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初中物理

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    学校和居民小区之间有一段平直的公路,路边每隔d=5m种了一棵树,放学回家途中,大军和小欣决定在这段公路上测出自己正常骑车的平均速度,两人各自提出了自己的方案:
    大军的方案:①选定一棵树为起点骑车,同时自己计时;
    ②到达第三棵树时停下并结束计时,算出所用时间t;
    ③代入公式v=3d/t计算出平均速度
    小欣的方案:①测出自行车前轮的半径,由公式L=2πR计算出自行车前轮周长;
    ②开始骑车,同时自己一边计时一边数前轮转过的圈数,测出前轮转过50圈所用时间t;
    ③代入公式______,计算出平均速度.
    (1)请列出两人所用的测量工具:______和______;
    (2)两人方案中都存在不足或错误,你能帮他们找出来吗?
    大军的方案:______;
    小欣的方案:______.
    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “学校和居民小区之间有一段平直的公路,路边每隔d=5m种了一棵树,放学回家途中,大军和小欣决定在这段公路上测出自己正常骑车的平均速度,两人各自提出了自己...” 主要考查您对

速度公式及其应用

变速运动

时间的测量

长度的测量及刻度尺的使用

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  • 长度的测量及刻度尺的使用
速度的公式:
,其中v表示速度,s表示路程,t表示时间。

注意:
①应用计算时,单位要统一。s用米(m),t用秒(s)作单位时,速度v的单位为米/秒 (m/s);当s用千米(km),t用小时(h)时,速度v的单位为千米/时(km/h)。
②公式的三个物理量必须对应于同一物体。

火车过桥(隧道)问题:
   火车穿过隧道时,火车头进人隧道就开始算起,直到火车尾离开隧道才叫做火车通过了隧道,所以火车穿过隧道经过的路程应该等于隧道长与车身长度的和。过大桥时也类似,火车通过大桥经过的路程等于桥长加车长。故对于本身有长度的物体过桥问题小结如下:物体通过的路程等于桥长与物体本身长度的和。

例1:一列火车长200米,用20s的时间穿过了一条100m长的隧道,该火车如果以这样的速度通过长 3.4km的大桥,要用多长时间?

解析:火车穿过隧道时所走的路程: =100m+200m=300m,时间t1=20s,火车的速度:vl =,此速度也是火车通过大桥的速度,火车通过大桥的路程:=3400m+ 200m=3600m,通过此桥需要的时间为
答案:240s

出租车问题:
1.出租车的速度表示车辆行驶过程中的行进速度,指针指示的数值就是该时刻的速度值,采用的单位为km/h。
2.里程示数窗表示该车行驶的总路程,某段时间的路程就等于这段时间内两个示数的差。
3.出租车票据上给出的上车、下车时间间隔为车行驶时间,里程就是这段时间内出租车通过的路程。利用这些信息,可以解决与出租车有关的多种问题。

例某人乘出租车时得到一张天津市客运出租行业专用发票,如表所示,此人乘车时间为____;该车这段时间内运动的平均速度为____km/h。

解析:根据出租车票据的起止时问,可以知道此人乘车时间为10min,出租车行驶的路程是5.5km,利用速度公式求出汽车的平均速度为:=33km/h。


定义:
    变速运动亦称“非匀速运动”。物体的速度随时间而变化,可能是快慢程度变化,也可能是运动方向发生变化,还可能是快慢和方向同时都发生变化它是最常见的一种机械运动。按其运动的轨迹来分,有直线运动和曲线运动。例如火车、汽车和轮船从车站和码头开出的运动,都是变速运动。沿着直线、快慢变化的运动叫变速直线运动。

     由于物体运动的快慢经常改变,所以通常用平均速度来表示变速运动的快慢程度。平均速度表示做变速运动的物体在一段路程上或在一段时间内运动的平均快慢程度。它等于物体通过的路程和通过这段路程所用时间的比值,计算公式为v=

变速运动又分为匀变速运动(加速度不变)和变加速运动(加速度改变)。
匀变速直线运动:

1、匀变速直线运动的定义:沿着一条直线且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。当加速度和速度同向时,物体做匀加速直线运动,当加速度和速度反向时,物体做匀减速直线运动。 
2、匀变速直线运动的特点:匀变速直线运动的加速度的大小和方向均不随时间变化而变化。 
3、匀变速直线运动也是一种理想运动过程。
4、当加速度和速度同向时,物体做匀加速直线运动,当加速度和速度反向时,物体做匀减速直线运动。
5、公式
速度公式:V2=V1+at
位移时间公式:s=v1×t+1/2at2
位移速度公式:2as=v22-v12

变加速运动:
“变加速运动”是相对于“匀变速运动”而言的。我们把加速度(或合外力)恒定的运动称为“匀变速运动”,把加速度(或合外力)变化的运动称为“变加速运动”。注意:加速度(或合外力)是矢量,其是否变化要看两个方面,一是大小,二是方向。


