八年级上册科学（核心知识）思维导图

中心主题：八年级上册科学

第一单元：运动和力

• 1 运动的描述

  • 参照物
    • 定义：被选作标准的物体。
    • 特点：任意性，但一旦选定就假定不动。
    • 选择：研究地面上的物体通常选地面为参照物。
  • 机械运动
    • 定义：物体位置随时间的变化。
    • 分类：
      • 直线运动
      • 曲线运动
  • 运动的相对性
    • 同一个物体,选择不同的参照物，运动状态可能不同。
    • 经典例子：坐在行驶火车里的人，以车为参照物是静止的，以地面为参照物是运动的。

• 2 运动的快慢

  • 速度
    • 定义：表示物体运动快慢的物理量。
    • 公式：v = s / t
    • 单位：
      • 国际单位：米/秒 (m/s)
      • 常用单位：千米/小时 (km/h)
      • 换算：1 m/s = 3.6 km/h
    • 分类：
      • 匀速直线运动：速度大小和方向都不变的运动。v 是恒定值。
      • 变速直线运动：速度大小变化的直线运动，用平均速度 (v̄) 描述。
        • v̄ = s_总 / t_总
  • 平均速度的测量
    • 原理：v = s / t
    • 工具：刻度尺（测路程s）、秒表（测时间t）。
    • 注意：必须指明是哪一段路程或哪一段时间内的平均速度。

• 3 力的存在

  • 力的概念
    • 定义：力是物体对物体的作用。
    • 特点：
      • 物质性：力不能脱离物体而存在。
      • 相互性：一个物体对另一个物体施加力的同时，也受到另一个物体对它的力（作用力与反作用力）。
      • 力的作用效果：
        1. 改变物体的运动状态（速度大小或方向）。
        2. 改变物体的形状（形变）。
  • 力的三要素
    • 大小、方向、作用点。
    • 三要素共同决定了力的作用效果。
  • 力的表示
    • 力的示意图：用一根带箭头的线段表示力。
      • 线段起点：作用点。
      • 线段长度：力的大小（按比例标度）。
      • 箭头方向：力的方向。
  • 力的作用是相互的
    • 作用力和反作用力：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上。
    • 例子：手拍桌子，手感到疼；火箭向下喷气，向上飞行。

• 4 常见的力

  • 重力
    • 定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。
    • 方向：竖直向下。
    • 作用点：物体的重心。
    • 大小：G = mg (g ≈ 9.8 N/kg)
  • 弹力
    • 定义：物体发生弹性形变时，对与它接触的物体产生的力。
    • 产生条件：接触、弹性形变。
    • 方向：与形变方向相反。
    • 应用：弹簧测力计（原理：在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比）。
  • 摩擦力
    • 定义：两个相互接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，在接触面上产生一种阻碍相对运动的力。
    • 方向：与相对运动或相对运动趋势的方向相反。
    • 产生条件：接触面粗糙、有压力、有相对运动或趋势。
    • 分类：
      • 静摩擦力
      • 滑动摩擦力
    • 影响滑动摩擦力大小的因素：
      1. 压力大小（压力越大，摩擦力越大）。
      2. 接触面的粗糙程度（接触面越粗糙，摩擦力越大）。
    • 增大有益摩擦：增大压力、使接触面更粗糙。
    • 减小有害摩擦：减小压力、使接触面更光滑（加润滑油）、变滑动为滚动、使接触面分离（气垫、磁悬浮）。

• 5 力与运动

  • 牛顿第一定律（惯性定律）
    • 内容：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
    • 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,一切物体在任何情况下都有惯性。
      • 惯性大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。
    • 应用：解释生活中的现象（如：汽车启动/刹车时人前倾/后仰、拍掉衣服上的灰尘）。
  • 力的平衡
    • 平衡状态：物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
    • 平衡力：使物体处于平衡状态的几个力。
    • 二力平衡
      • 条件：
        1. 作用在同一个物体上。
        2. 大小相等。
        3. 方向相反。
        4. 作用在同一直线上。
      • 结果：物体保持静止或匀速直线运动。

第二单元：光现象

• 1 光的传播

  • 光源
    • 定义：能够发光的物体。
    • 分类：自然光源（太阳、星星）、人造光源（电灯、蜡烛）。
  • 光在同种均匀介质中沿直线传播
    • 现象：影子、日食、月食、小孔成像。
    • 应用：激光准直、射击瞄准。
  • 光速
    • 真空中：c ≈ 3×10^8 m/s。
    • 光速是宇宙中最快的速度。
    • 光在介质中的速度都小于真空中的速度。

