧程度。一般情况下,弦越细、越紧、越短,振动频率越高,音调越高 |
管乐器 |
长笛、箫、各种号等,音调的高低取决于所含空气柱的长短。一般来说,长空气柱的振动产生的音调低,短空气柱的振动产生的音调高 |
近视眼:
特点 |
近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体 |
形成原因 |
晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,使来自远处某点的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑
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矫正 |
配戴凹透镜,利用凹透镜对光的发散作用
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近点 |
比正常眼近 |
远点 |
有限远处 |
近视眼的识别及其矫正: 看远处的物体很吃力,只有把物体拿到离眼睛较近处才能看清楚,这种眼睛叫“近视眼”。其特点是“怕远不怕近”。
近视跟的远点为有限距离,近点也比正常眼近。因此,患近视眼的人习惯紧贴在书上看字。由于眼球在前后方向上太长,视网膜距品状体过远,或者晶状体比正常眼凸一些,变得太厚,折射光的能力太强,从无限远处射来的平行光线不能会聚在视网膜上,而会聚点成在视网膜前(如图乙)。矫正近视眼,可配戴用凹透镜制成的近视眼镜(如图丙),使入射的平行光线经凹透镜发散后再射入眼睛,会聚点就能移到视网膜上。
定义、单位:垂直作用在物体表面上的力叫压力。用F来表示,单位是牛(N)。
压力产生的条件:
只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力。如图所示,静止在水平地面上、紧挨墙角的小球,由于墙与小球之间无挤压作用,因而它们之间不存在压力。
方向: 压力的方向与受力物体的表面即支撑面互相垂直且指向受压物体。例如按图钉(图),其方向可以与墙面垂直,与天花板垂直,也可以与水平桌面垂直,无论这个面如何放置,压力的方向总是要与接触面垂直的.这是压力和其他力的一个区别。
大小:压力并不都是由重力产生的,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关。
作用点:在受压物体的接触面上。例在图中画出沿斜面向下滚动的小球对斜面压力的示意图(压力是指垂直压在物体表面上的力)。
压力与重力的区别和联系:
|
重力 |
压力 |
定义 |
由于地球的吸引而使物体受到的力 |
垂直作用在物体表面上的力 |
产生原因 |
由于地球的吸引而产生 |
由于物体对物体的挤压而产生 |
方向 |
总是竖直向下 |
垂直于受压面且指向被压物体 |
作用点 |
物体的重心 |
在受压物体的表面 |
施力物体 |
地球 |
对受力物体产生挤压作用的物体 |
联系 |
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力 |
注意点 |
压力不一定是由于物体受到重力而产生的。物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力
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压强知识梳理:
计算公式:
P=F/S,式中p单位是:帕斯卡,简称:帕,1帕=1牛/米
2,压力F单位是:牛;受力面积S单位是:米
2。
对压强公式的理解:1.此公式适用于任何情况,即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。
2.此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m
2。在计算物体的压强时,只有当F的单位为N,S 的单位为m
2时,压强的单位才能是Pa,因此在计算中必须统一单位。
3.一张报纸平放时对桌子的压强约0.5Pa。成人站立时对地面的压强约为1.5×10
4Pa,它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为1.5× 10
4N。
4.公式中的,是压力而不是重力。即使在某些情况下,压力在数值上等于物体所受的重力,也不应把公式直接写成
,而应先注明F=G得:
。
