测量和时间




爱因斯坦的时空观

中学阶段只研究平直时空,不会用黎曼几何解决更复杂的问题,所以各位同学需要理解如何通过简单的数学构建物理的大厦,如同欧几里得一样。

想学好物理就要描述空间,这也是高中开始为什么先要讲质点,测量,位移、矢量等等,其实就是做一个规范,在统一的规范下面研究物理。

三种常见坐标系
及时你目前还看不懂这些,但是,依然要先理解时空,他是我们学习物理的基础。


知识点一、长度和时间的测量

1、长度单位:在国际单位制中,长度的单位是米(用m表示)。常用的长度单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)等。

1km=103m,1m=103mm=106μm=109nm;1m=10dm=100cm。

一维 $0.01m$$1cm$
二维$0.01m\times 0.01m=10^{-4}m^{2}$$1cm\times1cm=1^2cm^2=1cm^2$
三维$0.01\times 0.01 \times 0.01=10^{-6}m^{3}$$1cm\times1cm\times1cm=1^3cm^3=1cm^3$
维度换算原理

2、长度测量:

(1)测量工具:刻度尺、三角板、卷尺、游标卡尺、千分尺等

(2)刻度尺的使用:

使用前:注意观察零刻度线、量程和分度值;

使用时:正确放置刻度尺;

读数时:视线应与尺面垂直;

记录数据时:要由数字和单位组成

特别注意:

(1)零刻度线对准被测长度的一端,有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测长度保持平行,不能歪斜如因零刻度线磨损而取另一整刻度线作为零刻度线时,切莫忘记最后读数中减掉所取代零刻线的刻度值。

(2)读数时估读到最小刻度的下一位(如图所示,甲读数为3.2cm,乙读数为3.18cm)

误差

(1)测量值与真实值之间的差别,误差是不能避免的,只能通过提高测量水平、改进测量手段就能尽量减小误差。但错误是能够避免的,也是不该发生的。

(2)减小误差的方法:多次测量求平均值、选用精密测量仪器和改进测量方法。

2、时间测量:

秒表读书应分三步:

1、先读出小表盘的整分钟数;

2、再看小表盘分针是否超过下一分钟的半格以上,如果超过,则加30秒;

3、最后读出大表盘秒针的示数并且在30秒内读完。

因为课文中所讲到的秒表是机械秒表,所以秒表读表的方法与机械秒表相同是: t 短针读数(t1)+长针读数(t2)。

2、国际单位制中,时间的基本单位是秒(s)、小时(h)、分(min)。

3、测量值和真实值之间的差异叫做误差,我们不能消灭误差,但应尽量减小误差。减少误差方法:多次测量求平均值、选用精密测量工具、改进测量方法。误差与错误区别:误差不是错误,错误不该发生能够避免,误差永远存在不能避免。

知识点二、运动的描述

1、运动是宇宙中最普遍的现象,物理学里把物体位置变化叫做机械运动。

2、在研究物体的运动时,选作标准的物体叫做参照物。同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性。

知识点三、运动的快慢

1、物体运动的快慢用速度表示。为了比较物体运动的快慢,采用“相同时间比较路程”或“相同路程比较时间”的方法比较。我们把物体沿着直线且速度不变的运动,叫做匀速直线运动。

计算公式:$v=\dfrac{S}{t}$

其中:s——路程——米(m);t——时间——秒(s);v——速度——米/秒(m/s)

国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号为m/s或m·s-1,交通运输中常用千米每小时做速度的单位,符号为km/h或km·h-1,1m/s=3.6km/h。

$v=\dfrac{S}{t}$,变形可得:$s=vt$,$t=\dfrac{S}{v}$

知识点四、测量平均速度

1、测量平均速度的测量工具为:刻度尺、秒表

2、停表的使用:读数:表中小圆圈的数字单位为min,大圆圈的数字单位为s。

3、测量原理:平均速度计算公式$v=\dfrac{S}{t}$

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