• 2 光的反射

  • 反射定律
    • 三线共面：反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
    • 两线分居：反射光线和入射光线分别位于法线两侧。
    • 两角相等：反射角等于入射角 (∠r = ∠i)。
  • 镜面反射与漫反射
    • 镜面反射：平行光射到光滑表面，反射后仍为平行光。（如：平静的水面、镜子）
    • 漫反射：平行光射到粗糙表面，反射后射向各个方向。（如：墙壁、纸张）
    • 注意：无论是镜面反射还是漫反射，都遵循反射定律，我们能从不同方向看到本身不发光的物体，是因为发生了漫反射。
  • 平面镜成像
    • 特点：
      1. 正立的虚像。
      2. 像与物大小相等。
      3. 像与物到镜面的距离相等。
      4. 像与物关于镜面对称。
    • 应用：成像、改变光路（潜望镜）。
  • 球面镜
    • 凸面镜：对光线有发散作用，成正立、缩小的虚像，应用：汽车后视镜、街头拐弯处的反光镜。
    • 凹面镜：对光线有会聚作用，应用：太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜。

• 3 光的折射

  • 折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象。
  • 折射规律
    • 三线共面：折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
    • 两线分居：折射光线和入射光线分别位于法线两侧。
    • 两角关系：
      • 光从空气斜射入水/玻璃中，折射角小于入射角。
      • 光从水/玻璃斜射入空气中，折射角大于入射角。
      • 光垂直射入界面,传播方向不改变（折射角=入射角=0°）。
  • 生活中的折射现象：池水变浅、筷子在水中“折断”、海市蜃楼。

• 4 光的色散与看不见的光

  • 色散
    • 定义：太阳光（白光）通过三棱镜后分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等多种色光的现象。
    • 原因：不同颜色的光通过棱镜的偏折程度不同（红光偏折最小，紫光偏折最大）。
  • 色光的混合
    • 三原色光：红、绿、蓝。
    • 色光混合是“加法混合”。
  • 物体的颜色
    • 透明物体的颜色由它透过的色光决定。
    • 不透明物体的颜色由它反射的色光决定。
    • 白色物体反射所有色光,黑色物体吸收所有色光。
  • 看不见的光
    • 红外线：在红光之外，热效应显著，具有热效应，应用：遥控器、夜视仪、热谱图。
    • 紫外线：在紫光之外，化学效应（使荧光物质发光）、生理效应（杀菌消毒），应用：验钞机、消毒、促进钙吸收。

第三单元：生命活动的调节

• 1 植物的感应性

  • 概念：植物体对外界单方向刺激所作出的反应。
  • 主要类型：
    • 向光性：单侧光刺激，茎弯向光源生长。（如：向日葵）
    • 向地性：重力刺激，根向下生长，茎向上生长。
    • 向水性：水刺激，根向水分充足的地方生长。
    • 向化性：化学物质刺激，如根向肥料较多的地方生长。
    • 向触性：接触刺激，如含羞草叶片闭合、豌豆卷须缠绕。

• 2 动物的行为

  • 先天性行为
    • 定义：生来就有，由遗传物质决定的行为。
    • 特点：不学习就会，适应相对稳定的环境。
    • 例子：蜘蛛结网、蜜蜂采蜜、鸟类迁徙。
  • 后天性行为（学习行为）
    • 定义：出生后在生活过程中通过学习和经验获得的行为。
    • 特点：需要学习，能适应多变的环境。
    • 例子：狗算算术、大山雀偷喝牛奶、黑猩猩钓白蚁。
  • 动物行为的意义：更好地适应环境，提高生存和繁衍的机会。

• 3 人体生命活动的神经调节

  • 神经系统组成
    • 中枢神经系统：脑、脊髓。
      • 脑：大脑（最高中枢，语言、运动、感觉、思维）、小脑（平衡、协调）、脑干（基本生命活动，如呼吸、心跳）。
      • 脊髓：反射和传导功能。
    • 周围神经系统：脑神经、脊神经，连接中枢神经和全身器官。
  • 神经元（神经细胞）
    • 结构：细胞体、树突（接受信息）、轴突（传出信息）。
    • 功能：接受刺激，产生并传导兴奋。
  • 反射
    • 定义：人体通过神经系统对内外刺激所作出的有规律的反应。
    • 反射弧：完成反射的结构基础。

      五部分：感受器 → 传入神经 → 神经中枢 → 传出神经 → 效应器。

    • 非条件反射：生来就有的，如缩手反射、膝跳反射。
    • 条件反射：在生活过程中形成的，如谈虎色变、望梅止渴。
  • 大脑皮层功能区
    • 躯体运动中枢（中央前回）：管理对侧身体运动。
    • 躯体感觉中枢（中央后回）：管理对侧身体感觉。
    • 语言中枢：人类特有（如运动性语言中枢、听觉性语言中枢）。

