万物都在动。这一章教你两件本事:① 怎么把长度和时间量准;② 怎么用一个数字——速度——把「谁更快」说清楚。
小提示:物理不靠背,靠动手。下面的刻度尺、参照物、速度图像都能自己拖、自己看,量多了就懂了。
高铁 300 km/h,自行车大概 15 km/h。我们凭什么说高铁「快」?光说「它跑得猛」太含糊。
物理的办法是:看它在同一个时间里走了多少路。走得多的,就是快。这一章,我们先学会把长度和时间量准,再学用一个数字——速度——把快慢量化。
主单位是米(m)。常用换算:
认:认清零刻度线、量程、分度值(相邻两刻线间的长度)。
量:零刻度对齐被测端,尺边贴紧被测边,视线正对刻度。
读:读数要估读到分度值下一位。比如分度值是 1 mm,就要读到 0.1 mm(即 0.01 cm)。
记:测量结果 = 准确值 + 估计值 + 单位。
⚠️ 误差是测量值和真实值之间的差异,不可避免(换更精密的尺也只能减小);错误是操作不对,可以避免。误差≠错误。
主单位是秒(s)。1 min = 60 s,1 h = 3600 s。实验室常用停表测较短时间。
机械运动:一个物体相对于其他物体,位置随时间发生变化。这是自然界中最普遍的运动形式。
说一个物体是「运动」还是「静止」,必须先选一个参照物——被选作标准的物体。看研究对象相对于参照物的位置变没变:变了就是运动,没变就是静止。
参照物不同,同一个物体的运动情况可能完全不同。比如你坐在平稳行驶的高铁上:
所以「运动」和「静止」不是绝对的,取决于你选了谁当参照物。
比较快慢有两种法子:时间相同比路程,路程相同比时间。为了公平比较,物理定义一个量:
速度表示单位时间里通过的路程。数值越大,运动越快。
主单位 米每秒(m/s);常用 千米每小时(km/h)。换算:
匀速直线运动:沿直线、快慢不变的运动。s–t 图像是一条过原点的直线,斜率就是速度。
变速直线运动:快慢在变。用平均速度 v = s/t 粗略描述整体快慢。
匀速直线运动的 v–t 图像是一条水平线(速度不变);变速时水平线会起伏。
让小车从斜面顶端滑下,用刻度尺测路程 s,用停表测时间 t,再算:
把斜面分成上、下两段分别测,会发现:小车下滑时,速度越来越大,下半程比上半程快。这正是变速直线运动的例子。
提示:先读整厘米,再读毫米格,最后估一位。例:3.8 cm 之后再估半格 → 3.85 cm。
速度—时间(v–t)图像则是一条水平线:匀速直线运动中速度不变。
① 长度的国际主单位是:____
② 1 km = ____ m
③ 用刻度尺读数时,要估读到:____
④ 判断物体运动还是静止,必须先选:____
⑤ 坐在行驶的高铁上,以高铁为参照物,窗外的树是:____(运动/静止)
⑥ 速度的计算公式是:____(填 v=s/t 之类)
⑦ 自行车 10 秒骑了 60 米,速度是 ____ m/s
⑧ 1 m/s = ____ km/h