THE MOTION TRAIN · 机械运动
一列小火车,有多快?
同一张沙盘,同一趟旅程。机械运动这一章的知识,都藏在这 2 米轨道上。
向下滚动,镜头会带你走一遍 ↓
01 / 机械运动
它在运动吗?
火车从 A 站开出。怎样判断它在运动?
每过 1 s,轨道边插上一面小旗,标出车头的位置。
物体位置随时间的变化,叫作机械运动。
易错点:灯亮了、水变热了,物体的位置没有变化,不是机械运动。
02 / 参照物
乘客是动的,还是静的?
同一时刻,路边的人和车上的乘客,看到的画面不一样。
左边是路边的人看到的:树不动,火车开过去。
右边是乘客看到的:车厢不动,树和房子向后退。
以地面为参照物,乘客在运动;以火车为参照物,乘客静止。
判断运动还是静止,先选参照物。运动和静止是相对的。
03 / 长度测量
火车走了多远?
要比较快慢,先量出路程。
刻度尺的分度值是 1 mm。出发时,车头指针对准零刻线。
读数时,视线正对刻度线,估读到分度值的下一位。
放大镜里,指针停在 87 cm 后的第 3 小格。
记作 87.30 cm。最后一位 0 是估读值。
04 / 匀速与变速
一直一样快吗?
频闪相机每隔 0.5 s 拍一次,每次留下一个车头位置。
- 间隔越来越大:越来越快。
- 间隔相等:匀速直线运动。
- 间隔越来越小:越来越慢。
这一趟:出站加速 2 s,匀速 3 s,进站减速 2 s。现实中的运动,大多是变速运动。
05 / 平均速度
全程平均多快?
两个光电门把全程分成三段。火车经过时,门上的计时牌记下时刻。
| 分段 | 路程 s | 时间 t | v = s/t |
|---|---|---|---|
| 起点 → 门 1 | 0.40 m | 2.00 s | 0.20 m/s |
| 门 1 → 门 2 | 1.20 m | 3.00 s | 0.40 m/s |
| 门 2 → 终点 | 0.40 m | 2.00 s | 0.20 m/s |
| 全程 | 2.00 m | 7.00 s | ? |
平均速度 = 总路程 ÷ 总时间。
模型与说明
本页使用理想化的直线运动模型:出站匀加速,中途匀速,进站匀减速。读数、频闪、计时牌与分段表由同一模型计算。
本章还将补全:时间的测量、误差与错误、速度与单位换算、运动的图像。