时间测量:
    通常所说的时间测量包括:时间间隔的测量和时刻的测量。时间的测量工具主要有停表、手表、钟表以及占代用的日晷、沙漏等,如图所示。
    


    此外,在一些要求不太严格的时间测越中,我们也可以用自己的脉搏(或心率)来测量时间,知道自己心脏每分钟的跳动次数,再数出做某件事时自己脉搏跳动的总次数,就可以求…做这件事所用的时间了(注意:必须是在脉搏跳动或心率稳定的情况下)。
机械停表的使用方法及读数:
1.机械停表的使用方法使用前先上好发条,测量时用手握住停表,大拇指按下“开始/停止”按钮,停表指针立即走动,计时开始;再次按下“开始/停止”按钮,停表指针停止走动,指针指示出两次按乐所处时刻经过的时间;测量完成,按动“复位”按钮,秒针和分针都弹回原点(零刻度处)

2.使用机械停表进行读数与记录数据
(1)所测时间超过0.5min时,0.5min的整数倍部分由小圆刻度盘内分针所指示的刻度读出,不足0.5min的部分由大圆刻度盘中秒针所指示的刻度读出,所测的总时间为两针(分针和秒针)示数之和,即t =分针指示数(t1)+秒针指示数(t2)。
(2)停表读数时一般不估读,这是因为停表为机械表,其表针的运行是靠齿轮转动的,指针不可能停在两小格之问,一定停在刻度线上。

3.使用停表时的注意事项
(1)使用停表前应检查停表指针是否与零点对齐,如果不能对齐,应记下此时秒针所指示的数值,并对读数作修正;
(2)不同的停表分盘永数有所不同,在测量前要认真观察:
(3)实验中切勿摔碰停表,以免损坏;
(4)测量完毕,应让停表继续走动,让发条完全放松,恢复到松弛状态。
认识刻度尺
     要做到“三看”(如图):

(1)看刻度尺的零刻线是否磨损。如已磨损应从其他清晰划线量起
(2)看刻度尺的量程(测量范围)。原则上测长度要求一次测量,如果测量范围小于实际长度,势必要移动刻度尺测量若干次,这样会产生较大的误差。
(3)看刻度尺的分度值。分度值反映了刻度尺的准确程度和测量结果的有效性。量程和分度值应从实际测量的要求出发进行选择。
刻度尺使用方法:
(1)会“选”,指刻度尺的选择,不同的刻度尺其精确程度不同,也就是分度值不同。测量对象不同,所需的精确程度也不同。例如:在安装门窗玻璃时进行的测量准确程度要求较高,要选用分度值为1mm的刻度尺,而测量教室的长和宽时,准确程度要求不高,长度较大,选用分度值是lcm且量程较大的卷尺较合适。

(2)会“放”。如图所示.尺要沿着所测的物体,不利用磨损的零刻线。所谓沿着,一是指放正不歪斜;二是指要尽可能地贴近被测长度。零刻线磨损的应以其他某一刻线为零点,读数时要注意减去“零点”前的数字:

(3)会“看”。如图所示,读数时,视线要与尺面垂直,不要斜视。

(4)会“读”。精确的测量需要估渎,指在读数时,除准确读出分度值的数字(准确值)外,还要估读到分度值的下一位(估计值)。如25.38cm中, 25.3cm是准确值,0.08cm是估计值,虽然估读的并不准确,但它对我们还是有用的,它表示该物体的长度在 25.3~25.4cm之间而更接近于25.4cm。

(5)会 “记”。记录测量结果时,除了正确无误地记下所读出的数字外,还要标明单位,只写了数字未标明单位的记录是没有意义的。

选用合适刻度尺和正确记录数据的方法:
     长度测量的精确程度是由刻度尺的分度值决定的。所以,根据所要达到的精确度,要选择分度值和量程都合适的直尺、皮卷尺等刻度尺,如:测量课本的长度,用分度值为1mm、量程为30cm的塑料直尺即可。用精确度很高的刻度尺去测量一个精确度要求不是很高的物体,如用游标卡尺或螺旋测微器去测量课桌的长度,增加了测量的麻烦,也是不可取的。测量时要尽量选择量程大于所测物体长度的刻度尺,这样可避免多次测量的累加,提高测量精确度。

     正确读数和记录数据是做好测量的关键。读数时,应弄清各大小刻度值的意义(即标有数字的主刻度的单位及分度值的单位)。如图所示,每一大格为1cm,每一小格为1mm。读数时,还要注意被测物体的始端是否与刻度尺的零刻线对齐,若没有对齐,要将所读数值减去这一刻度的刻度值。

