一、机械运动
(一)物体的简单运动
1.机械运动
在物理学里,把物体位置的变化(一个物体相对于另一个物体位置的改变)叫作机械运动。
2.参照物
要描述一个物体是运动的还是静止的,总要先选定一个标准物体作为参照,这个选定的标准物体叫参照物。
选取原则:
①参照物的选择是任意的,但不能选择被研究的物体本身作为参照物
②研究同一物体的运动状态时,可以选择不同的物体作为参照物
③研究多个物体的运动状态时,通常选择同一个参照物
④为了方便研究,一般选择地面或相对地面静止的物体作为参照物
3.运动和静止的相对性
同一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。所以,在描述一个物体的运动情况的时候,一定要明确参照物。研究地面上物体的运动情况,常选择地面或地面上静止不动的建筑物、树木等作为参照物。
4.比较物体运动快慢的两种方法
(1)在相同的时间内,比较物体经过的路程,经过路程长的物体运动得快。
(2)在物体运动相同路程的情况下,比较它们所用的时间,所用时间短的物体运动得快。
5.速度:表示物体运动快慢的物理量。
(1)物体运动越快,速度越大;物体运动越慢,速度越小。速度等于运动物体在单位时间内通过的路程。
(2)速度公式:。
6.匀速直线运动
(1)物体沿一直线运动,运动方向不变且在任何相等时间里通过的路程都相等,或者说速度的大小和方向都不改变的运动,称为匀速直线运动。
(2)匀速直线运动的特征:一是运动的路径是直线;二是运动的快慢保持不变,即它的速度是一个恒量,任一时刻速度(v)都相同。路程的表达式:,即路程与时间成正比。
匀速直线运动和变速直线运动的区别
匀速直线运动 变速直线运动(以一种情况为例)
频闪实例
s-t图像 相同时间,路程相同 相同时间,路程不同
v-t图像 速度v跟时间t无关 时间t越长,速度v越大
s与t比值 不变 变化
7.平均速度
我们用平均速度来描述做变速直线运动物体的运动快慢,它表示的是运动物体在某一段路程内(或某一段时间内)的平均快慢程度。平均速度的公式是。
(二)长度、时间的测量
1.时间的测量
(1)测量时间的工具有停表、机械钟、石英钟、日晷、沙漏等,停表能方便地用手启动和停止,在实验室中常用来测量时间间隔。
(2)在国际单位制中,时间的单位是秒(s)。常用的时间单位还有小时(h)、分钟(min)等。1 h=60 min,1 min=60 s,1 h=3 600s。
2.长度的测量
(1)测量长度的工具有刻度尺、卷尺、游标卡尺、螺旋测微器,常用的工具为刻度尺。
(2)在国际单位制中,长度的单位是米(m),常用的单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(um)、纳米(nm)等。
长度测量的特殊方法
测量细铜丝的直径:现有一卷粗细均匀的细铜丝,要求测出它的直径。试一试,并把测量步骤和方法写出来。测量方法:找一支圆铅笔,把细铜丝捋直,将金属丝在铅笔上依次密绕适当的圈数n,用有毫米刻度的刻度尺量出这个线圈的长度L,再将线圈长除以圈数所得的商就是金属丝的直径d = L/n 。
测量硬币的直径、硬币的周长:如图所示,用直尺和三角板把硬币紧压在桌面边缘;借助两把三角板和一把刻度尺来进行测量。或用两把三角板紧夹住硬币,均可从刻度尺上读出硬币的直径d。根据公式L = πd 求出硬币的周长。
3.刻度尺的使用和读数
(1)会选:根据实际情况及测量要求选择测量范围和分度值适当的刻度尺。
(2)会放:零刻度线或某一整数刻度线对准被测物体的一端,有刻度线的一边紧靠(或贴近)被测物体且与被测边保持平行。
(3)会看:读数时,视线要正对刻度线,且与尺面垂直,如图中的B。
(4)会读:读数时,要估读到分度值的下一位。
(5)会记:记录的测量结果要有准确值和估计值。
4.误差:测量值和真实值之间的差异。
(1)误差与错误:误差是由于测量仪器不精确、实验方法粗略、环境因素对测量仪器的影响等客观原因造成的,加上测量者自身的主观因素的影响,使得误差不可避免;错误是由于测量不遵守仪器的使用规则,测量方法错误,读数时粗心大意等原因造成的,是不应该出现的,是可以完全避免的
(2)减小误差的方法:在物理实验中常采用多次测量求平均值的方法,另外选用更精密的测量工具,改进实验方法,更细心认真地测量等可使误差减小。
易错点
1.不能正确读取刻度尺的示数
使用刻度尺读数时,若估读值为“0”,则记录数据时“0”不能省略。用刻度尺测量物体的长度时,若刻度尺的零刻度线没有与物体的首端对齐,则物体的长度为物体的末端与首端所对的刻度尺的示数之差。
【例】1.物理课上,老师拿出一把刻度尺让四位同学先后测量一本物理课本的宽度,四次读数分别是、、、。分析数据,筛除其中的错误数据后,该课本的宽度应为________。如图所示,该物体的长度是________。
2.不能正确理解平均速度
在计算平均速度时,应该用总路程除以总时间。总时间是指物体从起点运动到终点所用的时间。
【例】2.下表是简化的2018年北京南至上海虹桥G101次列车时刻表。G101次列车从济南西至曲阜东的行车里程为_________km;G101次列车从北京南至曲阜东的平均速度为___________km/h。
3.不能正确辨别误差和错误
误差是由测量工具精确度不高,测量方法不完善,测量人员估读有偏差造成的,误差无法避免。错误是由不遵守仪器的使用规则,读数、记录数据时粗心造成的,是可以避免的。
【例】3.关于误差和错误的说法正确的是( )
A.选用精密仪器,改进测量方法,可以减小误差
B.只要测量方法正确就不会产生误差
C.用天平测出1000个大头针的质量而计算出一个大头针的质量,可以消除误差
D.测量中要避免错误是不可能的
答案及解析
1.答案:;
解析:测量数据中,和其他数据相差过大,为错误数据,应该剔除。课本的宽度应为
测量长度时,读数时视线要与尺面垂直,所以B方法是正确的;如图,刻度尺的分度值为0.1cm,物体左端所对刻度为9.00cm,右端所对刻度为11.75cm,所以物体的长度为
2.答案:129;214
解析:由题知:济南西至曲阜东的行车里程为
从北京南至曲阜东的路程为
由得:
3.答案:A
解析:A、选用精密仪器,改进测量方法,可以减小误差,故A正确;B、误差是客观存在的,测量方法正确也不可能避免误差,故B错误;C、用天平测出1000个大头针的质量而计算出一个大头针的质量,可以减小误差,但不能消除误差,故C错误;D、测量中错误是可以避免的,但误差是不能避免的,故D错误。
故选:A。