第 1 关 · 长度的单位
到底走了几步?
很久以前,人们常用身体部位来量长度。鸵鸟和公鸡分别用脚量两棵树之间的距离,点点按钮,看看会发生什么争吵!
鸵鸟的脚大,2 步就量完;公鸡的脚小,要 12 步。标准不同,结果就乱套!
于是人们统一了长度单位——米(m)。最初科学家把「地球子午线长度的四千万分之一」定为 1 米。
有了统一标准,教室长约 10 米、黑板长约 3 米,大家说的都一样啦!
换算记住:1 km = 1000 m,1 m = 10 dm = 100 cm = 1000 mm。
第 2 关 · 长度的测量
用尺子量铅笔
测量要用好工具:直尺、卷尺、游标卡尺……用刻度尺时要先看量程和分度值,读数时视线要正对刻度线!点按钮,帮小鸟量铅笔。
刻度尺使用口诀:量程别超、分度值看清、尺子放正贴紧、视线正对刻度线,
读数还要估读到分度值的下一位,这样才精确!
累积法:先测 100 张纸叠起来的总厚度,再除以 100,就是 1 张纸的厚度。
替代法:用一根无弹性的棉线和曲线完全重合,做上记号,再把棉线拉直用刻度尺量。
组合法:用两块三角板把圆夹住,配合直尺读数,直径就测出来了。
第 3 关 · 时间的测量
从日晷到钟表
聪明的古人发现:太阳下物体的影子会移动,于是发明了日晷。点按钮让太阳走一圈,看看影子怎么报时!
现在我们用钟、表、秒表计时。常用时间单位有小时(h)、分(min)、秒(s),
其中秒(s)是基本单位。坐火车出发时间 10:10,晚一分钟都赶不上——计时必须精确!
摆钟:每天可能差几秒 → 石英钟:270 年才差 1 秒 → 原子钟:上千万年误差不超过 1 秒!
先看小表盘读「分」(指针过半分钟刻线没有),再看大表盘读「秒」。例如:3 分 48 秒。
第 4 关 · 误差
三块秒表,三个结果?
鸵鸟百米冲刺!三块秒表同时计时,点按钮开跑——猜猜三块表会测出一样的成绩吗?
三个结果都正确!测量值和真实值之间的差别叫误差。
误差无法消除,只能减小:换更好的工具、改进方法、多测几次取平均值。
注意区分:抢跑、看错刻度那是「错误」,必须避免;误差可不是错误哦!
第 5 关 · 机械运动
坐车的公鸡动没动?
公鸡坐进汽车,觉得自己一直坐着没动。鸵鸟在路边大喊:「你明明在动!」到底谁对?点按钮让车开起来!
判断运动的关键:看位置有没有随时间变化。公鸡相对大树的位置变了——它在运动!
物体位置随时间的变化,就叫机械运动。位置变化包括距离和方位两方面。
顺便说:就算你在睡觉,也跟着地球一起转呢!
第 6 关 · 参照物
大树为什么会「向后跑」?
同一辆行驶的车,有人说乘客在动,有人说乘客没动。秘密在于参照物——被选来作标准的物体。分别点两个按钮,换不同的参照物看看!
以大树为参照物,乘客的位置在变——乘客是运动的;
以汽车为参照物,乘客位置不变——乘客是静止的,而大树在「向后跑」!
世界上没有绝对静止的物体,说运动和静止,关键看你选哪个参照物。
第 7 关 · 速度
60 秒赛跑:谁跑得快?
运动有快有慢。怎么比?方法一:相同时间比路程;方法二:相同路程比时间。点按钮,让鸵鸟和公鸡同时跑 60 秒!
我跑了 1080 m!
我才 240 m…
起点
0 s
同样的 60 秒,鸵鸟跑了 1080 m,公鸡只跑 240 m——相同时间比路程,路程长的快!
物理学用速度精确比较快慢:速度 = 路程 ÷ 时间,v = s/t。
鸵鸟:1080÷60 = 18 m/s;公鸡:240÷60 = 4 m/s。
速度单位一般用米每秒(m/s);交通工具常用千米每小时(km/h),1 m/s = 3.6 km/h。
第 8 关 · 匀速直线运动
最「守规矩」的运动
鸵鸟沿直线跑,每过 10 秒记一次位置。点按钮观察:它每 10 秒跑的距离一样吗?
10 s
20 s
30 s
40 s
40 m
80 m
120 m
160 m
每 10 秒都正好跑 40 m——速度不变、路线笔直,这就是匀速直线运动,是「最守规矩」的运动。
现实中的运动常常时快时慢(变速),这时用平均速度描述快慢:
v = 总路程 ÷ 总时间。比如公鸡 5000 m 跑了 5000 s,平均速度就是 1 m/s。
小知识:扶梯、高速公路上匀速行驶的汽车,都近似在做匀速直线运动。
第 9 关 · 速度的测量
区间测速:它超速了吗?
高速公路上,路段两端各有摄像头,记录车辆驶入和驶出的时刻。这辆车 9:10 进入 20 km 的区间,9:18 驶出,限速 120 km/h。点按钮让它跑一遍,再算算!
v = 20 km ÷ 8 min = 20 ÷ (8/60) h = 150 km/h > 120 km/h,超速啦!
区间测速 = 用两个时刻算通过时间,再用 v = s/t 算平均速度,所以中途减速也没用!
这辆车平均速度 150 km/h,妥妥超速。记住常见标志:红圈数字是最高限速,蓝底数字是最低限速,
黑圈加斜杠是解除限速,黄底数字是建议速度。
毕业小测验
三道题,测测你通关了吗
第 1 题关于误差,正确的说法是——
第 2 题坐在行驶汽车里的乘客,以「汽车」为参照物时是——
第 3 题高铁的速度 120 m/s,换算成 km/h 约等于——