减小测量误差的方法:
     测物体长度时,测量误差要尽量减小,减小误差的措施有两条:一是采用较准确的刻度尺,采用科学、准确的测量方法测量;二是多次测量求其平均值。在计算平均值时,应先计算列估读值的下一位,然后再对该数进行四舍五入,最后的记录结果一定要和每次测量的记录值的精确度相同。

判断刻度尺分度值的方法
1.对位法
     这种方法是根据测量值所带的单位,将测量值的每个数位与长度单位一一对应。其步骤是:①先看所给测量结果的“标称单位”;②再从小数点的前一位开始,由标称单位逐级缩小单位,并同时在各个数位上标出对应的单位,直到小数点后的倒数第二位为止;③最后看标出的最后一级的单位(即倒数第二位数字所对应的单位)是什么,此刻度尺的分度值就是什么。

2.移位法
     这种方法是将测量结果换算成小数点后只有一位数字的形式,此时换算所得的单位就是刻度尺的分度值。如测量值为40mm,移位后为4.0cm,则测量该值所用刻度尺的分度值就是1cm。

3.数位法
      这种方法是根据测量时记录测量结果所带的单位与刻度尺的分度值的关系,通过数小数位来确定刻度尺的分度值.如果测量值的单位是m,小数位只有1 位,测量时刻度尺的分度值就是1m;如小数位有两位,刻度尺的分度值就是1dm;如小数位有3位,刻度尺的分度值就是lcm;如小数位有4位,刻度尺的分度值就是1mm;如小数位有5位,刻度尺的分度值就是 0.1mm。上题中的记录值是以1m为单位,小数位有4 位,测量该值时所用刻度尺的分度值就是1mm。如果测量值是以dm、cm、mm为单位记录的,数位方法以此类推。在测量值无小数位的情况下,测量时刻度尺的分度值要比测量值所带的单位大一级。


机械运动知识梳理:

长度测量的特殊方法:
    长度测量中常常遇到一些不好直接测量的问题。例如:怎样用刻度尺测量一张纸的厚度?细铜丝的直径?乒乓球的直径?圆锥的高?某段曲线的长度?这些就分别用到“累积”、“曲直互化”、“平移”、“公式法” 等特殊办法和技巧.
积累法 把若于个相同的微小量“累积”起来,变得可直接测量,将测出的总量除以累积的个数,便得到微小量,这种方法叫“累积法”。这种方法用于长度测量就是把多个相同的微小长度的物体叠放在一起,测出叠收后的总长度,用总长度除以叠放物体的个数,得到单个物体的微小长度例如,要测一张纸的厚度,我们可以先用毫米刻度尺测出课本正文(除去封面)的总厚度.利用页数确定纸的张数,用总厚度除以张数算出一张纸的平均厚度。再如,要测细铜丝的直径,可以把细铜丝在圆铅笔上紧密排绕若干圈,测出这线圈的总长度.用线圈的总长度除以线圈的圈数,便可得到铜丝的直径
曲直互化法 借助于一些辅助器材(例如不易拉长的软线、嘲规、硬币、滚轮)把不能直接测量的曲线变为直线,再用刻度尺测量,这就是“化曲为直法”。譬如:要测某段曲线长,可用不易被拉长的软线,先使它与待测曲线完全重合,并在始末端做上记号,然后把软线拉直,用划度尺测出始末端记号间的长度即为曲线的长度。例如地图上某段公路线的长度
用已知周长的滚轮在较长的曲线上滚动,记下滚过的圈数,再用滚过的圈数乘以轮子的周长,就得到曲线的长度汽车、摩托车上的里程表。就是根据这一原理制作的还可将圆规两脚分开(分开的距离视曲线弯曲程度而定,越弯曲,间距就越小些),再用圆规两脚连续分割曲线,记下分割的总段数,测出圆规两脚间的距离,此距离乘以两脚在曲线上连续画出的总段数这便是曲线的大约长度
用自行车测一段马路的长时,可先测出车轮的周长,再推出自行车通过这段马路,并数出车轮转的圈数,则圈数乘以周长即得这段马路的长。这就是“化直为曲法”
平移法(等量替代法) 借助于一些简单的辅助器材(如三角板、直尺)把不可直接测量的长度“平移”到刻度尺上,从而可直接测出该长度,这种方法叫“平移”法。例如借助于三角板、直尺便可测出硬币、乒乓球的直径,圆锥体的高
公式法 测圆的周长时,可先测出圆的直径,再利用公式求出周长。像这样先测出相关量,再利用公式求出被测量量的方法叫“公式法”再如测长方体体积也用此法
化暗为明法 有些待测物体,不是明显地露在外面,而是隐含在物体的内部,刻度尺不能直接测量,如玻璃管的内径、工件的裂缝等,可以选择大小合适的钢针插入孔内,在管口处给钢针做上记号,然后再测钢针记号处的直径即可(常用千分尺测量)。如下图所示

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