5.公式中的受力面积S,是指受力物体发生形变的那部分面积,也就是两物体的实际接触面积,而不一定是受力物体的表面积。如图所示,一个圆台形物体置于水平地面上,分别采用A、B两种方式放置,对地面的压力不变,但图A中受力面积是S2,图B中受力面积为S1,而它们都与水平地面的面积大小无关。
6. 由公式推导出F=pS和
可用于计算压力和受力面积的大小。
巧用求柱体压强: 将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上,桌面受到的压强
,所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强,只与固体的密度和高度有关,而与固体的重力、体积和底面积因素无关,应用公式
就给解这类题带来很大方便。
例1如图所示,两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3:1,高度相同,则它们对水平地面的压强之比为( )
A.3:1B.1:3C.1:1D.9:l
解析:本题是分析圆柱体的压强,可直接利用公式
进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同,所以压强相同,选项C正确。
答案:C
定义:物体在单位时间内通过的路程。
速度的单位:国际单位制中,速度的单位是 “米/秒”.符号是“m/s”;交通运输中常用单位是“千米/时”,符号是“km/h”。“m/s”与“km/h”的换算为1m/s=3.6km/h
常见的换算关系有:
1m/s=3.6km/h,5m/s=18km/h
10m/s=36km/h,15m/s=54km/h
20m/s=72km/h,25m/s=90km/h
速度的物理意义:速度这一物理量的物理意义是紧扣定义的,因为速度等于单位时间内经过的路程,某汽车匀速直线运动的速度是15m/s,则表示的物理意义是:每秒钟汽车通过的路程为15m。
注意:千万不要写作:每秒钟汽车通过的路程是15m/s。
惯性是一把双刃剑,既有利又有弊。
惯性的利用
生活中利用惯性的例子很多,如:用手向地上洒水时,手撩起水向前运动,当手停止运动后,由于惯性,手带起的水仍要继续向前运动,所以就被洒出去;在跳远比赛时,运动员跳起后,由于惯性,在空中仍保持一定的速度继续向前运动.最后落在前方;汽车快到达终点时,熄火后由于惯性仍能前进一段距离,这样可以节省汽油;人骑车也是一样,当自行车运动起来后,人停止蹬车,自行车仍会向前运动一段距离,并不会立即停下等,这样的例子还有很多这些都是惯性在生活中的广泛应用。如果没有惯性,这些现象将不复存在。因此对于有益的惯性.我们往往想办法来增大它。由于惯性只与质量有关,质量越大,惯性越大。因此在汽油机、柴油机等热机上我们通过增加飞轮的质量来增加它的惯性,以保持飞轮能持续地旋转下去。
惯性的危害
惯性对我们的影响不都是有益的,在生活中的很多方面,惯性对我们造成了不利的影响,尤其是在交通方面。比如汽车在突然启动、突然刹车、突然转弯或速度大小突然改变时,站在车厢里的乘客的脚虽然与汽车一起改变运动状态,但是人的上身由于惯性还会保持原来的运动状态,冈此往往会摔倒,严重时会造成人身伤害;特别是高速行驶的汽车,由于惯性,在刹车后很难立即停下,还要向前运动一段距离,这样往往会导致车祸的发生。为了避免悲剧的发牛,人们采用了很多应对方法。如为了防止汽车在突然刹车或突然减速时对人造成伤害,强制司乘人员使用安全带,并存汽车上安装安全气囊;另外还对汽车的行驶速度做出了限制。我国的交通法规明确规定:机动车行驶时在没有道路中心线的城市道路速度不能超过30km/h,公路上不能超过40km/h;在同方向只有l条机动车道的城市道路不能超过50km/h,公路上不能超过70km/h。需要说明的是,这些方法虽然都能减小惯性带来的危害,但是却并不能从根本上减小惯性。要真正地减小惯性就要减小物体的质量,针对当前我国运输业超载现象非常普遍的情况,有关部门做出规定:公路客运车辆载客超过额定乘员,货运车辆超过核定承载重量的,会处以相应的经济处罚,严重的还会扣留机动车。这是因为对载重汽车进行限载,既可以减小它对地面的压强,又能减小它的惯性,从而降低车祸的发生率。
运动和静止的相对性: 1.运动是绝对的一切物体都在运动,绝对不动的物体是没有的。
2.静止是相对的我们平常说某物体静止,是指它相对于所选的参照物的位置没有发生变化。实际上这个被选作参照物的物体也在运动(因为一切物体都存运动),所以绝对静止的物体是不存存的.
