OPOpenPith让好奇,看得见物理实验室 / 02
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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。

初中入门三维交互约 10 分钟

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 tv = s/t
起点 → 门 10.40 m2.00 s0.20 m/s
门 1 → 门 21.20 m3.00 s0.40 m/s
门 2 → 终点0.40 m2.00 s0.20 m/s
全程2.00 m7.00 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。

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