• 4 人体生命活动的激素调节

  • 内分泌系统
    • 组成：内分泌腺（无导管，分泌物激素直接进入血液）。
    • 主要内分泌腺：垂体、甲状腺、胰岛、肾上腺、性腺、胸腺。
  • 激素
    • 定义：内分泌腺分泌的，对人体有特殊调节作用的微量化学物质。
    • 特点：在血液中含量少，但作用大。
  • 主要激素及功能
    • 胰岛素（胰岛分泌）：调节糖的代谢，降低血糖浓度，分泌不足：糖尿病。
    • 生长激素（垂体分泌）：促进生长发育，幼年分泌不足：侏儒症；幼年分泌过多：巨人症；成年分泌过多：肢端肥大症。
    • 甲状腺激素（甲状腺分泌）：促进新陈代谢和生长发育，提高神经系统的兴奋性，分泌不足：呆小症（幼年）、大脖子病（缺碘）。
    • 肾上腺素（肾上腺分泌）：加快心跳，扩张血管，升高血糖，应对紧急情况。
  • 神经调节与激素调节的关系
    • 神经调节：主导作用，反应迅速、作用精确、持续时间短。
    • 激素调节：辅助作用，反应缓慢、作用范围广、持续时间长。
    • 两者相互协调,共同维持人体内环境的稳定。

第四单元：地球与宇宙

• 1 地球的形状与大小

  • 形状：两极稍扁、赤道略扁的不规则球体。
  • 证据：
    1. 帆船远去时,船身先消失，桅杆后消失。
    2. 站得高,看得远。
    3. 月食现象：地球的影子是圆弧形。
    4. 卫星照片。
  • 大小：赤道周长约4万千米，表面积约5.1亿平方千米。

• 2 地球仪和地图

  • 地球仪：地球的模型。
    • 地轴：假想的旋转轴。
    • 两极：地轴与地球表面的交点（北极点、南极点）。
    • 赤道：与地轴垂直，并平分地球的大圆圈。
    • 经线：连接南北两极的半圆，指示南北方向。
    • 纬线：与赤道平行的圆圈，指示东西方向。
  • 经纬网
    • 经度：0°经线（本初子午线）向东、向西各分180°。
    • 纬度：0°纬线（赤道）向南、向北各分90°。
    • 作用：确定地球上任何一个地点的位置。
  • 地图三要素
    • 方向：一般上北下南，左西右东；有指向标按指向标定方向；经纬网网定方向。
    • 比例尺：图上距离与实地距离的比。比例尺 = 图上距离 / 实地距离。
      • 表示方式：数字式、线段式、文字式。
      • 大小比较：分母越大，比例尺越小，表示范围越大，内容越简略。
    • 图例和注记：地图上的符号和文字说明。

• 3 太阳和月球

  • 太阳
    • 组成：由内到外为日核、辐射层、光球层、色球层、日冕层。
    • 活动标志：黑子（光球层）、耀斑（色球层）。
    • 太阳活动对地球的影响：影响无线电短波通信、产生“极光”、影响气候。
  • 月球
    • 地球唯一的天然卫星。
    • 地貌特征：环形山（最显著特征）、月海、高地。
    • 特点：体积小、质量小、引力小；没有大气层，导致：昼夜温差极大、一片寂静、没有天气现象。

• 4 太阳系

  • 组成：八大行星（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星）、矮行星（如冥王星）、小行星带、彗星、流星体等。
  • 八大行星分类：
    • 类地行星（岩石行星）：水星、金星、地球、火星。
    • 巨行星（气态行星）：木星、土星（体积、质量最大，有光环）。
    • 远日行星：天王星、海王星（主要由冰物质组成）。
  • 运动特征：同向性（公转方向一致）、共面性（轨道平面几乎在同一平面）、近圆性（轨道接近正圆）。

• 5 银河系和宇宙

  • 银河系
    • 形状：侧视似“铁饼”，俯视似“旋涡”。
    • 组成：数千亿颗恒星及大量的气体和尘埃。
    • 大小：直径约10万光年。
    • 太阳系位于银河系的旋臂上。
  • 宇宙
    • 宇宙的起源：大爆炸理论。
    • 星系：由千百亿颗恒星组成的天体系统，如银河系、仙女座星系。
    • 宇宙的层次：地月系 → 太阳系 → 银河系 → 星系团 → 宇宙。
    • 宇宙的演化：从大爆炸开始，宇宙一直在膨胀和演化。