3.对运动状态的描述是相对的
研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,但都是正确的结论。总之,不事先选定参照物,就无法对某个物体的运动状态作出肯定的回答,说这个物体运动或静止是毫无意义的。
对相对性的理解:
①我们说运动是绝对的,这里的“运动”是一个广义概念,而说运动是相对的,是指对机械运动的描述是相对的。
②相对静止。两个运动物体运动的快慢相同,运动的方向相同,这两个物体就是相对静止。例如,卡车和联合收割机,同样快慢,向同一方向前进,以其中一个为参照物,另一个是静止的,属于相对静止。
判断物体运动的方法判断:
一个物体是否运动,怎样运动,要看它相对于参照物的位置是否在改变和怎样改变。其具体步骤是:①选定一个参照物;②观察比较物体与参照物之间位置有无变化以及怎样变化;③作出判断结论,若发生了位置变化的,则说明该物体相对于参照物在运动;若没有位置变化的,则说明该物体相对于参照物足静止的。同一个物体相对于不同的参照物,运动状态一般是不同的,
例1位于市中心的商业大楼建有观光电梯,乘客在随电梯竖直上升的过程中,可透过玻璃欣赏到楼外美丽的城市景色。分析这一过程中,下列说法正确的是( )
A.以地面为参照物,乘客是静止的 B.以电悌为参照物,乘客是静止的
C.以地面为参照物,电梯是静止的 D.以乘客为参照物,地面是静止的
解析:以地面为参照物,乘客是运动的,所以A 错;以电梯为参照物,乘客是静止的,所以B对;以地面为参照物,电梯是运动的,所以C错;以乘客为参照物,地面是运动的,所以D错
答案:D
力的作用效果:
1.力可以改变物体的运动状态
2.力可以改变物体的形状
对作用效果的理解:
1.力可以改变物体的运动状态
(1)物体运动状态的改变分为三种情况:
一是物体运动方向不变速度大小发生改变,如物体从快到慢、从慢到快、从静止到运动和从运动到静止都是速度大小在改变;
二是物体运动的速度大小不变,运动方向发生改变,如左转弯、右转弯等都是说明其运动方向在改变;三是物体运动速度大小和运动方向同时发生了改变。
(2)力可以改变物体运动状态并不是说物体只要受力,其运动状态就一定要改变,“可以”不是“一定”。如放在水平面上的物理课本,受到重力和支持力的作用处于静止状态。
2.力可以改变物体的形状
用手拉弹簧使弹簧变长了;揉面时,面团形状不断变化;刀片能划破纸;射箭时,拉弯了的弓等等都表明力可以使物体的形状发生改变。
3. 说明:
(1)一个物体只要发生了运动状态的改变或形状的改变,这个物体就一定受到力的作用;
(2)一个物体若受到了力(合力不为0)的作用,则物体要么改变了形状,要么改变了运动状态,要么两者都发生了改变。要根据题意判断是哪一种情况,不能盲目地下结论.
控制变量法研究力的作用效果:
在探究力的作用效果与哪些因素有关时就用到了控制变量法。
例1:如图所示,使一薄钢条的下端固定,现分别用不同的力去推它,使其发生(1)、(2)、(3)、(4)各图所示的形变,如果F1=F3=F4>F2,那么能说明力的作用效果跟力的作用点有关的是( )
A.图(1)和(2)
B.图(1)和(3)
C.图(1)和(4)
D.图(2)和(3)
解析:力的作用效果跟力的大小、方向、作用点有关。当力的方向和作用点相同时,力的作用效果跟力的大小有关,见图(1)和(2);当力的大小和力的作用点相同时,力的作用效果跟力的方向有关,见图(1) 和(3);当力的大小和方向相同时,力的作用效果跟力的作用点有关,见图(1)和(4),因此本题选C。
答案:C
例2:为了探究力能否使物体发生形变,小林把玻璃瓶装满水,然后用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口,组装好的实验装置如图所示。其中,细玻璃管上有刻度,便于观察细玻璃管内水面的变化。小林用力挤压玻璃瓶壁,发现细玻璃管内水面上升了。于是他得出结论:细玻璃管内水面上升,表明是由于手挤压玻璃瓶壁时,瓶内水的温度升高所致,因此不能说明力使玻璃瓶发生了形变。要求只利用如图所示的装置,通过实验证明力能使玻璃瓶发生形变。请你写出主要实验步骤和相应的实验现象。
解析:用力挤压玻璃瓶壁,可以看到细玻璃管内的水面上升,水面上升的高度记为h1,松手后细玻璃管内的水面迅速回到原位置。再用较小的力挤压玻璃瓶壁,可以看到细玻璃管内的水面也上升,水面上升的高度记为h2,且h2小于h1。这说明力的作用使玻璃瓶发生了形变。
摩擦分类:
摩擦力可分为滑动摩擦,滚动摩擦,静摩擦。
摩擦分类:
(1)滑动摩擦:一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦,此时摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。影响滑动摩擦力大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度。在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(2)滚动摩擦:一个物体对在它表面上滚动的物体产生的摩擦,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
(3)静摩擦:一个物体相对于另一个物体来说,有相对运动趋势,但没有相对运动时产生的摩擦,它随外力的变化而变化,当静摩擦力增大到最大静摩擦时,物体就会运动起来。