1.1 长度和时间的测量

一、长度的测量

1. 单位及换算

- 国际单位：米（m）

- 常用单位：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）

- 换算关系：10⁻³km = 1m = 10dm = 10²cm = 10³mm = 10⁶μm = 10⁹nm

2. 测量工具

- 常用：刻度尺

- 精密：游标卡尺、螺旋测微器

3. 刻度尺正确使用（三看+三步）

- 测量前“三看”：零刻度线、分度值、量程

- 测量三步：

1. 放：零刻度线对齐被测物体一端，刻线边与物体边缘平行

2. 读：视线正对刻度线，估读到分度值下一位

3. 记：记录结果含数字和单位

4. 特殊测量方法

- 辅助工具法：测圆、圆柱体直径、圆锥体高

- 化曲为直：测短曲线（如地图铁路线、硬币周长）

- 累积法：测纸厚、细丝直径

二、时间的测量

1. 单位及换算

- 国际单位：秒（s）

- 常用单位：天（d）、时（h）、分（min）

- 换算关系：1min = 60s，1h = 60min，1d = 24h = 86400s

2. 测量工具：实验室常用电子停表、机械停表

3. 机械停表读数

- 大盘：一圈30s，一大格1s，一小格0.5s

- 小盘：一圈15min，一大格1min，一小格0.5min

三、误差

1. 定义：测量值与真实值的差别

2. 产生原因：测量工具、测量方法、测量者

3. 减小方法：多次测量求平均值、选精密仪器、改进测量方法

4. 与错误的区别：错误可避免（如违反操作、读数粗心），误差不可消除，只能减小

1.2 运动的描述

一、机械运动

1. 概念：物体位置随时间的变化

2. 地位：最简单的运动形式

二、参照物

1. 概念：研究物体运动时，被选作标准的物体（假定静止不动）

2. 选择原则

- 任意选择，但研究对象不能作为参照物

- 通常选地面或固定在地面上的物体

3. 运动和静止的相对性：同一物体的运动情况，因参照物不同，结果一般不同（例：乘电梯时，以地面为参照物人运动，以电梯为参照物人静止）

1.3 运动的快慢

一、速度

1. 比较运动快慢的方法

- 相同时间比路程

- 相同路程比时间

2. 定义：路程与时间之比（比值定义法）

3. 公式：v = s/t（v：速度，s：路程，t：时间）

4. 单位及换算

- 国际单位：米每秒（m/s）

- 常用单位：千米每小时（km/h）

- 换算关系：1m/s = 3.6km/h，1km/h = 1/3.6 m/s

5. 物理意义：表示物体运动快慢，数值上等于单位时间内通过的路程

二、机械运动的分类

1. 按轨迹分：直线运动、曲线运动

2. 按速度是否变化（直线运动内部分类）：

- 匀速直线运动：沿直线且速度不变，任意相等时间内路程相等

- 变速直线运动：沿直线且速度变化，相等时间内路程不相等

3. 平均速度：粗略描述变速运动快慢，公式仍为v = s/t（总路程÷总时间）

1.4 测量平均速度

一、实验基础

1. 实验目的：测量物体运动的平均速度

2. 实验原理：v = s/t

3. 实验器材：小车（或钢珠）、斜面、金属片、秒表、刻度尺

二、实验步骤

提出问题→设计实验→进行实验→收集数据→分析论证→评估交流

三、注意事项

1. 测路程：“头到头，尾到尾”（以小车同一位置为基准）

2. 斜面坡度：不宜过大（时间太短难测量），也不宜过小（变速不明显）

3. 测时间：听小车碰撞金属片的声音计时，减小误差

补充：匀速直线运动的图像

1. 路程-时间图像（s-t图）：过原点的倾斜直线，斜率表示速度（斜率越大，速度越大）

2. 速度-时间图像（v-t图）：平行于时间轴的直线，图线与时间轴围成的面积表示路程

第一章：机械运动